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一、离心式冷水机组是什么

离心式冷水机组是一种高效的制冷设备，其核心是由离心式制冷压缩机和相关蒸发器、冷凝器以及节流控制装置和电气表组成的系统。这种机组能够提供从700至4200KW的单机制冷量，专为大型及超大型建筑或工程而设计。

离心式制冷压缩机是离心式冷水机组的核心部件，它通过高速旋转产生离心力，将制冷剂压缩，使其温度升高，同时将热量从低温侧（蒸发器）转移到高温侧（冷凝器）。压缩后的制冷剂在冷凝器中释放热量，使其冷却成为高压液体。随后，高压液体通过节流控制装置减压，使其在蒸发器中蒸发吸收热量，从而达到制冷目的。

蒸发器是离心式冷水机组中的关键热交换器，它将制冷剂从高压液体变为低压气体，同时吸收周围环境的热量，将制冷剂冷却并蒸发。冷凝器则相反，它将制冷剂从低压气体变为高压液体，释放热量到外部环境，使制冷剂得以循环使用。

二、5种冷水机组的优缺点大比拼

一、螺杆式冷水机组：

螺杆式冷水机组是以各种形式的螺杆压缩机为主机的冷水机组。它是由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀、油分离器以及自控元件和仪表等组成的组装式制冷装置。目前，螺杆式冷水机组在我国制冷空调领域内得到越来越广泛的应用，其典型制冷量范围为700~1000kW。

优点：

1、结构简单，运动部件少，易损件少，寿命长。

2、圆周运动平稳，低负荷运转时无“喘振”现象。

3、压缩比可高，EER值高。

4、可在10%~100%范围内无级调节，部分负荷时效率高，节电显著。

5、对湿冲程不敏感。

缺点：

1、价格比活塞式高。单机容量比离心式小，转速比离心式低。

2、润滑油系统较复杂，耗油量大。

3、大容量机组噪声比离心式高。

4、要求加工精度和装配精度高。

二、活塞式冷水机组

活塞式冷水机组是以活塞式压缩机为主机的冷水机组。机组由制冷压缩机与冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀等组装而成，并配有自动能量调节和自动安全保护装置。活塞压缩机装置系统比较简单，这类压缩机一般低温工况用的多！

优点：

1、适用压力范围广；可维修性强。

2、采用多机头，高速多缸，性能可得到改善。

3、用材简单，可用一般金属材料，加工容易，造价低。

缺点：

1、零部件多，易损件多。

2、压缩比低，单机制冷量小，卸缸调节，不能无级调节。

3、属上下往复运动，振动较大，单位制冷量重量指标较大。

4、对液击很敏感。

三、模块式冷水机组

由多台模块式冷水机单元并联组成的。采用微电脑协调控制多回路工作，每个压缩机都能独立地进行能量调节，模块式机组可由多达13个单元组合而成，模块式冷水机组内设有电脑监控系统，控制整个机组，按空调负荷的大小，定期启停各台压缩机或将高速运行变为低速运行，包括每一个独立制冷系统和整机运行。

优点：

1、按照冷负荷变化，随时调整运行的模块数，使输出冷量与空调负荷达到最佳配合，节约能耗。

2、多台压缩机并联工作有保障。

3、重量轻，外型尺寸小，节省建筑面积；

4、模块式的组合，对制冷系统提供最大的备用能力，而且扩大机组容量非常简单易行。

缺点：

1、对水质要求较高，一旦结垢阻塞，就会影响冷凝器和蒸发器的传热。

2、造价高、零部件多，易损件多，维护费用高。?

3、压缩比低，单机制冷量小。

4、单机头部分负荷下调节性能差，不能进行无级调节?

5、单位制冷量重量指标较大。

四、离心式冷水机组

离心式冷水机组由氟利昂制冷剂在蒸发器内蒸发吸收载冷剂水的热量进行制冷，蒸发吸热后的氟利昂湿蒸汽被压缩机压缩成高温高压气体，经水冷冷凝器冷凝后变成液体，经膨胀阀节流进入蒸发器再循环。从而制取7℃-12℃冷冻水供空调末端空气调节。

