暖通空調(diào)設(shè)備檢修制冷機組溴化鋰制冷機知識講解

1、任務(wù)一 溴化鋰制冷機一、概述 以熱能為動力源，以水為制冷劑，以溴化鋰溶液為吸收劑，制取冷源水，稱為溴化鋰制冷機（簡稱“溴冷機”）。其熱源主要有蒸汽、熱水、燃氣和燃油等，可分為直燃型、蒸汽型和熱水型。蒸汽型機組主要用在有蒸汽可以利用的場合，如城市集中供熱熱網(wǎng)、熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)、紡織、化工、冶金等行業(yè)；熱水型機組，可利用65以上的熱水，如地?zé)?、太陽能熱能、工業(yè)領(lǐng)域工藝過程產(chǎn)生的余熱熱水制取冷水。直燃型機組可利用燃氣為賓館、醫(yī)院、寫字樓、機場等大型建筑物提供空氣調(diào)節(jié)。由于是“以熱制冷”，溴化鋰制冷機還可以利用工業(yè)廢余熱，為工業(yè)提供工藝所需冷水或空調(diào)。 真空狀態(tài)下，用溴化鋰水溶液為工

2、質(zhì)，溴化鋰吸收式制冷機以水為制冷劑，溴化鋰水溶液為吸收劑，制取0以上的低溫水，多用于中央空調(diào)系統(tǒng)。 溴化鋰制冷機利用水在高真空狀態(tài)下沸點變低（只有4攝氏度）的特點來制冷。（利用水沸騰的潛熱）溴化鋰屬鹽類，為白色結(jié)晶，易溶于水和醇，無毒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不會變質(zhì)。溴化鋰水溶液中有空氣存在時對鋼鐵有較強的腐蝕性。溴化鋰吸收式制冷機因用水為制冷劑，蒸發(fā)溫度在0以上,僅可用于空氣調(diào)節(jié)設(shè)備和制備生產(chǎn)過程用的冷水。這種制冷機可用低壓水蒸汽或75以上的熱水作為熱源，因而對廢氣、廢熱、太陽能和低溫位熱能的利用具有重要的作用。溴化鋰吸收式制冷機是1945年研制成功的，它可以利用低溫位熱能,又有較高的熱力系數(shù)(單級

3、的熱力系數(shù)在0.7左右),故發(fā)展較快,在一些國家中已被普遍用于空氣調(diào)節(jié)等方面。溴化鋰吸收式制冷機有多種類型，如兩級發(fā)生的溴化鋰吸收式制冷機，它可有效地利用高壓加熱蒸汽；兩級吸收的溴化鋰吸收式制冷機，它可有效地利用低溫位熱能；直燃式溴化鋰吸收式制冷機，可利用油或煤氣的燃燒直接加熱等。溴化鋰吸收式制冷機還可與背壓式汽輪機組成聯(lián)合裝置，利用汽輪機的排汽作為溴化鋰吸收式制冷機的加熱蒸汽，這樣不但可提高水蒸汽的利用率，且同時可以滿足幾種要求，例如制冷和發(fā)電。根據(jù)這一想法已經(jīng)設(shè)計出溴化鋰吸收式制冷機與離心式氟利昂制冷機聯(lián)合工作的制冷機組。它用背壓式汽輪機直接驅(qū)動離心壓縮機，并利用其排汽向溴化鋰吸收式制冷機

4、加熱。這種機組可生產(chǎn)較大的冷量，也可在不同的蒸發(fā)溫度下生產(chǎn)冷量。這種機組不但經(jīng)濟性好（汽耗率低），而且低負荷特性好，即在部分負荷時仍能保持較高的經(jīng)濟性。二、溴化鋰吸收式制冷機形式溴化鋰吸收式制冷機的發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器可布置在一個筒體內(nèi)（稱單筒式），也可布置在兩個筒體內(nèi)（稱雙筒式）。圖3為雙筒式溴化鋰吸收式制冷機的系統(tǒng)，它的工作原理與圖1相同，而差別在于：使用蒸發(fā)器泵和吸收器泵，它們的作用是使冷劑水（制冷機）和吸收液分別在蒸發(fā)器和吸收器中循環(huán)流動，以強化與冷媒水（載冷劑）和冷卻水的換熱；在冷凝器至蒸發(fā)器的冷劑水管路和發(fā)生器至吸收器的吸收液管路上均無節(jié)流閥，這是因為溴化鋰吸收式制冷機高

