第五章冷熱源設(shè)備

第六章冷熱源設(shè)備第一頁，共四十頁。第一節(jié)熱源為空調(diào)系統(tǒng)提供必要的冷量和熱量常見的熱源有：余熱利用自然熱源：地?zé)?、太陽能等鍋爐第二頁，共四十頁。第二節(jié)冷源一、冷源的種類兩類：人工冷源與天然冷源人工制冷：壓縮式制冷和吸收式制冷壓縮式制冷：活塞式、螺桿式和離心式等吸收式制冷：蒸汽型、直燃型和熱水型等第三頁，共四十頁。二、冷水機(jī)組將制冷系統(tǒng)與附屬設(shè)備、儀表等組裝成一個(gè)整體機(jī)組，機(jī)組運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后只需簡(jiǎn)單安裝，接上水、電即可投入運(yùn)轉(zhuǎn)。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、配件齊全、制冷系統(tǒng)的流程簡(jiǎn)單等。與分散式設(shè)備相比，選型設(shè)計(jì)和安裝調(diào)試大為簡(jiǎn)捷、節(jié)省占地面積、操作管理方便、提高了設(shè)備運(yùn)行的可靠安全性和經(jīng)濟(jì)性。第四頁，共四十頁。三、壓縮式制冷機(jī)1、制冷原理第五頁，共四十頁。2、活塞式冷水機(jī)組1）結(jié)構(gòu)：活塞式制冷壓縮機(jī)、輔助設(shè)備及附件第六頁，共四十頁。2）活塞式制冷壓縮機(jī)的構(gòu)造活塞式制冷壓縮機(jī)是用活塞在汽缸中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來壓縮制冷劑氣體的。活塞式制冷機(jī)的制冷量較小，活動(dòng)部件易磨損，閥片壽命較低。

第七頁，共四十頁。第八頁，共四十頁。3）活塞式多機(jī)頭冷水機(jī)組定義：配2臺(tái)以上壓縮機(jī)的稱為多機(jī)頭冷水機(jī)組。目前，活塞式冷水機(jī)組配用壓縮機(jī)的臺(tái)數(shù)大多數(shù)為l臺(tái)。多機(jī)頭冷水機(jī)組最多可配8臺(tái)壓縮機(jī)。特點(diǎn)：節(jié)能。機(jī)組在部分負(fù)荷時(shí)仍有較高的效率。而且，機(jī)組起動(dòng)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)順序起動(dòng)各臺(tái)壓縮機(jī)，每臺(tái)壓縮機(jī)的功率小，對(duì)電網(wǎng)的沖擊小，能量損失小。延長使用壽命。啟動(dòng)時(shí)可以任意改變各臺(tái)壓縮機(jī)的起動(dòng)順序，使各臺(tái)壓縮機(jī)的磨損均衡。配置多臺(tái)壓縮機(jī)的機(jī)組機(jī)的機(jī)組第九頁，共四十頁。靈活、可靠。整個(gè)機(jī)組分設(shè)兩個(gè)獨(dú)立的制冷劑回路，這兩個(gè)獨(dú)立回路可以同時(shí)運(yùn)行，也可單獨(dú)運(yùn)行，起到互為備用的作用，提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性。第十頁，共四十頁。3、螺桿式冷水機(jī)組

