高壓腔日立壓縮機使用方面的注意事項課件

渦旋壓縮機應(yīng)用技術(shù)交流廣州日立壓縮機有限公司7/20/2023交流內(nèi)容概要一、渦旋壓縮機的發(fā)展與特點二、日立渦旋壓縮機的結(jié)構(gòu)特點三、日立渦旋壓縮機的應(yīng)用2一、渦旋壓縮機的發(fā)展與特點3渦旋壓縮機工作原理4

低壓腔

中壓腔

高壓腔

中央排氣口渦旋壓縮機是怎樣工作的5渦旋壓縮機的發(fā)展歷史1905年法國人LeonCreux

提出渦旋機械的工作原理，并申請美國專利。但是由于零件的精度要求與軸向力的平衡制約了其產(chǎn)業(yè)化。70年代，高精度數(shù)控銑床的涌現(xiàn)和世界能源危機的加劇，促進(jìn)了渦旋壓縮機的發(fā)展。在1972年美國的ArthurDLittle公司成功開發(fā)出壓縮氦氣的渦旋壓縮機，并應(yīng)用在遠(yuǎn)洋海輪上，標(biāo)志著渦旋壓縮機實用化年代的到來。80年代,渦旋壓縮機首先在空調(diào)壓縮機技術(shù)領(lǐng)域取得商業(yè)應(yīng)用。（81年，三電、三菱重工推出汽車空調(diào)用渦旋壓縮機；83年，日立推出柜式空調(diào)用全封閉渦旋壓縮機；87年，谷輪開始生產(chǎn)空調(diào)壓縮機）90年代,渦旋壓縮機的系列化產(chǎn)品相繼問世。日本松下電器公司生產(chǎn)出家用空調(diào)用小型全封閉壓縮機；東芝公司推出列車空調(diào)用壓縮機；Carrier公司推出在冷水機組上并聯(lián)使用的渦旋壓縮機。渦旋空氣壓縮機也得到一定的發(fā)展

6各類空調(diào)壓縮機制冷量大小及國內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)

7優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕。（與活塞壓縮機比：零件減少90%、體積減小40%、重量減輕15%）無吸排氣閥。減少了易損件,降低吸排氣阻力損失,降低噪音與振動,易于實現(xiàn)變轉(zhuǎn)速無余隙容積。容積效率提高不直接接觸，采用油膜密封。摩擦損失小，機械效率高多壓縮室同時工作，工作連續(xù)，壓縮力矩變化平穩(wěn)缺點:精度要求高，形位公差都在微米級無排氣閥，變工況性能欠佳工作腔不易實施外部冷卻，壓縮過程的熱量難排出，因此只能夠壓縮絕熱指數(shù)小的氣體或者內(nèi)冷卻大排量渦旋壓縮機難實現(xiàn)。受齒高限制，排量大直徑大，不平衡旋轉(zhuǎn)質(zhì)量增大，機器不緊湊且重量增加。渦旋壓縮機總體特點8效率高的特點與其他結(jié)構(gòu)壓縮機相比，渦旋式壓縮機無余隙容積，所以容積效率高。高精密機加工設(shè)備，保證渦旋加工精度，泄漏小。9低振動、低噪音特點渦旋壓縮機，動盤旋轉(zhuǎn)一周時，吸氣、壓縮、排氣過程是連續(xù)進(jìn)行的，而且,各級壓力腔對稱分布,回轉(zhuǎn)速度低,因此，其旋轉(zhuǎn)一周時的壓縮扭力變化很?。ㄗ髨D表示：往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)及渦旋式壓縮機的扭力變化）渦旋壓縮機與其他壓縮機相比較之下，扭力變化幅度僅有1/10，非常小，所以其運行時振動、噪音均很小。10高可靠性特點和其他壓縮機相比，渦旋壓縮機是連續(xù)吸氣、壓縮、排氣循環(huán)工作過程，因此，不需吸、排氣閥，從而無閥故障（壓縮不良），而具有更高的可靠性。11高壓腔與低壓腔渦旋壓縮機的劃分，主要是對全封閉渦旋壓縮機中，電機所處在的工作環(huán)境溫度進(jìn)行區(qū)分。電機處于排氣側(cè)（殼體內(nèi)為排氣壓力），稱為高壓腔（一般以HITACHI為代表)；電機處于回氣側(cè)（殼體內(nèi)為回氣壓力），稱為低壓腔（一般以COPELAND為代表）。兩種結(jié)構(gòu)的渦旋壓縮機，與其結(jié)構(gòu)對應(yīng)具有相應(yīng)的特點，且各具優(yōu)缺點。高壓腔渦旋壓縮機與低壓腔渦旋壓縮機特點典型高壓腔渦旋

