离心式制冷机组

机组长时间运行后会出现不能满负荷运行、喘振、蒸发温度偏低、冷凝温度偏高、电机电流偏高等现象,导致其制冷能力下降。机组性能下降的主要原因主要有制冷剂化学、热力性能发生变化,润滑油变质,换热面热阻过大,系统密封不良,制冷剂系统和水系统相互渗透等原因。

（1）制冷剂

离心式制冷机组的制冷剂使用的氟利昂主要有R11、R134a、R123等。可以从制冷剂与水、制冷剂与润滑油、制冷剂与金属及非金属三个方面来阐述制冷剂的性能变化。①制冷剂与水，在氟利昂作为制冷剂的制冷系统中,当制冷温度在0 ℃以下时,游离态的水会结冰堵塞节流通道,并造成系统供液不足,机组制冷量下降；另外,水溶解到制冷剂后会发生水分解现象,并产生酸性物质,腐蚀金属材料,降低绕组的电气绝缘性能。②制冷剂与润滑油，同制冷剂与润滑油的溶解性不同,大致是互溶或不溶。互溶时,润滑油可随制冷剂一起渗透到压缩机的各个部件,形成良好的润滑条件,延长机组的运行寿命,但互溶会使润滑油的黏度降低,机组在相同压力下的蒸发温度升高；不溶时,制冷剂和润滑油易于分离,但传热面及机组内表面形成油膜会降低传热系数。③制冷剂与金属及非金属卤代烃含水时会发生水解形成酸性物质,对金属有腐蚀作用,因此,含水的制冷剂与润滑油的混合物能够溶解铜,形成镀铜现象。镀铜现象会影响运动部件的密封状况,损害轴承进而影响负压机组的整体密封性能,使外界空气进入机组内部,导致冷凝压力过高等异常情况发生;同时,卤代烃也是一种很好的有机溶剂,会使高分子材料(如天然橡胶、树脂等)变软、膨胀或产生气泡。

（2）润滑油

润滑油又叫制冷机油,它润滑压缩机的各个运动部件,既减少摩擦和磨损,又起到冷却作用,使运动部件保持较低温度,提高效率。润滑油对制冷剂性能的影响主要表现在以下几个方面。①热力性能，油溶入制冷剂后,制冷剂的热力性能降低。在一定的冷凝压力下,蒸发器和冷凝器的压差增大,压缩机的耗功增加。一般,蒸发温度每降低1℃ ,要增加4%的电力消耗。另外,润滑油携带制冷剂进入油系统,会减少系统制冷剂的循环量,造成制冷能力下降。②传热效果润滑油溶入制冷剂,会引起传热系数的下降。纯制冷剂在蒸发和冷凝过程中是沸腾换热和凝结换热,油的存在会使换热面形成一层油膜,传热方式会由沸腾换热和凝结换热转变为热传导方式,而油的导热系数远小于沸腾换热系数和凝结换热系数,一般在含油6%时,会有显著表现。③制冷剂进入油系统后在润滑点摩擦发热,油中的制冷剂由于沸点低而闪发,造成局部冷却欠佳,发热过量,可能在推力轴承中闪发形成轴向平衡推力的变化,使机械发生轴向脉动,影响密封和轴承承载能力。

（3）不凝性气体

以R11、R123为制冷剂的机组是负压机组,其压缩机进口处于真空状态。当机组运行、检修或停机时,不可避免地有水、空气或不凝性气体渗透到机组中。如果不及时排除,会引起冷凝器顶部压力急剧升高,导致制冷量下降,耗功增加。

（4）冷却水和冷水

一般冷却塔水系统都为开式循环,水与大气不断地接触,进行热质传递,循环水中CO₂不断散失,CaCO₃结晶析出形成沉淀,同时,大气中尘埃混入水中形成泥垢,使冷凝器的传热管管壁结垢,导致冷凝器换热能力下降,机组耗功增加。相对而言,冷水系统处于密闭循环状态,不与外界直接接触,但也会在蒸发管管壁形成水垢。

离心式制冷机组（1）全封闭式

图1 （1-1、2段压缩机用电动机 2-冷凝器 3-蒸发器 4-3、4段压缩机用电动机）为全封闭式离心制冷机组简图。它把所有部件封闭在同一机壳内，一般用于飞机机舱内的空调。它具有制冷量小、气密性好、取消了增速置因而结构简单、噪声低、振动特点。

离心式制冷机组（2）半封闭式

半封闭机组如图2（1-第一级入口径向可调导叶2-第二级入口径向可调导叶 3-蜗室 4-转子件 5-压缩机平衡管接头法兰与油分离器 6-推力轴承7-油槽 8-电加热器 9-右径向滑动轴承 10-双级径向导叶传动机构 1l-联轴器 12-左径向滑动轴承）所示。该图采用两端支撑式双缴离心式制冷压缩机。其制冷剂大都采用R11或R 22，在封闭系统中循环。从外形上仍可辨别各部件的形状及连接法兰，而不是统一封闭在一个机壳内。若在部件的结合处处理不当，仍有少量泄漏。

机组为组装式，各部件均在制造厂内组合成一个整体，并采用共用底座。压缩机的进、出口分别与蒸发器和冷凝器相接。主电动机的冷却采用制冷剂液体直接喷射电动机绕组而蒸发冷却，在较早的机组中，有用电动机外壳中设有水套而用冷水冷却的。半封闭机组具有结构紧凑、占据空间和面积小、对基础要求不高、运输管理方便等优点，且有较大的制冷量。

离心式制冷机组（3）开启式

开启式机组内的各部件是在使用现场分散安装的，机组外形见图3（1-压缩机2-增速器 3-主电动机 4-联轴器5-润滑系统 6-蒸发器7-冷凝器），无共用底座。压缩机1采用两个蜗壳，与电动机3用轴承和连轴器4连接。这种机组对压缩机的轴端密封要求较高，且占地面积和空间大。机组LSLXR123用于空调，制冷剂为R123，由于采用了可靠的轴端密封而做成开启式机组。其电动机采用水冷却，可节省电能3%～6%。在发生故障时易于维修。对化工用的制冷机组，由于为多级压缩机、功率大、制冷系统也比较复杂，一般均采用开启式机组。

离心式制冷机组单筒和双筒机组

半封闭式机组中，蒸发器和冷凝器的布置形式可分单筒形和双筒形。

单筒型是将蒸发器和冷凝器布置在同一筒体内，称为单筒型蒸发器-冷凝器如图4（l-蒸发器2-冷凝器3-浮球阀），是目前用得最为广泛的一种。冷凝器2位于上方，蒸发器1位于下方，其间用弧型板隔开。浮球阀3位于简体纵向中部下方。

制冷量小时，由于设备小，制造工艺上有困难而采用双筒型如图5（1-压缩机 2-增速器 3-主电动机 4-冷凝器 5-蒸发器）。蒸发器5和冷凝器4的筒体采用上、下的布置方式，以节省占地面积。也有两者平行布置的。