5、壓部分與低壓部分的壓差很小,利用U型管中的水封和吸收液管路中的流動阻力即可將高低壓力分開。在單筒式制冷機中,冷凝器與蒸發(fā)器之間甚至可以不用U型管，而用一個短管或幾個噴嘴代替。溴冷機產(chǎn)生污垢主要有兩處，一是走冷媒水、冷卻水的蒸發(fā)器、吸收器、冷凝器銅管簇會存在水垢、粘泥垢，它的清洗技術(shù)已基本成熟。但對處于溴化鋰溶液流經(jīng)的機組內(nèi)腔的污垢，其清洗技術(shù)要求則復(fù)雜得多。由于溴化鋰溶液是強電解質(zhì)，對碳鋼有一定腐蝕（在有氧條件時，腐蝕性更大），而且能量增強劑辛醇具有一定油性，因此溴冷機使用數(shù)年后就會因內(nèi)腔銹蝕產(chǎn)生銹垢和粘泥垢，這些垢物附著在換熱管側(cè)，導(dǎo)致污垢系數(shù)增大，影響熱交換效果，嚴重時垢物還會堵塞噴嘴或淋

6、激孔，造成機組制冷量大幅衰減。有的單位采取以溶液為主劑清洗內(nèi)腔，但除垢效果并不理想，一旦內(nèi)腔銹蝕嚴重，噴淋系統(tǒng)堵塞，就通過割孔將噴淋系統(tǒng)抽出進行更換，治表不治本，沒有徹底解決內(nèi)腔結(jié)垢污染的問題，處理得不好，還可能會對機組造成新的結(jié)構(gòu)上的故障或留下其他隱患。任務(wù)二 制冷機組一、 風(fēng)冷模塊機組組合靈活：主機模塊化設(shè)計，由單元模塊組成，便于能量擴展，選擇范圍廣，可根據(jù)符荷需要選最多32單元模塊任意組合，滿足使用要求。二、螺桿式制冷機螺桿式制冷壓縮機都采用噴油潤滑的方式進行，按壓縮機與電動機聯(lián)結(jié)的方式不同，分為開啟式、半封閉式和全封閉式三種。 開啟式機組：壓縮機通過聯(lián)軸器與電動機相聯(lián)，要求在壓縮機伸出

7、軸上加裝可靠的軸封，以防制冷劑和潤滑油泄漏。 半封閉式機組：電動機與壓縮機做為一體，中間用法蘭聯(lián)接，能有效防止制冷劑和潤滑油的泄漏，并采用制冷劑冷卻電動機，消除了開啟式機組中電動機冷卻風(fēng)扇的噪聲。 全封閉式機組：把電動機與壓縮機封閉在一個容器內(nèi)，徹底消除了制冷劑和潤滑油的泄漏，噪聲為最低。目前該制冷壓縮機在標準工況下（蒸發(fā)溫度：-15，冷凝溫度：30）制冷量范圍已經(jīng)超過3500KW。 全封閉式螺桿壓縮機組主要適用于寫字樓、運輸工具、圖書館、商廈、醫(yī)院、民用住宅、賓館等對噪聲特別敏感場所的獨立空調(diào)或中央空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)。開啟式與半封閉式機組在工礦企業(yè)、人防工程運用較多。 兩種形式壓縮機組的比較 1.開