壓縮機結(jié)構(gòu)(日立)排氣口吸氣口定盤動盤機架曲軸電機（定、轉(zhuǎn)子）殼體防自轉(zhuǎn)滑環(huán)主軸承內(nèi)置式過流、過熱保護(hù)器壓差供油13典型低壓腔渦旋壓縮機結(jié)構(gòu)(谷輪)排氣口吸氣口定盤動盤機架曲軸電機（定、轉(zhuǎn)子）殼體防自轉(zhuǎn)滑環(huán)主軸承離心供油殼體內(nèi)高低壓分隔板14高壓腔結(jié)構(gòu)（Hitachi）低壓腔結(jié)構(gòu)優(yōu)點具有較大的排氣緩沖容積,振動小,輸氣均勻吸氣預(yù)熱小﹑容積效率高(直接吸氣)潤滑得到可靠保證(可以采用壓力供油潤滑)壓縮機中可以有較多的潤滑油起良好的潤滑﹑冷卻及液體阻塞作用直接吸氣不存在液體制冷劑對潤滑油膜的破壞作用承受軸向氣體力的能力較好,螺釘只起緊固作用吸氣段具有較大的緩沖容積電機的工作環(huán)境較好(低溫﹑低壓)殼體大部分低壓,氣密性及受力較好抗液擊的能力較強，對進(jìn)入管道中的異物﹑雜質(zhì)抵抗能力較強高壓腔渦旋壓縮機與低壓腔渦旋壓縮機特點對比Ⅰ15高壓腔結(jié)構(gòu)（Hitachi）低壓腔結(jié)構(gòu)缺點較小的吸氣緩沖容積,吸氣消音效果較差抗液擊的能力較差高壓殼體對氣密性及強度要求較高電機工作環(huán)境惡劣，直接吸氣容易因雜質(zhì)﹑異物損壞壓縮機較強的吸氣預(yù)熱造成容積效率下降較小的排氣緩沖容積,噪音﹑振動較大壓縮機中油量必須嚴(yán)格控制,潤滑密封效果較差液體制冷劑有可能破壞潤滑油膜,造成軸承潤滑惡化殼體內(nèi)高﹑低壓腔的存在，增加了密封的難度根據(jù)ComparisonofTheHighSideandLowSideScrollCompressorDesign,H.Richardson,USA,ICECP,1992整理高壓腔渦旋壓縮機與低壓腔渦旋壓縮機特點對比Ⅱ16二、日立渦旋壓縮機的結(jié)構(gòu)特點17各渦旋廠家5HP機性能對比（工況：ARI）品牌5HP機型號重量（Kg）排氣量(cm3/rev)性能比較結(jié)果制冷量（W）輸入功率（W）能效比(W/W)Hitachi503DH-80C235801490044003.40◎CopelandZR61KC-TFD37.282.591490044303.40◎VR61KF-TFP28.582.591490046363.20○DaikinJT160BCBY1L3483.11500046603.22○JT160GA-Y1L31.979.21460043003.40◎SanyoC-SB373H8A3883.41450045503.19△C-SBX180H38A811450042603.40◎18日立高壓腔渦旋

