WSCWDC麦克维尔产品说明书
更新时间:2023-05-16 08:59:01 阅读量: 实用文档 文档下载
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您的冷暖我关怀
Centrifugal Compressor Water Chillers 麦克维尔离心式冷水机组
WSC079-WSC126 (300-1300Tons) WDC079-WDC126 (600-2600Tons)
全球制冷剂的最佳选择
-HFC-134a
PM-WSCWDC-01B
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目 录
引 言----------------------------------------- 优化设计----------------------------------------
1 机组选型----------------------------------------- 2 机组型号说明-----------------------------------
202223
双压缩机设计--------------------------------- 2 技术参数及外形尺寸--------------------------
HFC-134a------------------------------------ 3 机组参数及外形尺寸-------------------------- 23压缩机设计----------------------------------- 4 电气数据----------------------------------------- 紧凑性设计----------------------------------- 8 电机和电压代码----------------------------- 29热交换器-------------------------------------- 8 电机参数------------------------------------- 30润滑系统-------------------------------------- 9 现场接线------------------------------------- 32SurgeGard防喘震---------------------------- 9
控制电源------------------------------------- 34
抽空系统-------------------------------------- 9 电机启动器-------------------------------------- 热力膨胀阀------------------------------------ 10 应用指南-----------------------------------------
工厂性能测试--------------------------------- 10 水泵------------------------------------------- 37麦克维尔提供初始起动服务------------------ 10 系统水容积----------------------------------- 37WDC设计特点--------------------------------- 11 冷却水温度----------------------------------- 37备用特点-------------------------------------- 11 油冷却器------------------------------------- 38部分负荷效率--------------------------------- 12 机房空间与通风----------------------------- 39安装成本更低--------------------------------- 13 蓄冷系统------------------------------------ 39WDC控制--------------------------------------
13 变速水泵------------------------------------ 40控制特点----------------------------------------
14 变频驱动------------------------------------ 40MicroTechⅡ控制特点--------------------
15
自然冷却------------------------------------ 40楼宇管理系统--------------------------------- 18
减震安装------------------------------------ 40
噪 音---------------------------------------- 19
供选项及附件-----------------------------------
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3537
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引 言
WSC/WDC系列
经过对压缩机热交换器等技术的广泛深入的研究和开发,麦克维尔离心式冷水机组以崭新的姿态进入二十一世纪,谱写了制冷技术又一新的历史篇章。
特 点
z 领先全面使用HFC-134a制冷剂
z 双压缩机冷量可达2600TR(9144kW),两套独立的机械和电气部件 z 新一代MicroTech II控制器 z 管板螺栓联接 z 抽空能力—
z 制冷剂可排至并贮存于冷凝器中 z 占地面积小 z 机组性能工厂测试
z 30年的不断改进,获ISO9002认证
需清除净化装置
优 点
z 全球的最佳选择—正压运行,环保工质,无毒,系统无
z 能耗更低,运行更可靠,结构更紧凑 z 冷水机组的全方位控制,执行公开协议 z 便于现场拆装
z 无须单独的抽空贮液容器 z 节省机房空间
z 确保机组启动正常,运转可靠 z 确保机组耐用、可靠
证 书
麦克维尔离心式冷水机组和零部件,均经美国保险商实验所认可并注册。
麦克维尔国际执行ARI550/590标准,并通过其认证(含中国武汉工厂50Hz机组)。
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优化设计
双压缩机设计
双压缩机冷水机组比单压缩机效率更高、安装成本更低、占地空间更少、可靠性更高。
典型负荷分布
大部分建筑物一年中大约只有几小时(的的确确是以小时计)是处在最大设计负荷情况下的。而且事实上有些建筑,比如学校,可能就从来不会达到其最大设计负荷。除了个别的考虑外,人们为什么还要去关注冷水机组在满负荷下的性能系数(COP)呢?其实真正应该关心的是“冷水机组在绝大多数实际负荷条件下的运行费用到底是多少?”