8、啟式機組 優(yōu)點： (1) 壓縮機與電動機相對分離，對電動機沒有特殊的要求，故壓縮機的適用范圍較廣。 (2) 同一臺壓縮機，可適應(yīng)不同制冷劑，除了采用鹵代烴制冷劑外，通過更改部分零件的材質(zhì)，還可采用氨作制冷劑。 (3) 可根據(jù)不同的制冷劑和使用工況條件，配用不同容量的電動機。 (4) 單機頭機組制冷量可達200萬大卡以上。 (5) 成本較低，價格較便宜。 缺點： (1) 需要軸封封住制冷劑和潤滑油泄漏的通道，這也是用戶經(jīng)常維護的重點。JB/T6906-93 螺桿式單級制冷壓縮機標準中對滲油量規(guī)定：開啟式機組運行時的軸封處滲油量應(yīng)不大于3ml/h。由于氟利昂和冷凍油是互溶的，故在使用過程中氟利昂與

9、冷凍油的同步泄漏無法避免，尤其在運行滿1000小時以后，由于軸封的磨損，會加劇氟利昂與冷凍油的泄漏，加大維修和運行費用，影響正常使用。 (2) 配套的電動機高速旋轉(zhuǎn)，冷卻風(fēng)扇形成的氣流噪聲大，壓縮機本身噪聲也比較大，開啟式機組一般噪聲在90dB(A)以上，導(dǎo)致噪聲污染環(huán)境。 (3) 需要配置單獨的油分離器和油冷卻器等復(fù)雜的油系統(tǒng)部件，導(dǎo)致機組體積龐大，使用維護不便，且重量和占地面積都大。 (4) 效率低，由于需要用外置電動機驅(qū)動油泵及配用普通低效率電機，空調(diào)名義工況能效比一般不超過4.0。 2. 半封閉式機組 優(yōu)點： (1) 由于采用半封閉式方式，電動機與壓縮機一體化設(shè)計，故噪聲低、振動小，不

10、存在開啟式機組的氟利昂和潤滑油的泄漏等問題，減少了用戶的維護和管理成本，不會因泄漏而影響用戶的正常使用。 (2) 由于采用半封閉式方式，電動機與壓縮機合為一體，加上內(nèi)置分油消音器，大大地降低了運行噪聲，同等冷量開啟式與半封閉式噪聲差別約為15 dB(A)。 (3) 由于內(nèi)置油分離器采用內(nèi)壓差供油方式，無需配外置電動機驅(qū)動油泵，提高了運行的能效比，空調(diào)名義工況下能效比一般大于4.5。 (4) 對要求較高的場合，可采用雙機頭或三機頭型式，各制冷系統(tǒng)相對獨立，一旦某系統(tǒng)出現(xiàn)故障，其他系統(tǒng)可以正常工作，不會對生產(chǎn)和環(huán)境造成太大影響。 缺點： (1) 目前國內(nèi)所采用半封閉式螺桿壓縮機大部分為國外原裝進口

11、，價格較高。 (2) 由于采用耐氟利昂、耐潤滑油和耐高溫特種電機，增加了壓縮機的材料成本，故同檔次半封閉式壓縮機價格高于開啟式壓縮機。 (3) 單機容量較小，單機頭容量一般不超過150萬大卡。三、離心式制冷壓縮機 （一）離心式制冷壓縮機作為一種速度型壓縮機，具有以下優(yōu)點：    1.在相同冷量的情況下，特別在大容量時，與螺桿壓縮機組相比，省去了龐大的油分裝置，機組的重量及尺寸較小，占地面積?。?#160;   2.離心式壓縮機結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運動件少，工作可靠，經(jīng)久耐用，運行費用低；     3.容易實現(xiàn)多級壓縮和多

12、種蒸發(fā)溫度，容易實現(xiàn)中間冷卻，使得耗功較低；    4.離心機組中混入的潤滑油極少，對換熱器的傳熱效果影響較小，機組具有較高的效率。    具有以下缺點：    1.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較高， 為了保證葉輪一定的寬度， 必須用于大中流量場合， 不適合于小流量場合；     2.單級壓比低，為了得到較高壓比須采用多級葉輪，一般還要用增速齒輪；     3.喘振是離心式壓縮機固有的缺點，機組須添加防喘振系統(tǒng)；     4.同一臺機組