壓縮機結(jié)構(gòu)排氣口吸氣口定盤動盤機架曲軸電機（定、轉(zhuǎn)子）殼體防自轉(zhuǎn)滑環(huán)主軸承內(nèi)置式過流、過熱保護(hù)器壓差供油19壓縮機內(nèi)部的氣體流路吸氣管動定渦旋盤形成的壓縮腔壓縮排出到外殼形成的腔體經(jīng)過油分離器油分離后進(jìn)入電機室冷卻電機后從排氣管排出1、氣體直接進(jìn)入壓縮腔壓縮，避免形成高壓與低壓的二個腔體，減少壓縮機的零件；2、直接吸氣減少氣體的過熱度，提高壓縮機容積效率，提升壓縮機的性能；3、排氣腔體較大，能夠有效緩沖排氣，降低排氣脈動，減小噪音與振動。4、直接吸氣不存在液體制冷劑對潤滑油膜的破壞作用，提高壓縮機工作可靠性。說明：日立高壓腔渦旋壓縮機的特點Ⅰ20壓縮機內(nèi)部的油路處于高壓（Pd）油池的油進(jìn)入主軸承在壓差（Pd-Pb）作用經(jīng)曲軸油孔到上軸承進(jìn)入壓力為Pb的背壓腔通過中壓孔進(jìn)入壓縮腔1、油路簡單，與壓縮機運行的轉(zhuǎn)速無關(guān)，只要壓縮機開始工作，形成排氣壓力與中間壓力，建立壓差（Pd-Pb）>0.98kgf/cm2后，在壓差的作用下就可以穩(wěn)定可靠的供油潤滑，能夠切實解決壓縮機變頻運轉(zhuǎn)的潤滑。2、壓差供油，使壓縮機運動部件潤滑更加可靠，更好的冷卻、液體阻塞作用，從而使壓縮機工作可靠性更高、效率更高。說明：在壓差（Pd-Pb）作用經(jīng)曲軸油孔到下軸承隨排氣排出壓縮腔經(jīng)油分離器油分離日立高壓腔渦旋壓縮機的特點Ⅱ21動盤定盤機架中間壓力孔（引入中間壓力到背壓腔，動態(tài)平衡軸向氣體力）調(diào)壓機構(gòu)（根據(jù)吸氣壓力快速動態(tài)的調(diào)整背壓腔壓力，適應(yīng)軸向力平衡的需要）中間壓力伺服機構(gòu)1、中間壓力的引入，有效平衡了軸向氣體力，保證了動定渦旋盤的軸向密封；2、背壓腔的設(shè)置保證了壓縮機具有軸向柔性，提高了壓縮機適應(yīng)異常運轉(zhuǎn)的能力，保證了壓縮機的可靠性。說明：日立高壓腔渦旋壓縮機的特點Ⅲ22內(nèi)置翅片式油分離器翅片擋板（有效的降低冷媒的含油率，優(yōu)化了氣體流路，更好的冷卻電機）管殼日立高壓腔渦旋壓縮機的特點Ⅳ23保護(hù)器:緊貼于電機繞組上端部，直接感知電機繞組的溫度；接于電機繞組的中性點，直接感知電機的電流，有效保護(hù)壓縮機．內(nèi)置保護(hù)器結(jié)構(gòu)原理圖內(nèi)置保護(hù)器安裝示意圖內(nèi)置保護(hù)器使用原理圖無內(nèi)置保護(hù)器的繞組圖內(nèi)置保護(hù)器的繞組圖保護(hù)器日立高壓腔渦旋壓縮機的特點Ⅴ內(nèi)置保護(hù)器的保護(hù)特性Topen=EPA+kt＊I2動作溫度環(huán)境溫度電流效應(yīng)25Ｕ／Ｔ特性內(nèi)置保護(hù)器的動作保護(hù)特性ⅠＳ／Ｔ特性內(nèi)置保護(hù)器的動作保護(hù)特性Ⅱ正常工況過載工況壓縮機能保持正常運轉(zhuǎn)壓縮機能得到有效保護(hù)Pd=26.5kg/cm⒉Pd=27.0kg/cm⒉Pd=27.5kg/cm⒉壓縮機過載保護(hù)功能

