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建筑冷热源素材(2)

30•根据示功图计算容积效率n v , iV c (m 3),吸排汽阻力分别为△ p i 、△ p 2 (kPa )。

由示功图得n v , i = (V i V 4)/V cyV i = ( p i △ p i ) ( V cy + V c ) /p i•实际容积效率实际上,有的容积损失未能反映在示功图上,如吸汽被预热和泄漏,分别用预热系数 入P 与气密性系数 入l 来衡量,实际容积效率为n v = n v , i 入 p 入 i高速、多缸往复式压缩机(n > 720r/min , C=0.03〜0.04) n v 的经验公式 in v =0.94 0.085P 2 / P i ni双级压缩制冷系统中低压级压缩机的n v 为i p 2 nn v =0.94 0.085-iP i0.0i设汽缸的余隙容积为 V 4=P 2P2P in v , i =□ P i P iP 2P 2mP iP iP iP i1i31小型全封闭压缩机的•往复式压缩机指示功率和指示效率压缩机对制冷剂做功所耗的功率称指示功率 W&( kW 或W )。

1kg 制冷剂所耗的功称单位质量指示功(单位指示功)W i ( kJ/kg 或J/kg ),它总是大于理想压缩过程的单位绝热功W ad ( kJ/kg 或 J/kg )。

用指示效率n i 衡量实际压缩过程与理想压缩过程接近程度,n v 定义为Wad指示功率为•往复式压缩机的制冷量(& Mq vV&q e /V iQvV h q vW M&r w iI 6 K 10 12 *4小型全封闭压缩机的容积效率iW i往复式压缩机的指示效率L ■*翌卮缶M&r W ad绝热功率W M r W ad v V h(h2 hJ s/V i•往复式压缩机的轴功率与轴效率传递到压缩机主轴上的功率称轴功率W& ( kW或W),它由指示功率和摩擦功率(含油泵功率)W( kW或W)组成。

V&s V& v&f摩擦功率用机械效率n m来估计,它定义为W压缩机的轴功率W v V h(h2 h)s /( i m V i)W W ad 1( i m) W d/( s)n= n n mn称为轴效率或等熵效率。

往复式压缩机的邛=0.65〜0.78。

压缩机配用电机的功率需考虑传动效率n和一定裕量,电机功率为W (1.10: 1.15)W&/ d若电机的效率为n mo,压缩机实际消耗的功率一一输入功率W n( kW或W)为W n W S/( d mo) W ad/( i m d mo)对于圭寸闭式压缩机,巾=1,则为W n V^d/( i m m o)n= n n11 rjmon称压缩机电能效率,对圭寸闭式压缩机也即为等熵效率n。

•往复式压缩机的制热量开启式压缩机(&C (&e tv&封闭式压缩机Q& Q e fV&n•压缩机的性能系数3233以轴功率计 Wh2h1 sCOP Q eW T 1 mCOP 又称能效比 COP h QWCOP h虑 WCOP h COP f Q 以输入功率计 以输入功率计的 制热性能系数 d mo COPth i mi m COP thEER ( Energyefficiency ratio )•往复式压缩机的性能曲线 二R 「0.■-或丄-=2U某往复式压缩机的制冷性能曲线70制旳刑R225 5-C10\<r)某往复式压缩机制热量性能曲线•名义工况中性活塞式制冷压缩机名义工况(摘自我国标准GB 10874)小型全封闭制冷压缩名义工况(摘自我国标准GB 10079)34类另V蒸发温度「C)冷凝温度(C)吸汽温度(C)液体温度(C)空气源(高温制热) 1.143.3 4.435空气源(低温制热) 1.535 3.926.7水源(制冷与制热)7.248.918.340.63.4螺杆式压缩机•双螺杆压缩机的结构双螺杆压缩机就称螺杆式压缩机,有开启式、半封闭式和全封闭式三类。

•螺杆式压缩机的工作过程螺杆式压缩机的工作过程期輯r 止矗■承帆休口|转子开启式螺杆式压缩机螺杆式压缩机的转子3536推动油活塞(调节排汽量)•螺杆式压缩机的容积效率与轴效率轴效率螺杆式压缩机的能量损失有:蒸气在机内高速流动,泄漏,喷油,吸汽过热,机械摩擦 等引起的能量损失。

除此之外,还有一项这种压缩特有的损失一一内压力比 n 与系统压力比不一致引起的能量损失。

内压力比与内容积比的关系为n p i >p 2或n p i <p 2都有额外的功耗;n p i >p 2的情况额外功耗更多。

•螺杆式压缩机的能量调节螺杆式压缩机运行时汽缸内需喷油,其作用是: (1)冷却;(2)密封;(3)润滑;(4)容积效率与压缩机的工况、 比有关。

IW结构、转速、制冷剂等有关。

一定结构的压缩机主要与压缩—■T 1>A/、-内窖段比为斗$ 內和机比为小 内容职此驚A一 £*兽Fi内舁IH 比为4H :勺容枳比为*5揺址压力tt 山卷枳比为"R22螺杆式压缩机的轴效率与容积效率n=b n螺杆式压缩机的p-V 图37半封闭单螺杆式压缩机结构图半封闭单螺杆式压缩机工作过程3.5滚动转子式压缩机•单螺杆压缩机遥阀滑阀能量调节原理示意图A P•结构与工作原理全封闭立式滚动转子式压缩机转子在汽缸内滚动2周完成吸汽一压缩一排汽过程。

