在離心式制冷壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,運(yùn)行工況改變或者制冷劑流量改變均會(huì)對(duì)壓縮機(jī)的性能產(chǎn)生影響。
(1)工況變化對(duì)性能的影響。對(duì)于工況變化對(duì)離心式制冷壓縮機(jī)的影響,這里只討論蒸發(fā)溫度、冷凝溫度以及轉(zhuǎn)速的變化。當(dāng)冷凝溫度和轉(zhuǎn)速不變時(shí),蒸發(fā)溫度越低,制冷量下降也越劇烈;當(dāng)冷凝溫度和轉(zhuǎn)速不變時(shí),提高冷凝溫度,制冷量將急劇下降;當(dāng)離心式制冷壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時(shí),由于壓縮機(jī)產(chǎn)生的能量頭與轉(zhuǎn)速的平方成正比,因此轉(zhuǎn)速降低,能量頭降低,制冷量也隨之降低。
(2)喘振與堵塞。離心式壓縮機(jī)正常工作時(shí),氣流方向和葉片流道方向一致,不出現(xiàn)邊界層脫離現(xiàn)象,效率達(dá)到最高值,當(dāng)流量減小時(shí),氣流速度和方向均發(fā)生變化,使非工作面上出現(xiàn)脫離現(xiàn)象。當(dāng)流量減少到臨界點(diǎn)時(shí),脫離現(xiàn)象擴(kuò)展到整個(gè)流道,使損失大大增加,壓縮機(jī)產(chǎn)生的能量頭不足以克服冷凝壓力,致使氣流從冷凝器倒流,倒流的氣體與吸進(jìn)來(lái)的氣體相混合,流量增大,葉輪又可壓送氣體。但由于吸入氣流量沒(méi)有變化,流量仍然很小,故又將產(chǎn)生脫離,再次出現(xiàn)倒流現(xiàn)象,如此周而復(fù)始,這種氣流來(lái)回倒流撞擊的現(xiàn)象稱(chēng)為離心式制冷壓縮機(jī)的“喘振”現(xiàn)象。喘振會(huì)增加壓縮機(jī)的運(yùn)行噪聲、振動(dòng)和功率消耗,嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞葉片甚至整個(gè)機(jī)組。
喘振是離心式壓縮機(jī)一種固有的氣動(dòng)現(xiàn)象。為了防止當(dāng)壓縮機(jī)工況發(fā)生變化或調(diào)節(jié)壓縮機(jī)制冷量(減少負(fù)荷)時(shí)發(fā)生喘振現(xiàn)象,機(jī)組中可采取防喘振措施。例如,從壓縮機(jī)出口旁通一部分氣流直接進(jìn)入壓縮機(jī)的吸入口,加大它的吸入量,從而避免喘振現(xiàn)象的發(fā)生。
所謂堵塞,是指離心式壓縮機(jī)流量已達(dá)到最大值,此時(shí),壓縮機(jī)流道中某個(gè)最小截面處的氣流速度已達(dá)到音速,流量不可能繼續(xù)增加。
從堵塞點(diǎn)(最大流量點(diǎn))到喘振點(diǎn)(最小流量點(diǎn))這一范圍,稱(chēng)為離心式制冷壓縮機(jī)的穩(wěn)定工作區(qū)。它的大小也是離心式制冷壓縮機(jī)性能好壞的標(biāo)志之一。
(3)調(diào)節(jié)。由于離心式制冷壓縮機(jī)單機(jī)容量大,因此在使用中經(jīng)常需要根據(jù)外界負(fù)荷的變化進(jìn)行調(diào)節(jié),通常采用以下幾種方法來(lái)調(diào)節(jié)冷量。
①變速調(diào)節(jié)。這是以改變壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)節(jié)排氣量。這種調(diào)節(jié)方法最經(jīng)濟(jì),但只有在原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可變時(shí)才能采用,而且轉(zhuǎn)速變化允許的范圍比較小,因?yàn)檗D(zhuǎn)速變化又會(huì)引起能量的變化。
②進(jìn)口節(jié)流調(diào)節(jié)。用改變進(jìn)口截止閥的開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的排氣fit。這種調(diào)節(jié)方法不經(jīng)濟(jì),因?yàn)橛幸徊糠謮毫ο脑诮刂归y的節(jié)流損失上。由于這種調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)單,因此使用仍然較多。
③進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)。在葉輪的進(jìn)口前裝有軸向(懸壁式轉(zhuǎn)子)或徑向(兩端支撐式轉(zhuǎn)子)可旋轉(zhuǎn)的進(jìn)口導(dǎo)葉,當(dāng)可調(diào)導(dǎo)葉的角度變化時(shí).調(diào)節(jié)葉片的開(kāi)度發(fā)生變化,氣流預(yù)旋角發(fā)生變化,導(dǎo)致氣體流量變化,從而適應(yīng)外界負(fù)荷的變化。葉片開(kāi)度的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可采用滑輪式,也可采用鉸鏈?zhǔn)交蝈F齒輪傳動(dòng)式。但在空調(diào)用離心式制冷機(jī)中,大多數(shù)利用鉸鏈傳動(dòng),通過(guò)電動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的刻度盤(pán)指示導(dǎo)葉的旋轉(zhuǎn)角度,通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu),使進(jìn)口導(dǎo)葉的旋轉(zhuǎn)角度一致并同步。電動(dòng)機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn),可手動(dòng)或由安裝在冷水出口的熱電阻自動(dòng)控制。外界負(fù)荷減少,則冷水出口溫度降低,執(zhí)行機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)口導(dǎo)葉角度,使壓縮機(jī)吸氣量減少,制冷量下降,使之與外界負(fù)荷相適應(yīng),反之亦然。
④冷卻水水量調(diào)節(jié)。通過(guò)調(diào)節(jié)冷卻水水量來(lái)改變制冷劑的冷凝溫度,以實(shí)現(xiàn)制冷量的調(diào)節(jié)。這種方法也不經(jīng)濟(jì),而且只能用于排氣址大于發(fā)生喘振的排氣量時(shí),所以調(diào)節(jié)幅度不是很大。
⑤旁通調(diào)節(jié)。旁通調(diào)節(jié)也稱(chēng)防喘振調(diào)節(jié),即通過(guò)進(jìn)、排氣管之間設(shè)置的旁通管路和旁通閥,使一部高壓氣體旁通返回壓縮機(jī)進(jìn)氣管。如果旁通的氣體過(guò)多,排氣溫度將升得過(guò)高,是不允許的。所以,在調(diào)節(jié)時(shí),必須在旁通閥后噴入制冷劑液體,使旁通氣體降溫,或者將排氣通入蒸發(fā)器,消耗一部分冷量。這種方法不經(jīng)濟(jì),只有在需要很小制冷量時(shí)才采用。