优点：

1、叶轮转速高，输气量大，单机容量大

2、易损件少，工作可靠，结构紧凑，运转平稳，振动小，噪声低

3、单位制冷量重量指标小

4、制冷剂中不混有润滑油，蒸发器和冷凝器的传热性能好

5、EER值高，在10%~100%内可无级调节

缺点：

1、单级压缩机在低负荷时会出现“喘振”现象，在满负荷运转平稳

2、对材料强度，加工精度和制造质量要求严格

3、当运行工况偏离设计工况时效率下降较快，制冷量随蒸发温度降低而减少幅度比活塞式快。

4.离心负压系统，外气易侵入，有产生化学变化腐蚀管路的危险

五、水源热泵机组

以水为热源的可进行制冷/制热循环的一种热泵型整体式水-空气式或水-水式空调装置，制热时以水为热源而在制冷时以水为排热源。采用循环流动于共用管路中的水、从水井、湖泊或河流中抽取的水或在地下盘管中循环流动的水为冷（热）源，制取冷（热）风或冷（热）水的设备。包括一个使用侧换热设备、压缩机、热源侧换热设备，具有单制冷或制冷兼制热功能。

优点：

1、节约能源，在冬季运行时，可回收热量。

2、一机多运，运行稳定。

3、环境效应显著。

4、能效比高。

缺点：

1、受可利用的水源条件限制，受水层的地理结构的限制。

2、系统容易发生源侧与负荷侧的水串水现象。

3、受到不同地区及国家能源政策、燃料价格的影响。

冷水机组的原理、构成、使用、常见故障

2024-04-10 08:30·制冷空调换热器技术

制冷冷水机组是现代空调系统的核心设备之一，广泛应用于工业、商业和民用建筑的集中空调系统中。本文将介绍制冷冷水机组的工作原理、基本组成、关键部件特点以及常见故障诊断与排查方法，为制冷工程师提供实用的技术参考。

（AI示意图，不对应文中任何具体信息）
一、冷水机组的工作原理及过程制冷冷水机组的工作原理基于逆卡诺循环，通过压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四大部件，实现制冷剂在系统内的相变和循环，从而达到制冷目的。其工作过程如下:1、压缩:低温低压的制冷剂气体进入压缩机，被压缩成高温高压的过热蒸汽，压缩机的功率决定了制冷量的大小。2、冷凝:高温高压的制冷剂蒸汽进入冷凝器，与冷却水或冷风换热，放出热量，逐步冷凝为高压液体，冷凝器的散热能力影响冷水机组的效率。3、膨胀:高压液态制冷剂通过膨胀阀节流，突然降压成为低压液体，部分液体迅速蒸发，吸收热量，温度骤降。4、蒸发:低压低温的制冷剂在蒸发器内吸收水或空气中的热量，蒸发为低压蒸汽，制取冷水或冷风，用于空调末端，蒸发器的传热效率很大程度上决定了制冷效果。5、循环:蒸发后的低温低压制冷剂蒸汽再次进入压缩机，开始新一轮的逆卡诺循环。

二、冷水机组的基本组成一般的制冷冷水机组由五大部分组成:压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀装置和控制系统。1、压缩机:冷水机组的"心脏"，用于压缩和输送制冷剂，可分为离心式、螺杆式、活塞式等。2、蒸发器:冷水机组的"肺"，利用制冷剂蒸发吸热，制取冷水或冷风，多为壳管式换热器。3、冷凝器:冷水机组的"肾"，将制冷剂冷凝放热，保证循环顺利，分为水冷式和风冷式两类。4、膨胀装置:控制制冷剂流量和压力，常用的有热力膨胀阀、电子膨胀阀等。5、控制系统:对压缩机、水泵、风机等进行启停、调速和保护控制，并实现温度、压力、流量等参数的采集和调节，现多采用PLC和DDC控制器。

三、关键部件特点与结构1、压缩机
(1)离心式压缩机:采用叶轮高速旋转，通过离心力压缩制冷剂，转速高，效率高，容量大，多用于大型冷水机组。包括蜗壳、叶轮、轴承、密封等部件。
(2)螺杆式压缩机:采用一对啮合转子，通过容积减少压缩制冷剂，振动小，噪音低，寿命长。包括转子、轴承、吸排气阀、油分离器等。
(3)活塞式压缩机:采用活塞在气缸内往复运动压缩制冷剂，结构简单，调节方便，容量较小，多用于小型冷水机组。包括气缸、活塞、曲轴连杆、阀板等。2、蒸发器
(1)壳管式蒸发器:制冷剂在管内蒸发吸热，冷水或二次制冷剂在管外流动吸收冷量，传热系数高，多用于大中型冷水机组。
(2)板式蒸发器:由多片薄板片叠加而成，板片间形成交错流道，制冷剂和冷水分别在奇偶流道内流动换热，传热效率高，但易堵塞，多用于小型系统。
(3)喷淋式蒸发器:在蒸发器壳体内喷淋制冷剂液滴，与管外流动的空气直接换热，换热强度大，温差小，适合温湿度控制要求高的场合。3、冷凝器
(1)水冷式冷凝器:制冷剂在管内冷凝放热，冷却水在管外流动吸热，传热系数高，COP高，但需要冷却塔和冷冻水泵等辅助设备。分为卧式和立式两种。
(2)风冷式冷凝器:制冷剂在翅片管内冷凝放热，空气在管外流动吸热，设备简单紧凑，但散热能力受环境温度影响大。