麦克维尔双压缩机冷水机组的部分负荷效率是迄今最为理想的。在5%-100%的负荷范围内对大多数建筑物而言每年至少有70%是处于这种情况下运行的,这样双机头机组的效率便得到了最好的发挥。上述所示建筑物的负荷曲线是基于对各种类型建筑物负荷的详尽研究之后所作出的。 双机头机组之优点的详细讨论见第11
页。
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HFC—134a
保护整个大气臭氧层
麦克维尔正压设计:不需吹除和真空保护系统,无污染。
无吹除放空系统
z 不会破坏臭氧层 z 降低运行成本 z 减少年维修费用
负压冷水机组还必须经受机房里不断渗入制冷剂回路的水分和不凝气体的考验。螺栓连接处、导叶与出口连接处、电机接线端和控制管路连接处都是容易导入外界气体的薄弱环节。当机组处在有盐雾的轮船上运行时则更须防范。所有不凝气体都要被分离、收集,并且要不断把它们从系统中抽除。
为延长负压制冷系统的使用寿命,必须要有一个自动吹除放空系统作为标准辅助设备。现在使用的有很多种类的带压缩机或不带压缩机的吹除放空系统,旧一点型式的效率从50%到80%不等,更新类型的高效系统效率可达到或超过95%,此效率可衡量在抽除不凝性气体的同时带出的制冷剂的多少。吹除放空系统使用的同时也伴随着制冷剂周期性地向大气层释放,因而也不可避免地增加了补充制冷剂的费用。
所有McQuay离心机使用正压制冷剂,因此 z 无杂物进入系统回路
z 不会损坏电机绝缘层,润滑油不会变质
z 不会因不凝物的存在而降低换热系数,从而提高运行费用
z 不会因系统有湿气而腐蚀换热管 z 无吹除放空设备的年维修费用和增购费用 z 无更换油、过滤器和替换制冷剂的费用 z 无制冷剂周期性扩散到大气层
HFC—134a在整个制冷剂系统中都在高于大气压力的所谓正压下运行的。而对于负(低)压系统,运行期间会有不凝性物质(空气等)进入系统,为保持机组的性能,一定时期后必须停机,并用吹除放空设备来除去这些不凝性物质。吹除放空设备,即使是最新的“高效”型的,也会不可避免地使制冷剂随那些不凝物质一起抽出,并排放到大气中去。1990净化空气行动订立并从1992年7月1日开始禁止有意排出CFC和HCFC,而环保型正压系统则杜绝了这一现象的发生。
制造商和维修人员在生产或维修时都特别注意要确保制冷系统的干燥。因此如果再选择购买运行时会使含有水分的空气渗入HCFC-123负压冷水机组就显得毫无意义了。 除了制冷剂的损失和吹除放空设备的维修问题外,负压机组还需要一个真空保护系统。此系统在机组停机时加热制冷剂,以获得正压。遗憾的是,真空保护系统只有在机组停机时才工作,而在机组运行时却不能解决与真空有关的问题。另外,机组真空加热系统还会额外地耗费能量。
能更可靠
由于是正压设计,麦克维尔离心式冷水机组具有更加可靠的性能。正压避免了严重影响机组效率的不凝气体的侵入。这些外来的附在热交换器内表面上的气体能使机组在满负荷时的效率下降14%之多。
由于没有不凝物质,正压还避免了油的分解变质。变质的油会发生酸化而损坏电机绝缘并腐蚀破坏其轴和轴承。正压系统无此缺陷,因而提高了油的使用寿命。
环境及人类保护
随着空调工业的不断发展,HFC-134a作为未来的制冷剂,通过一种平衡近似法,选择HFC-134a的合理性日益凸现,这种平衡近似法主要考虑如下几种因素:
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z ODP臭氧损耗潜值:衡量对大气臭氧层的潜在损耗。这种损耗是由制冷剂中所含的氯所引起的,即HCFC-123中的第1个“C”。HFC-134a不含氯,它的ODP(臭氧损耗潜值)为0。
z 实在的系统效率(kW/TR):每台冷水机组的全年电耗包括如泵和风扇等辅助设备,它们也很大地影响着系统的最终能耗和电厂的CO2排放量。 毒性和易燃率:1997ASHRAE基础手册
z GWP全球变暖潜值:衡量对造成全球变暖的温室效应的影响程度,其数值,以CO2的GWP为参照(时间尺度为100年),HCFC-123=90、HFC-134a=1300,使用HCFC-123的制造商会设法让你相信GWP是衡量全球 变暖效应的主要衡量参数。其实这只是问题的一个方面。
HFC-134a A-1 HCFC-123 B-1
A = 无明显毒性 B = 有明显毒性
1=在100℃,50%相对湿度,1个大气压下无燃烧火焰