•能量调节(1)变速调节常采用电源变频,改变电机转速(2)旁通调节全封闭滚动转子式压缩机旁通调节3839双缸滚动转子式压缩机旁通调节原理图3.6涡旋式压缩机•结构与工作原理删口 -k-电动机*全封闭涡旋式压缩机结构图扌“汽腔----M l自呦冏门卜迦卸戡40转护转和期转冊护戦甫3砒涡旋式压缩机的工作过程•能量调节(1)变速调节(2)脉冲宽度调节涡旋式压缩机脉冲宽度调节原理图电磁阀得电开启一一压缩机卸载电磁阀失电关闭一一压缩机正常负载运行设控制周期20s,电信号脉冲宽度6s (卸载),则一个周期内排汽量为14/20=0.7=70%。

(3)旁通调节413.7离心式压缩机42•压缩机的结构•压缩机需要的能量头和功率设离心式压缩机的制冷剂流量为M&r(kg/s),则压缩机的内功率M&i(W或kW)为W M&r(h2 h1)内功率由两部分组成——可逆的多变压缩消耗的功率和内部损失消耗的功率单位质量可逆的多变压缩功(称多变能量头)W p (j/kg或kJ/kg )为P2W p vdpP i内部损失用多变效率n来估算,n为1 h2 A P2vdp p悼叫•电机进II %叶半封闭离心式压缩机剖面图lgp-h图上单级离心式压缩机压缩过程4344内部损失也可用等熵效率 n 来估算,n 为w p = ( h 2s h i ) n n压缩机轴功率还需考虑摩擦损失,通常用机械效率kW )为•叶轮提供的能量头压缩机对制冷剂进行多变压缩的能量由叶轮所提供。

叶轮提供的能量与叶轮的结构有 关。

叶轮提供的理论能量头 w th (J/kg )为W th =U 2C 2u U l C lu当ciu ~ 0时2 彳»2r 丄 2W th U 2C 2U U 2 1-Ctg 2 U 2U 2上述能量头中主要用多变压缩,一小部分损失了,用水力效率2 2W p h U 2 U 2U 2 f,叶轮提供的能头f,U 2提高是有限制的。

受两个因素制约:(1) 材料强度要求,U<300m/s 。

(2)气体动力特性要求,马赫数 M U 2不太大。

1 h2 hiP 2vdpph 2s h i h 2 hin m 来估计,因此轴功率 W ( W 或n来估计,因此叶轮中的速度图45M u2=U 2/a ia i = . KRTR=8341/ 卩分子量□愈大,a i 愈小,允许的U 2就小。

•离心式压缩机的特性曲线因此有w thu 2 1唤2ctg 2 A 2v 1u 2D —设计点;M —最大流量点;S —喘振点•离心式压缩机能量调节(1)导叶调节因为C 2rA v i 离心式压缩机特性曲线46离心式压缩机转速调节的特性曲线调节范围60%〜110% (3) 热气旁通调节|巧7U 调节范围40%〜100% (2)转速调节 302 '村对10 20 jy 4050 61) 离心式压缩机导叶调节的特性曲线IM IB 30 4u 5W 6070 W> 1 1L<II2U3.8冷凝器•水冷式冷凝器(1)壳管式冷凝器有立式与卧式两类。

建筑常用的是卧式。

适用于大、中、小型系统中。

(2)套管式冷凝器在低负荷作辅助调节。

•冷凝器壳管式水冷式套管式冷凝器风冷式自然对流式强迫对流式水-空气式淋激式蒸发式卧式壳管式冷凝器结构示意图制片利攜气伍力車擅口I剖冲别迪僅47套管式冷凝器适用于小型系统中。

(3)焊接板式冷凝器焊接板式冷凝器适用于小型系统中•风冷式汽凝器建筑冷热源中常用的是强迫对流式风冷冷凝器4849风冷式冷凝器•蒸发式冷凝器按风机位置有吸入式和压送式两大类。

冈机施冷田片r?O4水验世a n/ /凤机淳誌补就脚评感补水阀M蒸发式冷凝器结构示意图50•冷凝器比较建筑用冷水机组(提供冷冻水) 4种冷凝器方案:A ――水冷式冷凝器+冷却塔B ――水冷式冷凝器,用江、河、湖水C ――蒸发式冷凝器,与压缩机分开设置D ――风冷式冷凝器,与压缩机等组成一体机方案 A B C D 系统紧凑性 差 差 紧凑 很紧凑 水泵能耗 大 大 小 — 冷凝温度 较高 低 较低 高 制冷剂充注量 较少 较少 较多 较少 耗水量少大少—•冷凝器选择计算冷凝器选择计算是确定传热面积 A ( m 2)o对于水冷式和风冷式冷凝器(& kA t m”厂册Hit 術填料JKr譏体出口制和 蔬气入口乱录厅珠挣水阐水fit迪凤H 向 IHl'i盘管/填料型蒸发式冷凝器肪世7其中冷凝器热负荷Q& ( W)为Q c Q e W&传热系数k (W/ (m2•C))采用推荐值,见《建筑冷热源》表3-4平均温差t mt2 t iint c -t i t c-t2冷凝器冷却介质的流量M&c ( kg/s)用下式计算:对于蒸发式冷凝器G& M&c c(t2 t i)水冷式、风冷式冷凝器制冷剂和冷却介质的温度沿传热面变化51蒸发式冷凝器制冷剂和冷却介质的温度变化5253•液体冷却器建筑冷源中应用普遍的一种蒸发器。

(2)水箱式水箱式蒸发器(3)焊接板式蒸发器 结构与焊接板式冷凝器一样。

Q c k ev A ( hh,i)h c 、h ai 分别为与t c 对应饱和空气比焓和入口空气比焓( 用推荐值,见《建筑冷热源》表 3-4。

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