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冷水机组原理与组成:核心部件与常见故障详解
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2024.02.23 福建

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一、冷水机组工作原理

冷水机组的核心构造包含四大基本部件:压缩机、冷凝器、节流机构和蒸发器。这些部件通过铜管精心连接,构成了一个封闭的循环系统,其中填充了一定量的制冷剂。

当冷水机组开始运行时,低温的冷冻水(约7℃)流经蒸发器,此时蒸发器内的制冷剂开始蒸发并吸收冷冻水的热量。随后,冷冻水被泵送至风机盘管或其他需要降温的设备终端,通过盘管中的流动,有效地将空气或设备中的热量带走。随着热量的吸收,冷冻水的温度逐渐上升,之后返回冷水机组,从而完成了闭式冷冻水的循环过程。

制冷剂蒸汽从蒸发器流入压缩机,经过旋转叶轮的加压和升温后,进入冷凝器。在这里,冷却水通过冷凝器壳体内的铜管,吸收制冷剂蒸汽的热量,使其逐渐冷却并转化为液体。这些冷却水由冷却塔提供,确保整个过程的持续进行。冷凝后的制冷剂液体从冷凝器流入流量控制室,通过节流控制装置精确调节进入蒸发器的制冷剂供液量,从而维持系统的稳定运行。

压缩机排出高温高压的气体,这些气体进入冷凝器壳体内,通过铜管向其中的冷却水释放热量,逐渐冷凝成中温高压的氟里昂液体。这些液体经过节流阀的降压作用,转化为低压低温的液体,并进入蒸发器。在蒸发器中,它们从流经蒸发器壳体的冷冻水(约12/7℃)中吸收热量,再次转化为低温低压的气体,随后被吸入压缩机,开始新一轮的循环。这个过程不断重复,从而达到持续冷却和降温的目的。

二、冷水机组基本组成

压缩机:压缩机利用吸气室将气体引入叶轮,气体在叶轮叶片作用下高速旋转,受离心力及扩压流动作用,提高压力和速度后从叶轮周边引出,进入扩压器。在扩压器内,通过流通截面逐渐扩大,将速度能转化为压力能,进一步提高气体压力。最终,扩压后的气体在蜗壳内汇集并引出机外。

压缩机结构:

1、吸气室:将从蒸发器过来的气态冷媒,均匀引入压缩机。

2,进口导叶:用来调节制量,当导叶旋转时,改变了进入叶轮的气量大小

3、扩压器:气体从叶轮流出时有很高的流动速度,为了将这部分动能充分转变为压力能,所以在叶轮后面设置了扩压器随着直径的增大通道面积增加,使气体速度逐渐减慢压力等到提高。

4、蜗室:它把扩压器的气体汇集起来,并引向压缩机的冷凝器,由于蜗室的直径逐渐增大,流通面积也增大,对气体起降速扩压的作用。

5、齿轮:特殊设计的单螺旋齿轮带冕状齿,在任何时候都有一个以上齿啮合,使压缩机的负负荷能均匀分布,运行宁静。齿轮整个装在压缩机的旋转支座上,用油膜润滑。

6、止推轴承:每个齿轮单独装有各自的止推轴承防止轴向窜到。

7、叶轮它有主轴带动经齿轮增速高速旋转,利用离心力作用将气体冷媒加速加压。

8、轴颈轴承:特殊处理的铝合金轴承套入齿轮轴上油泵加油强制润滑。

9、轴封:能够迅速且高效地将密封件表面的热量传导走,显著降低再开机时密封件表面的高温,从而有效避免碳泡和表面结焦现象的发生。同时,该技术还能降低润油的粘度,进一步减少运行时密封装置的温度,极大地减少因氧化油沉淀物引起的结焦,显著延长轴承的使用寿命。

蒸发器:来自膨胀阀出口处的制冷剂经蒸发器底部入口进入换热器壳程内,吸热汽化,带走管程内流动的冷水放出的热量,从而获得我们所需要的冷量。

冷凝器工作原理:将压缩机出口高温高压的气态制冷剂冷却,变成低温的液态制冷剂。冷凝器是壳管式换热器:用防冲板来防止高速流体直接撞击管束。冷凝器内部装有一个独立的过冷器,用以增强制冷效果。

容量控制:冷水机组的主要部件是按满负荷制冷量来选定的,因此,容量控制的目的是要维持蒸发器的冷冻水出口温度恒定。[文章来源公众号:制冷与空调技术]当负荷变化时,可以有位于压缩机叶轮进口处的导流叶片来调节。

冷冻循环泵:从冷冻机组流出来的冷冻水,由冷冻泵加压,送入冷冻水管道在各个房间,通过风机盘管进行“热交换”走热量,使房间内的温度下降。

冷却循环水泵:冷冻机组进行热交换,使水温冷却的同时,必将释放大量的热量。该热量被冷却水吸收,使冷却水吸收温度升高,冷却循环水泵降升了温的冷却循环水泵加压送到冷却塔,是之在冷却塔与大气进行热交换,然后将降了温的冷却水送回到冷水机组,如此不断循环。

冷却塔:用于降低冷却水的水温,加速将回水带回的热量散发到大气中去。冷却塔是水与空气直接接触进行热交换的一种设备,它主要由风机、电机、填料、播水系统、塔身、水盘等组成,[文章来源公众号:制冷与空调技术],主要由在风机作用下的温度比较低的空气与填料中的水进行热交换从而达到降低水温的目的。

三、机组参数运行检查(约克参考)

电源检查

  • 三相电压380V±10%;
  • 三相电流<1360A;

油路检查

  • 油温≤60℃;
  • 油位:不能低于下视镜1/2;
  • 油压:30 KPa~45 KPa;

其它检查

  • 导叶开度≤100%;
  • 排气温度:30℃~60℃;
  • 止推轴承间隙≤60MIL;
  • 中央空调进出口温度分别设置为7°C和12°C;
  • 冷却水进水≤34℃,出水≤40℃;

扩展:冷冻水的标准为5度温差,温度为7 - 12度冷却水的温差为5度,标准为30 - 35度,但在使中一般按32 - 37度设计。

制冷系统

  • 冷凝压力350~1100 Kpa;
  • 冷凝温度15℃~50℃ ;
  • 蒸发压力200~550 Kpa;
  • 蒸发温度5℃~20℃;

主机运行检查:主机运行负荷、导叶开度察看,检查有无异响、振动、泄漏现象,注意:机组发生跳停时,检查并记录显示屏显示的故障内容,消除故障后才能开机,发生喘振检查水流压力、温度设定值、电气元件及导叶执行机构。

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