z TEWI(总热当量效应):为了科学的反映事物本质,必须综合考虑GWP(全球变暖潜值),机组制冷剂的排放率和制冷系统效率,即必须采用一种系统的方法来评估制冷剂对全球变暖的真正影响,在这方面科学家们已经取得了一致意见,那就是TEWI。就一台冷水机组来说,若与供给机组所需电力的电厂的CO2排放量相比,GWP所占的份额是很小的。对于TEWI值来说,HFC-134a、HCFC-22或者HCFC-123之间是没有什么本质差别的。 下图所示的比例可能会随机组制冷剂的损失和当地发电厂的效率而稍微有所变化。机组操作人员必须设法保持机组不泄漏并使机组尽可能在最高效率下运行。因为每年能耗(考虑电厂输出)是衡量的基准,麦克维尔优秀的部分负荷效率便意味着使电厂CO2排放量更低,亦即TEWI值更低。
HFC-134a的未来
1990年11月的净化空气行动,要求EPA(环境保护委员会)加速对I级(CFC)和Ⅱ级(HCFC)制冷剂(如果非常必需的话)的禁止计划。这给HCFC(包括HCFC-22和HCFC-123)留下了一个继续使用的余地。HFC-134a并不在净化空气运动或蒙特利尔公约的控制或禁止之列。商用空调、家用空调及汽车工业正是已经使用并将继续使用HFC-134a许多市场中的一部分。将来的发展重心将由对HFC-134a的市场需求转变为如何获得性能更加稳定,价格更低的HFC-134a产品。
压缩机设计
齿轮驱动式离心压缩机效率高于直接驱动式离心式压缩机的效率原因在于叶轮的设计并将其应用到制冷系统的结果。逐步增加的热交换面积和现代热交换器效率已经要求压缩机头和叶尖速度也随之改变。在单压缩机尺寸范围内,直接驱动设计已使得制造商们很难在接近或处于峰值叶轮效率下选择叶轮。选择低效叶轮的机组,也许在最大负荷但在部分负荷时它的运时能够得到所需的COP性能系数,
行特性将直接削弱,从而增加了年运行费用。麦克维尔齿轮驱动离心机有一系列顶尖速比,允许在部分负荷到满负荷范围内选择最大效率的叶轮。设计标准使齿轮机械损耗限制在0.5%以下,通过选择齿轮所获得的叶轮效率使冷水
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机组的效率提高7%。在电力费用持续上升的今天,由齿轮传动而取得的最大效率的经济优势就更加的显而易见了。
素。单个流道能量损耗将大于或等于蒸发器出口与第一级叶轮进口之间的吸气流道的能耗,这取决于整个压缩机设计的紧凑性。单级叶轮设计消除了这一额外损耗,从而使系统拥有最大的效率。
延长电机寿命
麦克维尔先进的紧凑压缩机设计使得其运行可靠性和耐用性更高。一个很好的例子就是它大大延长了电机的寿命。电机启动时,使定子电流上升直至电机转矩达到其运行速度80%时的扭矩。此时定子电流可上升至电机满负荷时的6倍还多。麦克维尔压缩机通过其独特设计的且重量极轻的齿轮驱动系统大大减小了启动电流对电机的冲击,并能使500TR(1750kW)的压缩机在3秒内达到运行速度。
多级离心机在一典型空调系统的压力和容积范围内运行时最主要的优势是在体积流量减少或负荷降低时能增加叶轮势能系数。麦克维尔倾向于单级叶轮,通过在叶轮排气设置首创的可调散流滑块,获得了更优于多级系统的稳定的运行工况范围。这样,McQuay机组允许在10%-100%(WDC双机头型从5%-100%)能量范围以最高的效率运行而不发生喘振,无需热气旁通。
压缩机的最佳效率取决于每一个叶轮的设计。麦克维尔叶
压缩机停机安全
另一个优点就是压缩机停止运转的时间很短。在正常情况下,压缩机停机时油泵将继续一段时间供油以润滑轴承。然而当电力突然中断时,油泵将无法供油润滑。麦克维尔独特的传动设计,使得压缩机能在15秒内停止运转。为防止压缩机轴承损坏,压缩机内还设计有紧急供油槽,能在电力中断情况下确保压缩机润滑部位的要求。
轮铸件,两侧全封闭。尽管有16片后倾式叶片且以某一特殊距离排列的复杂构造,但通过采用特殊的工艺保证了它们的精确一致。麦克维尔叶轮设计不但把进口处压力损失减至最小并使压缩机效率最大,而且将噪音降低到相当低的声量级,简单小巧的散流滑块和蜗壳设计使压缩气体直接进入冷凝器,从而保证压缩机效率。
单级意味着节约
压缩机效率不是由多级叶轮决定的。不仅是在峰值,更重要的是在部分负荷下保持最佳效率是整个压缩机和冷水机组设计的关键。它包括: z 电机效率 z 制冷剂类型
z 冷凝器和蒸发器的换热面积 z 压缩机的机械磨损 z 叶轮和导叶设计 z 制冷剂流动通道
上述内容中,多级压缩机设计很少考虑一级叶轮排气和下 一级叶轮进气之间制冷剂流道对实际和理论性能影响的因
离心式压缩机转速和叶尖速度的 真正影响因素
