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| 全封閉離心機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn) |
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來(lái)源： | 發(fā)布日期：2017-11-25 次 | 人氣：2370 |
全封閉離心機(jī)在世界中央空調(diào)冷水機(jī)組的歷史上，特靈1981年開(kāi)發(fā)成功的三級(jí)離心式冷水機(jī)組是一次重要的革命。該產(chǎn)品一經(jīng)出現(xiàn)，便改寫(xiě)了世界冷水機(jī)組的最高效率，它將當(dāng)時(shí)的機(jī)組效率從0.80kW/ton提高到0.68kW/ton，將所有的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在身后，奠定了特靈在離心機(jī)組生產(chǎn)廠商中“武林霸主”的地位。
在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力下，各公司不斷的調(diào)整自己的戰(zhàn)略，開(kāi)發(fā)自己的新產(chǎn)品。在這種背景下YORK公司在當(dāng)時(shí)不得不開(kāi)始了提高機(jī)組效率的工作。由于他們的壓縮機(jī)是開(kāi)式結(jié)構(gòu)，壓縮機(jī)上帶有軸封，存在無(wú)法彌補(bǔ)的泄漏點(diǎn)，因此如果追隨特靈公司開(kāi)發(fā)R123冷媒的冷水機(jī)組是沒(méi)有前途的。因?yàn)榈蛪褐评鋭㏑123機(jī)組需要解決的最大問(wèn)題不是制冷劑的泄漏，而是空氣的滲入問(wèn)題。開(kāi)式壓縮機(jī)存在泄漏點(diǎn)，無(wú)法避免的要進(jìn)入空氣，而空氣的滲入量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于閉式冷水機(jī)組中空氣的滲入量。（用氦檢的數(shù)量級(jí)來(lái)描述，開(kāi)式壓縮機(jī)冷水機(jī)組的數(shù)量級(jí)為10-5m3bar/s， 而特靈的閉式壓縮機(jī)冷水機(jī)組達(dá)到的數(shù)量級(jí)為10-11m3bar/s。這樣就要求抽氣裝置既要有很高的質(zhì)量（空氣滲入，抽氣裝置不得不長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，成了易損元件？�。�， 還要求抽氣裝置能有很好的過(guò)濾冷媒效果），否則冷媒泄漏過(guò)多 不但影響機(jī)組的效率，而且還背上了危害環(huán)境的惡名。（這些就是為什么YORK公司有R123冷媒的冷水機(jī)組卻又不作為主流產(chǎn)品的原因。其實(shí)并不是制冷劑本身的問(wèn)題，因?yàn)镽134a本身也不環(huán)保，我會(huì)在另一篇文章中闡述）。在這樣的條件下，YORK公司不得不鋌而走險(xiǎn)，使用在當(dāng)時(shí)還并不是很成熟的變頻技術(shù)，試圖與特靈公司高效率的冷水機(jī)組一決高下。
2、 全封閉離心冷水機(jī)組，適合變頻嗎？
可以說(shuō)在所有的壓縮機(jī)中，離心壓縮機(jī)是最不適合于使用變頻技術(shù)的，因?yàn)槿绻x心機(jī)組具有本身無(wú)法克服的致命問(wèn)題-------喘振。我們知道，喘振的誘發(fā)因素是冷凝壓力與蒸發(fā)壓力壓差過(guò)高或壓縮機(jī)流量過(guò)低。也就是說(shuō)在部分負(fù)荷時(shí)喘振是很容易發(fā)生的。而變頻技術(shù)恰恰要解決的是部分負(fù)荷的節(jié)能問(wèn)題。這樣就為研制變頻技術(shù)的專(zhuān)家們制造了一個(gè)很大的問(wèn)題。這猶如是在長(zhǎng)江險(xiǎn)灘中撐船的艄公，不得不小心翼翼的繞過(guò)每個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的喘振極限。而如果有一個(gè)點(diǎn)控制不好的話(huà)，機(jī)組就會(huì)無(wú)法正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐蓧嚎s機(jī)軸承損壞。變頻對(duì)電機(jī)的要求很高，不能使用普通電機(jī)，只能購(gòu)買(mǎi)特制的電機(jī)。這樣YORK在樣本、廣告中許下的諾言（電機(jī)更換容易、迅速）。
我們從中可以看得出，他們下定決心，排除萬(wàn)難的去走華山一條道，其實(shí)也是迫不得已。在經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，歷經(jīng)三代改革后，YORK公司的變頻冷水機(jī)組終于推向用戶(hù)了。YORK公司似乎很愿意將變頻機(jī)組作為與特靈CVHE/G離心機(jī)組相抗衡的產(chǎn)品。他們?cè)谥袊?guó)市場(chǎng)極力推廣這種產(chǎn)品，在一定時(shí)期、一定區(qū)域內(nèi)取得了一定的成功。那么，變頻離心冷水機(jī)組真的有他們所說(shuō)的這么節(jié)電嗎？我愿意與大家一起認(rèn)真的研究變頻離心冷水機(jī)組的原理后再下結(jié)論。
