可调导叶对气悬浮离心压缩机及系统性能影响研究

离心压缩机作为离心式冷水机组的核心设备,被广泛应用于大型制冷空调系统、工业制冷等领域。由于气悬浮轴承具有成本低、无需主动控制等优点,使气悬浮离心式制冷压缩机成为近年研究热点及重要发展方向。针对气悬浮双级压缩制冷系统,建立了离心压缩机模型,且在第一级压缩机进口安装可调导叶,通过CFD的方法,模拟了变导叶开度下压缩机及系统性能。结果表明,采用可调进口导叶能够改善压缩机内部流场,导叶开度为正时,压缩机的喘振流量以及最高效率点的流量向小流量方向偏移,反之则向大流量工况偏移。蒸发温度相同、压缩机出口流量固定时,不同导叶开度下系统的COP随中间补气量的增加而降低,导叶开度改变了压缩机工作压比,进而间接影响系统工况及COP。不同导叶开度下系统的COP随工作压比的增加而降低,当工作压比小于2.4时,导叶开度为20°时系统的COP最高。

气悬浮冷水机组热力循环特性研究

冷水机组广泛应用于大型建筑、工业制冷等领域,采用气体轴承的离心冷水机组因其高效、可靠、紧凑等优势,成为重要研究方向。系统中的轴承供气、高速电机冷却过程使系统循环更为复杂,分析系统热力循环及变工况运行特性是系统设计及优化的前提。考虑了轴承供气及电机冷却过程,建立了带经济器的气悬浮冷水机组的数学模型,分析了系统热力学参数变化规律,结果表明:蒸发温度升高时,系统COP增大而[火用]效率减小,系统COP和[火用]效率随着冷凝温度的升高而降低。随着冷却电机负荷的增大,系统COP和[火用]效率均减小。系统的总[火用]损主要来源为冷凝器和蒸发器,两者占为61.9%。

不同制冷剂对气悬浮压缩机电机冷却及系统性能的影响

电机冷却是保障气悬浮离心制冷压缩机可靠运行的关键。本文建立了气悬浮离心制冷压缩机的数学模型,分析了不同制冷剂(R134a、R1234yf、R1234ze(E))对电机冷却过程和制冷系统性能的影响。研究结果表明:采用R1234ze(E)时电机内部温度最高,电机永磁体最高温度比采用R134a和R1234yf时高60~90℃;采用3种制冷剂时电机的绕组平均温度均随冷却入口温度的升高而降低;采用R134a和R1234yf时永磁体最高温度均随冷却入口温度的升高而降低,采用R1234ze(E)的永磁体最高温度随冷却入口温度的升高先增后降,在冷却入口温度约为25℃时最高。冷却入口温度每上升4.5℃,电机冷却回路的出口干度下降约3%~5%。带电机冷却支路的系统与传统系统相比,电机温度可以控制在更安全的运行范围之内,但采用R134a、R1234yf、R1234ze(E)的系统COP分别降低1.23%~1.82%、1.23%~1.65%、1.14%~1.17%。