13、工況不能有大的變動，適用的范圍較窄。    （二）、離心式制冷壓縮機的應(yīng)用狀況及趨勢。    目前國內(nèi)離心式冷水機組的大部分市場主要由歐日美一些制冷企業(yè)所占據(jù).比較有名的企業(yè)如特靈、開利、約克、麥克維爾、AXIMA（原蘇爾壽）、荏原、三菱等依靠先進的技術(shù)及良好工藝主導(dǎo)離心冷水機組市場.國內(nèi)企業(yè)主要為重慶通用，早期引進NREC的技術(shù)來開發(fā)離心式制冷機.隨著社會的發(fā)展，用戶需要的冷量越來越高，另外由于節(jié)能的要求使得離心機組具有越來越廣的市場.一些國內(nèi)空調(diào)廠家如海爾、澳克瑪、格力及美的（與重慶通用合并）紛紛推出自己的離心式冷水機組.大冷與A

14、XIMA合作開發(fā)出離心冷水機組及區(qū)域供暖的離心熱泵機組.這些離心機組大部分采用環(huán)保工質(zhì)R134a。    隨著能源的形式日趨緊張，節(jié)能降耗是產(chǎn)品發(fā)展的一大趨勢.另外由于中國城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，建筑能耗不斷增加.具有最高性能系數(shù)的離心冷水機組無疑將成為市場的熱點，近年來離心冷水機組的銷量不斷提高。    國內(nèi)大部分開發(fā)離心冷水機組的企業(yè)只是購買進口壓縮機，基本上沒什么利潤.國外離心機廠家不會輕易出讓自己的核心技術(shù)，要想研制離心式制冷壓縮機，只有走自主開發(fā)的道路.隨著設(shè)計及制造技術(shù)的不斷成熟，使得國產(chǎn)離心式制冷壓縮機的研制成為可能。&#

15、160;  （三）、開發(fā)研制離心式壓縮機的難點、重點及對策。    研制一臺離心壓縮機包括多方面的內(nèi)容：氣動熱力計算、強度與振動計算、結(jié)構(gòu)設(shè)計、各種材料的選擇、加工制造工藝設(shè)計、自動控制與調(diào)節(jié)設(shè)計、以及驅(qū)動型式選擇等.其中的難重點主要有以下幾個方面：    1.葉輪的設(shè)計    轉(zhuǎn)子作為離心壓縮機的運動部件，其核心部分為葉輪.現(xiàn)在國內(nèi)外各大離心機廠家均采用三元流方法進行葉輪設(shè)計.三元流方法要求設(shè)計人員具備數(shù)值模擬、計算流體動力學(xué)、流體機械內(nèi)部流場理論等非常專業(yè)的知識.國內(nèi)公司技術(shù)人員大

16、部分不具備這些專業(yè)知識，要設(shè)計高效的三元葉輪，只有和高校科研機構(gòu)合作.高校中離心式壓縮機方面的專家主要有上海交大的谷傳綱教授、西安交大的王尚錦教授.谷教授長期從事離心機方面的研究，先后主持完成6項國家自然科學(xué)基金項目，在離心機三元流設(shè)計，壓縮機組試驗、監(jiān)測及控制，系統(tǒng)防喘振等方面均有深入的研究，他所主持完成的多級離心壓縮機氣動設(shè)計技術(shù)與應(yīng)用項目獲2004年國家科技進步二等獎.王教授領(lǐng)導(dǎo)的西安交大賽爾機泵科研組，以獨具特色的“可控渦葉輪設(shè)計理論”，在石化等領(lǐng)域的機組改造中有出色的應(yīng)用。    2.葉輪的加工制作    以三元流理論設(shè)計的葉輪葉片形狀一般為空間曲面，葉片及葉輪的加工成型是制造的重點，也是難點. 對于三元葉輪，常用的加工方法主要有兩種：    1)三體焊形式：也就是說輪盤、葉片、輪蓋分別加工.這種加工方法對設(shè)備要求比較簡單，輪盤、輪蓋只需要車出外形就夠了.葉片加工要麻煩一些，首先要利用三坐標機床銑出葉片模具，然后將下好料的葉片進行熱處理，壓型得到所需的