1）結(jié)構(gòu)：螺桿制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器以及自控元件和儀表等。2）特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、占地面積小、操作維護(hù)方便、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)等。第十一頁，共四十頁。3）螺桿制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)：螺桿式制冷壓縮機(jī)是依靠?jī)蓚€(gè)螺桿——陰陽轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來壓縮制冷劑氣體。特點(diǎn)：體積小，易損件少，但噪聲較大第十二頁，共四十頁。4）單螺桿壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)：主要零件有單螺桿轉(zhuǎn)子、星輪和機(jī)殼。螺桿螺槽、機(jī)殼內(nèi)壁和星輪齒面構(gòu)成封閉的基元容積。行程：運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，動(dòng)力傳到螺桿軸上，由螺桿帶動(dòng)星輪齒在螺槽內(nèi)相對(duì)移動(dòng)，這種相對(duì)移動(dòng)相當(dāng)于往復(fù)式壓縮機(jī)的活塞（星輪）在汽缸（螺桿槽與機(jī)殼內(nèi)壁形成的基元容積）中移動(dòng)。隨著星輪齒的移動(dòng)，封閉的基元容積發(fā)生變化，相應(yīng)的氣體由吸氣腔進(jìn)入螺桿齒槽空間，經(jīng)壓縮后達(dá)到設(shè)計(jì)壓力值，由開在殼體上的排氣三角口排至油氣分離器內(nèi)。第十三頁，共四十頁。工作行程第十四頁，共四十頁。通常：螺桿有6個(gè)螺槽，由兩個(gè)星輪將各螺槽分隔成上下兩個(gè)空間，各自實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮和排氣過程，因此單螺桿相當(dāng)于一臺(tái)六缸雙作用的往復(fù)式壓縮機(jī)。

特點(diǎn)：?jiǎn)温輻U壓縮機(jī)除具備回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊單位容積利用率較高和無氣閥組件等優(yōu)點(diǎn)外，因其星輪對(duì)稱地配置于螺桿的兩側(cè)，還具有下獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。

第十五頁，共四十頁。（1）結(jié)構(gòu)合理，具有理想的力平衡性

單螺桿壓縮螺機(jī)在螺桿兩端間開有引氣通道，流至高壓側(cè)的氣體將通過引氣通道回流至低壓側(cè)，從而使螺桿兩端面上的氣體力相互平衡。由于星輪在螺桿軸線兩側(cè)對(duì)稱配置，作用于螺桿上的氣體徑向力相互抵消。作用于螺槽內(nèi)的氣體軸向力也相互抵消。因此作用在螺桿軸支撐軸承上載荷就小，軸承壽命長，星輪齒上所受的氣體力，只有活塞式壓縮機(jī)或雙螺桿壓縮機(jī)的1/30左右。故該機(jī)器能平穩(wěn)的無振動(dòng)的在高工作轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，而無需特別的基礎(chǔ)，僅需安放在水平的地面上，省去了基礎(chǔ)費(fèi)用。第十六頁，共四十頁。（2）單機(jī)容量大，無余隙容積

由于單螺桿壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)，螺桿每轉(zhuǎn)一周，每一個(gè)螺槽均工作兩次，螺槽空間得到充分利用，因此與其它回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)相比，結(jié)構(gòu)尺寸相同時(shí)排氣量較大，排氣量相同時(shí)，結(jié)構(gòu)尺寸較小。以3000r/min的單螺桿壓螺機(jī)為例，每分鐘壓縮次數(shù)為3000X12=36000次。

此外，螺桿的螺槽深度隨壓力的增高而減少，在排氣結(jié)束、星輪齒脫離螺槽時(shí)，深度為零，故理論上不存在余隙容積，因而，容積效率較高。第十七頁，共四十頁。3）由于高速（一般為3000r/min）輕載，嚙合副型線設(shè)計(jì)先進(jìn)合理，任一瞬時(shí)嚙合的兩共軛曲線都能形成收斂鍥隙，且間隙適當(dāng)，容易在螺槽與星輪之間的間隙中建立流體動(dòng)力潤滑油膜，確保螺桿星輪處于濕摩擦狀態(tài)，從而有效地減少星輪的摩損，降低氣體泄露提高了機(jī)器的效率和壽命，保障了運(yùn)行安全可靠。因此，這種壓縮機(jī)的壽命僅取決于軸承的耐久性，即使采用滾動(dòng)軸承，壽命也可達(dá)到二萬至三萬工作小時(shí)。但壓縮機(jī)在啟動(dòng)和停機(jī)的過程中，由于轉(zhuǎn)速較低，建立流體動(dòng)力潤滑的條件受到損壞，在很短時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)嚙合的摩擦表面的直接摩擦，為了減少由此引起的摩擦，需要選取適當(dāng)?shù)哪Σ粮辈牧?，以便得到較小的摩擦系數(shù)。另外，由于轉(zhuǎn)速較高，可直接選用價(jià)格便宜的電機(jī)，無需裝設(shè)減速器，且還相應(yīng)帶來重量輕、體積小、占地面積省等優(yōu)點(diǎn)。第十八頁，共四十頁。（4）操作維修簡(jiǎn)便，易損件少，控制系統(tǒng)完美，排氣均勻。第十九頁，共四十頁。4、離心式冷水機(jī)組