內(nèi)置保護(hù)器的動作保護(hù)特性Ⅲ28工況正常工況放掉大部分冷媒壓縮機冷媒泄漏保護(hù)功能

內(nèi)置保護(hù)器的動作保護(hù)特性Ⅳ29壓縮機缺相運行保護(hù)功能

內(nèi)置保護(hù)器的動作保護(hù)特性Ⅴ30壓縮機堵轉(zhuǎn)保護(hù)功能及保護(hù)器壽命

內(nèi)置保護(hù)器的動作保護(hù)特性Ⅵ31日立內(nèi)部供油壓縮機剖視圖32日立內(nèi)部供油壓縮機應(yīng)用示例油平衡結(jié)構(gòu)（利用伯努利方程的原理，簡單的實現(xiàn)了多聯(lián)壓縮機的油平衡，滿足了壓縮機多聯(lián)使用的要求，提高使用的可靠性）33三、日立渦旋壓縮機的應(yīng)用34曲軸箱加熱器排氣溫度保護(hù)高低壓保護(hù)電機保護(hù)相序保護(hù)真空運行保護(hù)氣液分離器系統(tǒng)保護(hù)裝置的選擇與設(shè)置35當(dāng)系統(tǒng)熱泵設(shè)計時，需要加曲軸箱加熱器曲軸箱加熱器的功率

40~80W初次開機前，曲軸箱加熱器應(yīng)通電12~24小時，防止油中溶解過量冷媒，被稀釋和軸承應(yīng)力過大曲軸箱加熱器36排氣溫度要求小于120oC-排氣管溫度保護(hù)器的設(shè)定值不高于120oC，如果超過需要增加液旁通措施

-排氣管感溫包的位置距壓縮機排氣管接口小于15cm,將感溫包緊貼管壁,并保溫絕熱,確保檢測準(zhǔn)確

-排氣管溫度保護(hù)器動作后應(yīng)為人工復(fù)位

-如果是自動復(fù)位應(yīng)對一段時間內(nèi)的保護(hù)次數(shù)進(jìn)行限定,并且動作后至少應(yīng)有30分鐘的延時排氣管溫度保護(hù)器37高壓保護(hù)-需要 壓力設(shè)定值應(yīng)小于30Kg/cm2，推薦28±1Kg/cm2

高壓保護(hù)動作后應(yīng)為人工復(fù)位低壓保護(hù) 低壓保護(hù)動作后應(yīng)為人工復(fù)位 壓力設(shè)定值應(yīng)不高于0.2Kg/cm2，推薦0.15±0.05Kg/cm2四通換向閥動作或制熱啟動時，低壓保護(hù)有可能誤動作，可采取暫時屏蔽的方法，建議時間設(shè)置為5分鐘左右。高低壓保護(hù)器38可同時感應(yīng)溫度和電流單相：對運行繞組和啟動繞組均起保護(hù)。有故障時，保護(hù)器切斷公共端三相：連在Y型電機中心，對三相均起保護(hù)。只要其中一相有故障，保護(hù)器同時切斷三相，包括缺相情況希望另加過流保護(hù)器且在壓縮機內(nèi)置保護(hù)器之前動作，設(shè)定值為1.2~1.4Ie.內(nèi)置電機保護(hù)器39相序保護(hù)渦旋壓縮機電機和機械結(jié)構(gòu)部分，無限制壓縮機反向運轉(zhuǎn)的設(shè)計有反轉(zhuǎn)時短時間保護(hù)機構(gòu)部的安全閥設(shè)計壓縮機反轉(zhuǎn)時，內(nèi)置保護(hù)器約20分鐘保護(hù)建議壓縮機反轉(zhuǎn)不能超過5分鐘，需要系統(tǒng)設(shè)置相序保護(hù)，否則由于壓差無法建立與熱量無法及時釋放，潤滑油無法提供給各滑動部位潤滑，導(dǎo)致壓縮機急劇磨損，使壓縮機性能下降，噪音、振動增大。40不允許作為系統(tǒng)抽真空用長時間低壓運行會造成渦旋盤和軸承的損壞（壓差沒有建立，無法供油潤滑）抽空運行保護(hù)41吸氣氣液分離器功能在低負(fù)荷時提供儲液功能除霜前后提供暫時儲液功能回油孔大小將影響回液多少回油孔濾網(wǎng)過小易堵塞回油孔，建議為30目使用熱泵系統(tǒng)一般都需要回油孔的孔徑一般在1.5mm左右低溫制熱試驗以確定氣分的大小及回油孔是否合適（參考值如表）壓縮機吸入管徑mm回油孔直徑（推薦）mmφ15.9φ1.1～φ1.5φ19.1φ1.3～φ1.7φ22.2φ1.5～φ2.042吸氣氣液分離器典型結(jié)構(gòu)示意圖過濾網(wǎng)30目回油孔φ1.5mm43壓縮機參數(shù)測量示意圖44過熱度和過冷度回液控制充注量的限制除霜系統(tǒng)設(shè)計時注意事項45最佳過熱和過冷度：SH=0~5KSC=6~11K最佳吸氣壓力降：P11-P1<0.3kgf/cm2由以下因素決定制冷劑充注量毛細(xì)管長度和直徑風(fēng)量(indoor&outdoor)換熱面積(indoor&outdoor)最佳過熱和過冷度46高過熱度且過冷度低–充注量偏少過熱度低且過冷度高–充注量偏多過熱度高且過冷度高–毛細(xì)管太長過熱度低且過冷度低–毛細(xì)管太短過熱度低且過冷度低且蒸發(fā)溫度低–室內(nèi)換熱面積偏小或風(fēng)量不夠測試現(xiàn)象舉例47短時間的回液是安全的,例：除霜循環(huán),但連續(xù)回液必須有限制吸氣氣液分離器，1.1~2.0mm回油孔加制熱輔助毛細(xì)管液擊控制Ｔc＝50℃Ｔe＝5℃焓值排氣壓力吸氣壓力壓力Td-Tc>=15℃Min10℃

