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离心式冷水机组设计与试验

随着国民经济发展和工业化程度的不断深入，我国面临的资源和能源瓶颈问题*来*，提高资源利用率、加快发展可再生能源成为节能领域的重要课题。目前国外离心式压缩机应用于制冷领域的技术已经*常成熟，各主要发*国家都在生产大型离心式冷水机组，采用新技术和新制冷剂，在机组节能、稳定和运行方面表现出各自的优势。

国内离心式制冷压缩机的发展相对较晚。我国从１９５８年开始生产离心式制冷压缩机，１９６３年重庆通用机器厂与西安交通大学合作开发了用于纺织厂的Ｒ１１冷水机组，从此开始了离心式制冷压缩机的发展历程。凭借不断的技术引进和开拓创新，国内美的、格力等民族品牌离心机的发展取得了长足发展，长期被美资四大家垄断的格局被逐渐打破，国内其他品牌离心机发展也拥有了市场空间。

离心式制冷压缩机的工作原理与容积式制冷压缩机有根本的区别。它不是利用汽缸容积减小的方式提高气体压力，而是依靠动能的变化提升气体压力。离心式压缩机具有带叶片的工作轮，当工作轮转动时，不断地吸入制冷剂蒸气，叶片带动制冷剂蒸气运动使制冷剂蒸气获得动能，然后把部分动能转化为压力能从而提高气体压力。在空调领域，由于压力增高较少，一般都是采用单级压缩，随着高温离心机组的推广，两级压缩离心机在大型中央空调领域的应用*来*广泛。笔者对两级压缩离心式冷水机组进行设计研究，目的在于解决离心机在大型建筑节能环保领域应用的技术难题。

１、两级压缩离心式冷水机组设计

该机组的主要技术特点如下：

１）平面多级射流配液技术

为进一步提高机组换热性能，采用降膜式蒸发器，在蒸发器筒体顶部设计具有平面多方向性射流配液功能的布液器。布液器将节流后的气液两相制冷剂从蒸发器长度和宽度方向均匀分配，液滴均匀滴落在蒸发管上并能够立即平铺，有*好的表面润湿能力和成膜能力。同时，经布液器分配的液态制冷剂，须以*低的速度滴落到蒸发管上，避免造成飞溅。因为飞溅的液滴可能随气流吸入压缩机造成湿压缩，引起机组电流的剧烈波动甚至喘振；同时大量的液滴飞溅会造成蒸发器底部蒸发管的干烧，影响换热性能。

２）增效两级压缩技术

两级离心式压缩机的构件主要包括前后两级叶轮、扩压器、弯道、回流器和蜗壳。对于离心式压缩机而言，叶轮是主要部件，通过叶轮对制冷剂气体做功，使气体获得速度和能量。本样机叶轮采用后弯叶片式叶轮，叶轮的叶道较长，叶片弯曲度较小，叶道截面积逐渐增大，气体在叶道内流动时不容易产生边界层的分离，可以减少叶轮内的气体流动损失，从而提高压缩机的效率。扩压器主要实现气体能量形式的转换，从叶轮出来的具有较大速度的气体进入扩压器后流速减小，动能有效地转换为压力能。从扩压器出来的气体经弯道和回流器进入第二级压缩区，经后级叶轮压缩后，气体压力进一步提高， 气体汇集到蜗壳内，通过排气口排出，完成整个压缩过程。

在这个两级压缩制冷循环中，*一阶段的压缩过程是将来自蒸发器的低压制冷剂蒸气带入前级叶轮工作区，气体在前级叶轮驱动下做离心运动，气流速度和压力得到提升。这部分经初级压缩的气体与来自经济器的闪蒸气体进行中间冷却过程，液体制冷剂回到蒸发器，气体进入*二级压缩区。*二级压缩区的制冷剂流量因加入了中间经济器产生的闪蒸气体而大于低压级的制冷剂流量，相比于单级压缩而言可以产生*大的制冷量。同时经前级压缩的制冷剂气体在进入下压缩前经过了中间冷却过程，即将低压级的排气冷却到中间压力下的饱和蒸气后再进入下级压缩，可以使压缩机的耗功输出减小。由于以上两方面的优化，机组能效比会有明显提升。

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