1）結(jié)構(gòu)：離心式制冷壓縮機(jī)、配套的蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流控制裝置、電氣儀表等2）特點(diǎn)

(1)單機(jī)制冷量大。國產(chǎn)空調(diào)用離心式制冷機(jī)組的制冷量在580一2800kw，國外最大機(jī)組的制冷量為28000kw。(2)結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、尺寸小，因而占地面積小。相同的制冷工況及制冷量，活塞式制冷壓縮機(jī)比離心式制冷壓縮機(jī)(包括齒輪增速器)重5—8倍，占地面積多一倍左右。第二十頁，共四十頁。(3)沒有氣閥、填料、活塞環(huán)等易損件，因而工作可靠，操作方便。維護(hù)費(fèi)用低，為活塞式壓縮機(jī)的l／5(4)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動(dòng)小、噪聲低。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)制冷劑中不混有潤滑油，因此蒸發(fā)器和冷凝器的傳熱性能好。(5)能夠經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)采用入口導(dǎo)流葉片調(diào)節(jié)器和改變擴(kuò)壓器寬度調(diào)節(jié)裝置時(shí)，可使機(jī)組的負(fù)荷在30％一100％范圍內(nèi)進(jìn)行高效率的調(diào)節(jié)。第二十一頁，共四十頁。(6)能夠經(jīng)濟(jì)合理地使用能源，即可用多種類型的驅(qū)動(dòng)機(jī)來帶動(dòng)。石油化工廠中的大型離心式制冷機(jī)，可用工業(yè)裝置中自身產(chǎn)生的蒸汽或余熱為能源，應(yīng)用蒸汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)直接驅(qū)動(dòng)，使全廠的能源得到綜合利用。(7)易于實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓縮和節(jié)流，達(dá)到同一臺(tái)制冷機(jī)多種蒸發(fā)溫度的操作運(yùn)行。(8)缺點(diǎn)：?jiǎn)螜C(jī)制冷量不宜過??；不宜采用較高的冷凝壓力；離心式制冷壓縮機(jī)的效率稍遜于活塞式制冷壓縮機(jī)；變工況適應(yīng)能力不強(qiáng)、制造加工精度要求較高

第二十二頁，共四十頁。第二十三頁，共四十頁。3）離心式壓縮機(jī)第二十四頁，共四十頁。5、渦旋式制冷機(jī)

1）特點(diǎn)：與活塞壓縮式制冷機(jī)相比，具有以下特點(diǎn)：高效節(jié)能、低噪音、微振動(dòng)，壽命長；金屬材料節(jié)約、環(huán)境污染減少第二十五頁，共四十頁。2）渦旋式壓縮機(jī)（1）工作原理：裝置于機(jī)殼內(nèi)的一對(duì)具有特殊漸開型線的動(dòng)、定渦旋，由偏心軸驅(qū)動(dòng)動(dòng)渦旋與定渦旋作相對(duì)圓形平動(dòng)，形成容積變化，實(shí)現(xiàn)其吸氣、壓縮、排氣過程，渦旋型線之間，通過初始磨合，形成理想嚙合間隙后，永不磨損。第二十六頁，共四十頁。（2）外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)

內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由機(jī)構(gòu)部四大件（動(dòng)盤、定盤、機(jī)架、曲軸）與電機(jī)組成。結(jié)構(gòu)緊湊、零部件少、具有高可靠性。

