离心压缩机的工作原理与控制逻辑图(离心压缩机的工作原理与控制逻辑思维导图)

导语：离心压缩机的工作原理与控制逻辑

1、制冷循环

离心式冷水机组属于蒸气式压缩制冷，其制冷原理是通过压缩机对制冷剂蒸气施加能量，使 其压力、温度提高，然后通过冷凝、节流过程，使之变为低压，低温制冷剂液体在蒸发器内蒸发 为蒸汽，同时从周围环境（载冷剂，如冷水中）获取热量使载冷剂温度降低，从而达到制冷的目 的。由此可见，蒸汽压缩式制冷循环包括压缩、冷凝、节流、蒸发等四个必不可少的过程。其原 理分述如下：

压缩过程：蒸发器中的制冷剂蒸汽被离心压缩机吸入后，原动机（一般为电动机）通过压缩 机叶轮对其施加能量，使制冷剂蒸汽的压力提高并进入冷凝器；与此同时，制冷剂蒸汽的温度在 压缩终了时也相应提高。

冷凝过程：由压缩机来的高压、高温制冷剂蒸汽，在冷凝器中通过管内的冷却水放出热量， 温度有所下降，同时在饱和压力（冷凝温度所对应的冷凝压力）下，冷凝成为液体。这时，冷却 水因从制冷剂蒸汽中摄取了热量，其温度有所升高。冷却水的温度与冷凝温度（冷凝压力）直接 有关。

节流过程：由冷凝器底部来的高温、高压制冷剂液体，流经节流装置时，发生减压膨胀，压 力、温度都降低，变为低压、低温液体进入蒸发器中。

蒸发过程：低压、低温制冷剂液体在蒸发器内从载冷剂（如冷水）中摄取热量后蒸发为气体， 同时使载冷剂的温度降低，从而实现制冷，蒸发器内的制冷剂蒸汽又被压缩机吸入进行压缩，重 复上述压缩、冷凝、节流、蒸发过程。如此周而复始，达到连续制冷的目的。

机组实际制冷量计算：实际制冷量=名义制冷量×制冷能力修正系数（其中：名义制冷量可从机组名义工况性能参数表中查得；制冷能力修正系数可从制冷能力修正曲线中。机组制冷能力随着冷冻水出水温度的升高而增大，随冷却水出水温度升高而降低

2、润滑油系统

润滑油系统供给主电动机、压缩机各轴承及增速箱齿轮润滑所必须的润滑油。油箱内的润滑油被内置油泵加压后进入油冷却器，润滑油在这里被冷却至一定的温度（35 ℃～50℃）后，通过油过滤器，然后供给各个轴承。为尽可能减少润滑油泄入主电动机继而进入 蒸发器内，在电机轴两端的轴承内侧均装有梳齿密封，并通入从压缩机蜗壳来的高压气体封油。

3、主动电机及油冷却器的冷却

主电动机和油冷却器均利用液态制冷剂的汽化潜热冷却。这些液态制冷剂从冷凝器底部引 来，利用冷凝器与蒸发器之间的压力差，将其引入主电动机和油冷却器的内部，摄取电动机发热 和润滑油的热量使电机和润滑油冷却，而液态制冷剂汽化后的气体进入蒸发器里。

3、回油系统

回油系统将混入制冷剂中的润滑油分离，以提高制冷剂的纯度，并将分离后的润滑油送回油 箱. 在制冷机组的运行中，少量的润滑油从压缩机的轴承、齿轮箱混入压缩机的制冷剂气体中， 随制冷剂气体液化后溶解于冷凝液，最后流入蒸发器；另一方面，在主电动机两轴承处，润滑油 也有可能进入电动机内腔，然后随同冷却电机后的制冷剂气体从电机回气管进入蒸发器。所有从 以上两种渠道进入蒸发器的润滑油由于不蒸发，蒸发器中的润滑油将越来越多，同时，油箱中的 润滑油将越来越少。

由于润滑油比液体制冷剂轻，在蒸发器中润滑油浮在液体制冷剂的上部。因此，冷媒提纯装 置取自从蒸发器液面来的低温混合液，通过从冷凝器来的高温制冷剂热源加热，使混合液中的制 冷剂蒸发，回到压缩机进气口去。不会蒸发的润滑油则回到油箱，从而达到了分离、提纯的目的。

4、主要控制逻辑

1）冷冻水泵启停控制

机组处于停机状态下启动机组时，冷冻水泵相对于油泵提前 5 分钟启动，在机组开机状态下 （包括待机），冷冻水泵一直处于开机状态，机组正常关机后，冷冻水泵相对于主电机延时 5 分 钟关闭。如果是由于故障保护导致压缩机停机，冷冻水泵延时关闭。

2）冷却水泵启停控制

机组启动时，冷却水泵延时冷冻水泵 30 秒启动。在机组开机状态下（包括待机），冷却水泵 一直处于开机状态，机组正常关机后，冷却水泵相对于主电机延时 5 分钟关闭。如果是由于故障 保护导致压缩机停机，冷却水泵延时关闭。

2）压缩机容量调节运行

根据冷冻水出温和设定的 PID 参数自动控制导叶开闭和电机的频率（对变频电机），进行压 缩机容量调节，使冷冻水出温恒定在 7±0.3℃。容量调节定义下面三种动作：其中导叶开度、电机频率均指输出值。

能力保持：导叶和电机频率均为保持动作。

能力增大：导叶开度增大或电机频率增大。

能力减少：电机频率减少或导叶开度减少。

3）导叶的调节方法

在机组启动前可全程手动开闭导叶，用以检查、调校电动执行器限位开关及导叶开度测量电路，系统上电或发出启动命令后，导叶将自动关至零位。

在开机时，无论导叶是手动调节还是自动调节，每个周期执行三种导叶动作中的一个：保持；增大导叶开度；减少导叶开度。

导叶进入自动运行后，在 5％～100％间运行。导叶开度不得小于 5％。在机组启动完毕导叶自动开至 10％后，可在 0％～100％间手动开闭导叶此时应注意观察冷 冻水出水温度及时调节导叶开度使机组正常运行。

手动调节代替容量调节 PID 算法，其它保护均 有效。当选择导叶给定控制方式，并设定好给定值，按确定键后，导叶将自动开闭至给定值。在关机时使用手动调节开关导叶，或者在执行关机动作时，导叶按照定位数值直接输出。

4）压缩机关机

变频电机频率不变，导叶逐步关闭至 10%（以反馈开度作为控制，如果反馈开度在 20 个动 作周期内没有到达 20％位置，则直接关主电机。），关主电机，关导叶至零，延时 3 分钟关油泵。

5）压缩机油加热器控制

压缩机油加热器由油加热交流接触器控制。保证压缩机停机后，油箱温度保持在 48～52℃之 间。开机且油泵开启时油加热器断开，否则按照以下条件运行：

油箱温度≤48℃，油加热器接通；

油箱温度≥52℃，油加热器断开；

48℃＜油箱温度＜52℃，油加热器接触器保持状态。

油箱温度传感器故障时，关闭油加热器并显示故障，但运行中的主机不停机

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