磁悬浮制冷机组是一种采用磁悬浮技术,由电磁铁浮力和驱动力平衡支撑转子运转的制冷设备,它利用磁悬浮技术来减少压缩机的摩擦和磨损,从而提高效率、降低噪音和维护成本。主要组成部分有:磁悬浮压缩机、冷凝器、蒸发器、经济器、PLC(可编程逻辑控制器)与变频器,说明如下。
1、 磁悬浮压缩机——心脏 、动力
磁悬浮离心制冷压缩机是冷水机组里的核心部件,也是主要的耗能部件。压缩机的转子通过一对电磁轴承悬浮起来,这些轴承使用精确控制的电磁场来支撑和定位转子,使其在无物理接触的情况下旋转。这样可以消除因机械接触导致的摩擦和磨损,减少能量损失,延长设备寿命。电动机的转子通常由永磁材料制成,与定子产生磁力相互作用,驱动压缩机的旋转,并且能够在宽广的速度范围内保持高效率。
另外,在以往的制冷压缩机中,机械轴承是必需的部件,并且需要有润滑油以及润滑油循环系统来保证机械轴承的工作。数据显示,在所有烧毁的压缩机中,有50%是由于润滑的失效而引起的,而磁悬浮压缩机就消除了这个隐患。
丹佛斯磁悬浮压缩机
当压缩机运行时,冷媒(如氟利昂)被吸入压缩机内部,通过离心叶轮的高速旋转,冷媒受到压缩,从而提升压力和温度,变成高温高压的气体。高温高压的冷媒气体进入冷凝器,释放热量给冷却水或空气,冷凝成液体。之后,冷媒通过节流阀降低压力和温度,变为低温低压的液体,再进入蒸发器,在那里吸收热量,重新变为气体,完成一个制冷循环。
冷水机组工业或商业空调系统中使用的设备,主要用于提供冷却能力,冷水机组冷凝器根据散热机制和媒介的不同,可分为水冷系统与风冷系统。
水冷系统:通过水为介质进行热交换,制冷剂在冷凝器内部与循环水进行热交换,热量被水吸收并转移,经由水泵推送至冷却塔,在那里通过PVC材质填料,水与空气接触面积被极大化,从而增强热交换效果。水冷系统凭借其卓越的换热性能,虽初期投资较高,但仍为追求高能效应用的理想选择。
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3、蒸发器——满液式,降膜式、干式
满液式蒸发器:壳体内充满冷媒,冷冻水在管内流动,管壁和液态冷媒充分接触,这样换热效果比较好。降膜式是因为有些冷媒的成本特别高,满液式的冷媒量太大,就采取类似于冷却塔的道理,让液态冷媒在冷冻水表面行程“膜”,这样对充注冷媒的数量就大幅减少。
干式蒸发器:制冷剂在蒸发器内部的管程中流动,管外则是需要被冷却的载冷剂(如水或乙二醇溶液),制冷剂在管内蒸发,吸收管外载冷剂的热量,从而冷却载冷剂,完全蒸发后的制冷剂蒸汽从蒸发器的另一端出来,直接进入压缩机,干式蒸发器相对效率低,清洗液不太方便。
4、板式换热热器——经济器
经济器是提高制冷剂机组性能的一个重要部件。如下图所示,冷凝器的高温高压液态制冷剂经一级节流后进入壳管式经济器,分离成液体制冷剂跟闪发的气态制冷剂,气态制冷剂通过补气管路进入压缩机被二级叶轮压缩,液体制冷剂在液管路内流经二级节流降压后,进入蒸发器,变成低温低压的液态制冷剂,构成一个主要循环。
除了壳管式经济器,板换换热器也是经济器常见的类型之一。板换经济器循环包括 2个循环,一个是主路循环、一个是辅路循环,如下图所示。
辅路循环制冷剂来自冷凝器冷凝后的中温高压制冷剂液体,经过经济器电子膨胀阀节流降温进入经济器的辅侧,吸收主侧中制冷剂的热量而蒸发,进入压缩机中压腔参与压缩。主路循环以风冷螺杆制热循环为例,如上图所示。从冷凝器冷凝后的中温高压制冷剂液体,进入经济器的主侧,被辅侧低温低压的冷媒吸收热量后过冷度进一步提高,经过系统电子膨胀阀节流后进入蒸发器吸气蒸发,继而进入压缩机吸气腔参与压缩。
5、PLC和变频器——大脑
最后一个比较重要的系统就是PLC和变频器,如果说磁悬浮压缩机是机组心脏和动力,那么PLC是整个机组的大脑。
PLC它负责控制压缩机和变频器,收集各个传感器的数据,进行各种判断,执行各种操作。一般都是有一个触摸界面,各种数据在这个界面上显示,也可以做各种设定,各种报警。
变频器则是用于控制交流电动机转速的电子设备,通过改变供电频率来调整电动机的转速,从而改变压缩机的输出流量和压力,以适应不同的负荷条件,他也能变频器能够平滑地启动电动机,减少启动电流,减轻对电网的影响。
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