（3）特點(diǎn)與其它形式壓縮機(jī)相比容積效率高。渦旋式壓縮機(jī)無余隙容積可靠性高。動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，吸氣、壓縮、排氣過程是連續(xù)進(jìn)行的，而且,各級(jí)壓力腔對(duì)稱分布,因此，其旋轉(zhuǎn)一周時(shí)的壓縮扭力變化很??；同時(shí)，不需吸、排氣閥，從而無閥故障（壓縮不良），因此具有很高的可靠性。振動(dòng)低/噪音低。加工精密；扭力變化很小第二十七頁，共四十頁。第二十八頁，共四十頁。四、吸收式制冷機(jī)1、原理以熱能為動(dòng)力，以水為制冷劑，以溴化鋰溶液為吸收劑，制取0℃以上冷凍水，為空調(diào)或生產(chǎn)工藝過程服務(wù)。第二十九頁，共四十頁。發(fā)生器冷凝器蒸發(fā)器吸收器高溫水或蒸汽冷卻水冷凍水濃溶液稀溶液冷劑水第三十頁，共四十頁。2、特點(diǎn)1）以熱能為動(dòng)力．故耗電少。2）有利于熱源的綜合利用，可利用各種低勢(shì)熱能和廢汽、廢熱等，如高于20kPa的飽和蒸汽、高于75℃的熱水、地?zé)崴吞柲艿?。第三十一頁，共四十頁?)無公害。以水為制冷劑、溴化鋰水溶液為吸收工質(zhì)，不破壞大氣臭氧層。4）振動(dòng)小、噪聲低、運(yùn)行乎穩(wěn)。溴冷機(jī)的電動(dòng)部件只有功率很小的屏蔽泵5)冷量調(diào)節(jié)范圍寬。隨著外界負(fù)荷變化，機(jī)組可在l0％一100％的范圍內(nèi)進(jìn)行冷量的無級(jí)調(diào)節(jié)。第三十二頁，共四十頁。3、分類1）單筒單效：將蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器、冷凝器全都布置于單一簡(jiǎn)體內(nèi)的機(jī)組。2）雙筒單效：將蒸發(fā)器、吸收器、發(fā)生器和冷凝器四種換熱器分別布置在上、下兩個(gè)簡(jiǎn)體內(nèi)。布置方式多種多樣，但最常見的是將冷凝器和發(fā)生器布置在上簡(jiǎn)(高壓筒)，而將蒸發(fā)器和吸收器布置在下簡(jiǎn)(低壓簡(jiǎn))。第三十三頁，共四十頁。3）雙筒雙效：在單筒單效的基礎(chǔ)上增加一個(gè)高壓發(fā)生器，并單獨(dú)設(shè)置一個(gè)筒。4）三筒雙效：在雙筒單效的基礎(chǔ)上增加一個(gè)高壓發(fā)生器，并單獨(dú)設(shè)置一個(gè)筒。第三十四頁，共四十頁。4、直燃機(jī)包括：燃油、燃?xì)鈾C(jī)組特點(diǎn)：將燃燒設(shè)備與制冷機(jī)組合并，利用燃油、燃?xì)猱a(chǎn)生的熱量驅(qū)動(dòng)發(fā)生器。第三十五頁，共四十頁。第三節(jié)風(fēng)冷機(jī)組與熱泵機(jī)組一、風(fēng)冷機(jī)組與水冷機(jī)組按照冷凝器冷卻方式第三十六頁，共四十頁。冷凝器冷卻水冷卻塔水冷機(jī)組空氣制冷劑第三十七頁，共四十頁。冷凝器風(fēng)冷機(jī)組空氣制冷劑第三十八頁，共四十頁。二、單冷機(jī)組與熱泵機(jī)組1、單冷機(jī)組2、熱泵機(jī)組蒸發(fā)器壓縮機(jī)節(jié)流閥冷凝器第三十九頁，共四十頁。內(nèi)容總結(jié)第六章冷熱源設(shè)備。兩類：人工冷源與天然冷源。人工制冷：壓縮式制冷和吸收式制冷。吸收式制冷：蒸汽型、直燃型和熱水型等?；钊街评鋲嚎s機(jī)是用活塞在汽缸中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來壓縮制冷