四、常见故障诊断与排查1、压缩机故障
(1)压缩机不启动:表现为接到启动信号但电机不转，可能原因有接线错误、电机绕组烧毁、电容损坏等，应检查电路和电机绕组。
(2)压缩机抖动:表现为运行时剧烈振动，可能原因有气液回流、管路共振等，应调整膨胀阀开度，检查管路支撑。
(3)压缩机温度过高:表现为排气温度超过115℃，可能原因有回气量过大、冷凝不足、润滑油量过少等，应检查膨胀阀、冷凝器和油位。
(4)压缩机卡死:表现为电机嗡嗡响而转子不转，可能原因有液击、轴承烧损等，应及时停机检修。2、蒸发器故障(1)蒸发温度过低:表现为出水温度达不到设定值，可能原因有制冷剂量不足、膨胀阀开度过小等，应检查制冷剂量和膨胀阀。
(2)蒸发器结霜:表现为蒸发器表面覆满白霜，传热效率下降，可能原因有蒸发温度过低、空气湿度过高等，应调整膨胀阀，检查除湿设备。
(3)蒸发器水垢:表现为水侧管壁结垢，流量下降，可能原因有水质硬度高、水温过高等，应定期清洗水侧，必要时软化水质。3、冷凝器故障
(1)冷凝温度过高:表现为排气压力超过2.0MPa，可能原因有冷却水量不足、冷凝器脏堵等，应调节水量，清洗水垢。
(2)冷凝器泄漏:表现为循环水中有油渍，可能原因有管壁腐蚀、管接头松动等，应检查水质，紧固接头。4、膨胀阀故障(1)膨胀阀失灵:表现为回气过热度异常，可能原因有阀芯卡涩、感温包损坏等，应更换膨胀阀。
(2)膨胀阀开度不够:表现为蒸发压力过低，可能原因有感温包脱落、阀门调节不当等，应重新安装感温包，调整阀门开度。5、制冷剂系统故障
(1)制冷剂不足:表现为蒸发压力过低，冷凝压力过高，可能原因有泄漏、填充量不足等，应检查管路，补充制冷剂。
(2)制冷剂过量:表现为蒸发压力过高，回气过热度过低，可能原因有填充过量、冷凝不足等，应放掉部分制冷剂，调节冷凝水量。
(3)系统脏堵:表现为膨胀阀前后压差过大，可能原因有氧化物、焊渣等杂质堵塞，应清洗系统，更换过滤器。
(4)系统潮湿:表现为视液镜有泡沫，可能原因有真空不彻底、管路渗水等，应重新抽真空，必要时更换制冷剂。6、控制系统故障
(1)温度漂移:表现为实际温度与设定值不符，可能原因有温度传感器松动、阀门失灵等，应校准传感器，检查执行器。
(2)压力异常:表现为压力远高于或低于设定值，可能原因有压力变送器损坏、调节阀失灵等，应更换变送器，检修调节阀。
(3)报警频繁:表现为各种保护报警不断出现，可能原因有参数设置不当、检测元件失灵等，应优化设置，更换损坏元件。7、小结

参考文献:
[1]王洪武.制冷空调原理与设备[M].北京:中国建材工业出版社，2015.
[2]李先庚.制冷与空调[M].北京:高等教育出版社，2012.
[3]叶伟民.冷水机组的设计与运行管理[J].暖通空调，2016(3):51-55.
[4]刘鹏，崔岩.离心式冷水机组常见故障与维修[J].制冷与空调，2017(4):80-83.
[5]孙兵.螺杆式冷水机组的节能运行探讨[J].建筑节能技术，2014(11):68-72.

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