國產(chǎn)活塞式制冷機組設計-

國產(chǎn)活塞式制冷機組設計摘要：本文介紹了國產(chǎn)活塞式全封閉制冷壓縮機在中、高溫機組的設計和應用，分析了機組產(chǎn)生故障原因及對策。ABSTRACT：ThearticleintrochinaPistonAllblockoutRefrigerantcompressorMedilm/Highunitconditiondesign.andapply.Analyseunitconditionfailurebringcausationandcountermeasure.冷藏冷凍設備應用比較廣泛是半封閉機組和美優(yōu)樂全封閉機組。但隨著市場的競爭的需要，采用國產(chǎn)低成本的活塞式全封閉機組已經(jīng)引起廣大設計人員及使用人員的十分重視。至2003年以來，國產(chǎn)活塞式全封機組已經(jīng)形成了一個比較大的產(chǎn)業(yè)鏈。目前，高溫庫，冷藏設備、展示柜等冷藏設備已經(jīng)全部采用。有些終端使用者在中溫狀態(tài)（通常庫溫為-10℃~-20℃）也使用國產(chǎn)活塞機組。這些使用者在開始為獲得低成本的中溫機組而感覺到自豪，因為這種方案使得與半封機組或美優(yōu)樂機組相比，僅耗用不足2/3的成本，就能滿足使用要求?？墒?，在使用過程中，所謂的中溫機組不同程度地發(fā)生故障，最能代表問題的就是中溫機組可*性差，少則幾個月，多則不到十個月，壓縮機就不能運轉，必須更換壓縮機。什么原因，開始時，人們總是認為國產(chǎn)活塞機質量差，壽命短。所以，壓縮機廠家只能用三包期的損失來無償更換壓縮機，可是，換上去的壓縮機還是以壽命短而告終。是壓縮機制造質量問題嗎？不完全是。下面讓我們來分析一下問題所在：一、結構方面現(xiàn)在使用的機組均為一體機的形式，其機組形式是完全仿制空調器的室外機，風扇和壓縮機是在兩個不相聯(lián)的空間，風扇室與壓縮機室中間用一個隔板完全隔開?？照{室外機的壓縮機電機及缸頭部分是*壓縮機吸入蒸發(fā)器是完全氣化的氣體來冷卻?？照{工況，吸氣溫度為18.3℃，吸氣壓力為0.54Mpa，這時壓縮機的電機通過吸進的低溫氣體得到完全冷卻。而中溫機組在運行時，如果庫體溫度為-20℃時，則壓縮機蒸發(fā)溫度必須在-25℃至-27℃，這時壓縮機的吸氣壓力只有0.02Mpa左右，也就是僅有0.2Kg/Cm2的壓力，壓縮機吸入氣體流量則非常小，電機得不到充分冷卻。壓縮機的電機得不到充分冷卻，但壓縮機又在超出最大壓差工況下運行，壓縮機的排氣壓力大于2.8Mpa，排氣溫度明顯升高。長時間的運轉，導致電機燒壞，這是其一；其二，由于壓縮機長時間高溫下運行，導致冷凍油粘度下降，及至碳化，壓縮機運動付失去潤滑作用，碳化物變成雜質，導致抱軸或拉缸。為解決上述的問題。針對上述故障現(xiàn)象，確保中溫機組的正常運行，延長使用壽命，就必須對機組結構、制冷系統(tǒng)進行改進。A.機組總體方案的設計機組外形變長方形為方形。冷凝器四面環(huán)形布置，并采取單排管的方案，壓縮機置于冷凝器的中央，風機安裝在壓縮機的上方，為頂出風。