以上48壓縮機匹配時的檢查要點標(biāo)準(zhǔn)制冷工況下制冷過負(fù)荷工況最小制冷工況影響EER主要因素不合格項目微調(diào)與整改

系統(tǒng)匹配時注意事項49日立壓縮機匹配檢查要點50位置確認(rèn)項目備注安裝防震膠座防震膠墊吸、排氣管電源連接電線連接排氣溫控器吸氣管過濾器1~4項實機確認(rèn)第5項根據(jù)接線圖和實機進(jìn)行確認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)性能試驗（額定電壓）冷媒封入量節(jié)流裝置制冷能力、輸入功率、電流各點壓力、溫度測定各部位壓力和溫度蒸發(fā)器出口過熱度0~5℃比往復(fù)式節(jié)流阻力要小，即毛細(xì)管短過負(fù)荷試驗（最小、最大電壓實驗）排氣壓力最大時各點溫度保護(hù)裝置，如：壓力開關(guān)、排氣溫控器等的動作確認(rèn)確認(rèn)停機3分鐘后高低壓的壓力確認(rèn)各點溫度值在允許值內(nèi)可用各類保護(hù)器對壓縮機進(jìn)行保護(hù)應(yīng)注意單相、三相壓縮機的吸排氣壓力差值要求不一樣冷媒量減少試驗1、確認(rèn)排氣溫控器是否動作1、推薦冷媒封入量為50~70%時溫控器動作。配管應(yīng)力1、確認(rèn)壓縮機起動、運行時的配管振動應(yīng)力起動時：5kg/mm2以下運行時：1kg/mm2以下低溫試驗除霜試驗1、確認(rèn)吸排氣壓力及各點溫度1、在系統(tǒng)冷媒循環(huán)量變小時，應(yīng)保證壓縮機外殼下限溫度為排氣壓力的飽和溫度+15℃以上長配管試驗(應(yīng)安裝油面鏡)1、確認(rèn)壓縮機內(nèi)的油量1、要保證壓縮機內(nèi)的油量2、要確?？照{(diào)系統(tǒng)的回油狀況是否良好渦旋壓縮機匹配試驗檢查清單日立壓縮機匹配檢查要點51排氣溫度目標(biāo)值：85-95℃

高于目標(biāo)值，則應(yīng)該減短毛細(xì)管，加大室外機風(fēng)量或追加冷媒。低于目標(biāo)值，則加長毛細(xì)管，減少冷媒。但如果匹配的是高效制冷系統(tǒng)，排氣溫度較低，一般在70-80℃。冷凝器中部溫度目標(biāo)值：45-50℃左右，過冷度目標(biāo)值在5-10℃左右

冷凝器出口最低在37-38℃，若過低則與環(huán)境35℃溫差太小，換熱量很少.冷凝器中部溫度高于目標(biāo)值，則應(yīng)該減短毛細(xì)管，加大室外機風(fēng)量或加大冷凝器.冷凝器中部溫度低于目標(biāo)值，則應(yīng)該加長毛細(xì)管，追加冷媒。蒸發(fā)器中部溫度目標(biāo)值：8-12℃左右，過熱度目標(biāo)值在0-1℃左右