3、 全封閉離心冷水機(jī)組的原理
下文中關(guān)于變頻離心冷水機(jī)組的原理的闡述均引用YORK公司公開(kāi)發(fā)表的論文，不代表我個(gè)人觀點(diǎn)。作為對(duì)我們競(jìng)爭(zhēng)同行的尊重，我不愿去設(shè)想YORK公司在論文中提供的數(shù)據(jù)是否真實(shí)，我們引用論文的數(shù)據(jù)的前提條件是這些數(shù)據(jù)是真實(shí)可靠的。
1） 離心式冷水機(jī)組部分負(fù)荷調(diào)節(jié)與變頻器原理 我們知道，離心壓縮機(jī)是一種固定壓頭、變流量的壓縮機(jī)。單級(jí)離心壓縮機(jī)靠電機(jī)通過(guò)增速齒輪帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力提高制冷劑氣體的速度，然后通過(guò)擴(kuò)壓室，并在其中完成動(dòng)能與壓力能的轉(zhuǎn)化。壓縮機(jī)的最大壓頭由壓縮機(jī)葉輪的最大線(xiàn)速度決定。對(duì)于制冷量較大的冷水機(jī)組，我們通常需要考慮增加能量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，一方面是為了防止機(jī)組在滿(mǎn)負(fù)荷啟動(dòng)時(shí)扭矩過(guò)大，另一方面是增加機(jī)組的適應(yīng)能力，使機(jī)組的負(fù)荷能與系統(tǒng)用戶(hù)的負(fù)荷相匹配，避免頻繁的開(kāi)啟機(jī)組。對(duì)于離心式壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，通常采用通過(guò)導(dǎo)流葉片或改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)實(shí)現(xiàn)。
A、 導(dǎo)流葉片控制
固定轉(zhuǎn)速的離心機(jī)通過(guò)導(dǎo)流葉片的作用就可以使壓縮機(jī)在最大壓頭下任意點(diǎn)運(yùn)行。當(dāng)壓縮機(jī)在系統(tǒng)低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，導(dǎo)流葉片開(kāi)始關(guān)閉，當(dāng)機(jī)組發(fā)生喘振時(shí)，此時(shí)的負(fù)荷就是機(jī)組允許的最小負(fù)荷。導(dǎo)流葉片關(guān)小時(shí)，機(jī)組的冷媒的循環(huán)量就會(huì)減小，機(jī)組的制冷量相應(yīng)有所下降。另一方面，由于導(dǎo)流葉片在關(guān)閉過(guò)程中葉片角度改變，此時(shí)進(jìn)入壓縮機(jī)的冷媒氣體的方向也會(huì)相應(yīng)改變，有效的改善了壓縮機(jī)內(nèi)冷媒的壓縮條件，防止了機(jī)組的喘振。然而，導(dǎo)流葉片的調(diào)節(jié)范圍是有限的，對(duì)于單級(jí)壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)，通常只能下載到20%~30%。如果機(jī)組需要在20%以下運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，則需要熱氣旁通或是變頻機(jī)構(gòu)來(lái)控制了。
B、 速度控制
在離心壓縮機(jī)中，壓縮機(jī)的功耗如下： BHP=FLOW*HEAD/EFF
式中：BHP--------壓縮機(jī)功耗 FLOW------制冷劑流量 HEAD-----壓縮機(jī)壓頭 EFF--------效率 對(duì)于離心壓縮機(jī)而言：
FLOW正變于速度PRM的一次方，HEAD正變于速度PRM的二次方，所以功耗BHP正變于速度PRM的三次方。由此可知，壓縮機(jī)的功耗與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，功耗將急劇下降，從而達(dá)到部分負(fù)荷節(jié)能的效果。速度控制的弱點(diǎn)在于機(jī)組的下載范圍較小。在較低負(fù)荷（約小于60%）時(shí)，如果將壓縮機(jī)速度降低來(lái)控制部分負(fù)荷，機(jī)組將產(chǎn)生喘振。
C、 變頻驅(qū)動(dòng)離心機(jī)組
如果將變頻控制與導(dǎo)流葉片控制有機(jī)結(jié)合，共同來(lái)控制壓縮機(jī)，就能充分利用這兩種控制方式的優(yōu)點(diǎn)，既能使機(jī)組有較大的運(yùn)行范圍，又能達(dá)到很好的節(jié)能目的。這種控制的邏輯如下： 70%~100% 機(jī)組保持導(dǎo)流葉片全開(kāi)，通過(guò)變頻來(lái)下載。 50%~70% 導(dǎo)流葉片開(kāi)始關(guān)閉，轉(zhuǎn)速維持恒定。 <50% 為避免出現(xiàn)喘振，適當(dāng)增加轉(zhuǎn)速，增大運(yùn)行范圍。 |
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