這樣設計方案有如下幾個優(yōu)點：①單排冷凝器由于翅片寬度短，然而風阻也小，便于通風；②頂出風不但通過冷凝器進風循環(huán)，同樣在通風過程中冷卻壓縮機，帶走壓縮機自身產(chǎn)生的熱量。B.冷卻設備負荷的計算冷庫冷負荷實際上是冷庫消耗的冷量。計算冷負荷的目的在于根據(jù)它的數(shù)值確定冷卻設備的容量和選擇制冷機組。制冷裝置運行時的制冷量只有同冷負荷相平衡時，冷庫才能維持穩(wěn)定的溫度和相對溫度。冷負荷計算：Q1-1=ΣKF（tH-tn）（kw）式中：K——外墻或內(nèi)墻兩側空氣的傳熱系數(shù)kw/(m2.0℃)F——冷庫圍型的計算面m2ΤH——冷庫溫度℃tn-----庫外環(huán)境空氣的溫度℃冷卻設備負荷nQL=P.ΣQi（kw）i=1式中：QL——冷間冷卻設備負荷kwP——安全系數(shù)一般為1.1-1.15機械負荷Q=AΣQL（kw）式中：Q——機組冷量(kw)QL——冷向冷卻設備的冷負荷（kw）A——附加系數(shù)，包含制冷劑管道冷量損失，一般直接蒸發(fā)式A=1.05-1.07，間接冷卻式制冷系統(tǒng)A=1.10-1.15標準制冷量Q0:λ0.qv024Q0=Q---------×------（KW）λ.qvH式中：λ0----在標準工況時的輸氣系數(shù)，查手冊或產(chǎn)品目錄λ----在實際工況時的輸氣系數(shù)，查手冊或產(chǎn)品目錄qv0----在標準工況時單位容積制冷量，查手冊或產(chǎn)品目錄qv------在實際工況時單位容積制冷量，查手冊或產(chǎn)品目錄H-----制冷裝置應視工作時間，一般為16-18h。以標準制冷量選擇壓縮機及機組。在設計過程中，要特別注意冷卻設備在一定蒸發(fā)溫度下的負荷，以這個條件選擇壓縮機。通常，在壓縮機及機組時，忘記蒸發(fā)溫度和冷凝溫度這二個邊界條件。C．系統(tǒng)配置的選擇由于考慮到商用機組的生產(chǎn)工藝與空調機組的制作工藝差距比較大，特別是系統(tǒng)的清潔度，相對來講商用機組的清潔度較差。為保證壓縮機正常運轉，在系統(tǒng)制作時，必須采用氣保焊焊接管道；在壓縮機吸氣口增加吸氣過濾器；中低溫機組在吸氣口必須增加氣體分離器，防止在中低溫工況時，氟利昂在蒸發(fā)器中不完全氣化，大量的液態(tài)氟利昂吸入壓縮機，造成壓縮機液擊，擊碎閥片。二、制冷系統(tǒng)的改進在中低溫機組設計過程中，必須考慮到壓縮機的電機及缸頭的冷卻方式。否則，少則2-3個月，多則4-6個月，壓縮機以電機燒壞及曲軸與主軸孔失去潤滑而告終。目前，人們常采用的在冷凝器的出口（低溫端）設置一個電磁閥，電磁閥的出口不通過蒸發(fā)器直接回到壓縮機吸氣口，當系統(tǒng)壓力升到1.1-1.3Mpa時，電磁閥打開，低溫氟利昂直接噴射壓縮機電機。這種方法需選用壓縮機冷量比常態(tài)壓縮機冷量偏大。因為噴射冷卻時損失一定的冷量。三、壓縮機冷量的選擇制冷劑在蒸發(fā)器中一定壓力下沸騰吸熱時相應的飽和溫度為蒸發(fā)溫度，由于制冷劑必須低于被制冷物體所需的溫度之下，在溫度的存在下不能吸熱，所以蒸發(fā)溫度是由被冷卻物所需要的溫度要求而定的。一般采用比載冷劑出口溫度低5℃，比庫房空氣溫度低5-10℃，所以在選擇壓縮機冷量時必須在一定的工況條件下選擇制冷