蒸發(fā)器中部溫度值高于目標(biāo)值則加長毛細(xì)管。蒸發(fā)器中部溫度值低于目標(biāo)值則減短毛細(xì)管，加大室內(nèi)機風(fēng)量或加大蒸發(fā)器。蒸發(fā)器過熱度值高于目標(biāo)值則減短毛細(xì)管，增加冷媒。蒸發(fā)器過熱度值低于目標(biāo)值則加長毛細(xì)管，加大室內(nèi)機風(fēng)量，減少冷媒或加大蒸發(fā)器。標(biāo)準(zhǔn)制冷工況下52壓縮機回氣溫度比蒸發(fā)器出口溫度可高出1-2℃左右。

若回氣溫度高出出口溫度較大，比如出口為10℃，而壓縮機回氣有20℃，這個是壓縮機排氣溫度上升的原因，應(yīng)該減短毛細(xì)管或增加冷媒。若回氣溫度低于出口溫度很多，比如出口為10℃，而壓縮機回氣有5℃，這個是壓縮機排氣溫度下降的原因，這時候冷媒在蒸發(fā)器中不能充分蒸發(fā)而導(dǎo)致能力不足，應(yīng)該加長毛細(xì)管或減少冷媒。調(diào)試匹配中，對策中的“增加冷媒”僅作為最后的手段，此方法應(yīng)該盡量避免。保證高壓側(cè)壓力不超過26.5bar，26.5bar對應(yīng)冷凝器中部溫度65℃左右。壓縮機排氣溫度一般要在115℃以下，不要超過125℃，壓縮機電機的線圈溫度比排氣溫度高10℃左右，溫度過高的話可能燒線圈。排氣溫度過高時可減短毛細(xì)管或加大冷凝器或增加冷媒（注意減短毛細(xì)管時可能會使標(biāo)準(zhǔn)工況下能力下降）標(biāo)準(zhǔn)制冷工況下53過負(fù)荷工況下高壓側(cè)壓力不超過26.5kgf/cm2。壓縮機排氣溫度一般要在115℃以下，不要超過125℃，壓縮機電機的線圈溫度比排氣溫度高15℃左右，溫度過高的話可能導(dǎo)致絕緣老化加劇甚至燒線圈。排氣溫度過高時可減短毛細(xì)管或加大冷凝器或增加冷媒（注意減短毛細(xì)管時可能會使標(biāo)準(zhǔn)工況下能力下降）若內(nèi)置保護(hù)器(IP，InternalProtector)動作，則應(yīng)該加大外側(cè)風(fēng)量，如果可能的話還可減短毛細(xì)管，并減少冷媒，或加大冷凝器。如圖所示的IP曲線，當(dāng)電流為I1時只要壓縮機溫度小于t1壓縮機的IP是不會動作的?；蛘撸?dāng)壓縮機溫度是t1時，壓縮機的電流小于I1時，IP不會動作。ItI1t1It安全區(qū)動作區(qū)54最小制冷工況蒸發(fā)器溫度不能低于0℃，到0℃以下時，蒸發(fā)器上附著的除濕水份會開始凍結(jié)成冰，不能制冷，甚至當(dāng)冰成塊掉下來的時候可能打壞風(fēng)輪。空調(diào)器的防凍結(jié)功能，當(dāng)檢測到蒸發(fā)器的溫度T2連續(xù)一段時間低于某溫度值時，壓縮機停止工作，等到T2上升到某溫度時才開始工作。確保壓縮機殼體底部溫度高于冷凝器溫度10~15℃以上。若不能保證，壓縮機油會被冷媒稀釋，潤滑油會失去機能，破壞油膜，這樣壓縮機滑動部分開始磨損，最終造成不能運轉(zhuǎn)。甚至導(dǎo)致壓縮機液擊。55影響EER主要因素從制冷系統(tǒng)上說，降低冷凝溫度Tk和升高蒸發(fā)溫度T0都可以使EER上升。

采用高效的壓縮機，采用直