“它转速有多快?”是人们讨论压缩机时普遍关注的问题。直接驱动式压缩机制造商们广泛宣扬的一个理念是:对于压缩机的寿命、效率和可靠性而言,起决定作用的因素是压缩机的转速。这是绝对错误的。工程测试表明转速本身并不是回转式机械部件设计所要考虑的问题。实际上这些部件设计准则所要考虑的是叶轮外边缘速度(叶尖速度)、质量和物理尺寸。轴、轴承和叶轮的设计是基于诸如表面速度,直径、重量、旋转和扭转关键点速率以及材料和所用的润滑系统之上的。作用在叶轮上的应力是与叶尖速度的平方成正比的,转速只是叶轮直径方程式中的一个变量。
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麦克维尔最新型百万美元投资的压缩机测试站,拥有最完善的数据收集功能,提供设计压缩机时各参数的准确性
在离心式压缩机的设计中,有两个基本的参数必须决定,即叶轮直径和叶尖速度。使用如HCFC-123负压制冷剂,系统的制冷剂流量较大,因而也需要一个较大直径的叶轮和制冷剂管道以保持压降在一个合理的范围内。压力降过大将减少制冷量并使输入功率增加。使用在正压下运行的制冷剂如HFC-134a系统由于其所需的制冷剂流量较小,因而其叶轮直径和吸气管尺寸都较小。HCFC-123所需制冷剂气体流量(英尺3/分/冷吨)大概是HCF-134a的6倍。按ARI标准工况,HCFC-123每1冷吨制冷量需18.1英尺
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驶也与此类似,轮胎的顶尖速度就是这部汽车的速度。 由于已经讨论到的所有制冷剂都要求顶尖速度在670~700英尺/秒(204~213米/秒),我们看到叶轮的角速度在很大程度将受到其直径的影响。前面讲过由于所需制冷剂流量的差异,负压系统的叶轮会比正压系统的尺寸大很多。更大直径的叶轮的转速必须比小直径叶轮的转速低。 我们可以再以汽车行驶为例来阐述不同的直径和转速所产生的叶尖速度的差异。假想公路上两辆不同轮胎大小的载重汽车均以55哩/时的速度行驶。 同样是55哩/时的顶尖 速度,轻便车小轮胎的转速将比大卡车轮胎的转速高很多。
直径和顶尖速度的关系方程式如下: 转速(rpm)=[叶尖速度(英尺/秒)×229.2] /
直径(英寸)
或转速(rpm)=[叶尖速度(米/秒)×1910] /
直径(厘米)
上式也表明,在给定的速度要求下,直径更小的叶轮工作时转速比大直径叶轮工作时转速要高,并且应力与叶尖速度的平方成正比。
/分(8.54升/秒),相比而言,HFC-134a只须3.2英尺3/分
(1.5升/秒)。这就说明,在给定的制冷量和相同压降下,HCFC-123系统的叶轮进口交叉部分面积“轮眼”以及吸气管和排气管大小将是HFC-134a系统的6倍。轮眼直径是决定整个叶轮直径和几何参数的主要因素。
除了轮眼直径,叶尖速度要求也是离心式压缩机的设计者们所必须考虑的。为产生所需的压差,离心叶轮必须达到一定的叶尖速度。叶尖速度是叶轮顶端相对于周围参照物的速率。可想象如果一个观察者站在叶轮上,他将看到他周围的物体将以一定的速度从他身边经过。这个速度便是叶尖速度,通常表示为英尺/秒(或米/秒)。汽车在路上行
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相同顶尖速度的叶轮其应力也相同。
由于叶轮轴大小必须能够支撑叶轮产生的静载及旋转和扭转载荷,随着叶轮的增大,轴尺寸也必须相应地增加。设计和选择轴承时也必须考虑这些因素。轴承设计要考虑的准则有:
1. 轴承单位面积载荷 2. 轴承两表面间的相对速度 3. 轴承面积 4. 润滑油的粘度
注意第2项指的又是叶尖速度。表面速度是内轴承表面顶
可以看到转速很高体积和重量都很轻的部件实际上也能减少作用在轴承上的载荷和磨擦。
对轴承的设计和轴承寿命起决定作用的是其表面速度和其所要承受的载荷。还是拿轻便车与载重大卡车相比,人们可以看到虽然轻便车轮子转速比大卡车快得多,但大卡车轮子轴承质量和强度必须更好,原因就在于大卡车的载重大的多的缘故。轴的转速对轴承的磨损影响不大。 所有麦克维尔离心式冷水机组使用的制冷剂都是HFC-134a。使用这种制冷剂机组的一些设计特点,如运转部件体积小、质量轻、惯性低、转动加速度大和设计简洁等等,从1962年制造出的第一台此种冷水机组开始,便不断以雄辩事实证明了它的优越性。
部速度或者是主轴相对于外轴承的速度,如下所示。 一台机器,更低的旋转部件质量将延长其轴承的寿命。在轴开始旋转前,轴是紧密接触在轴承上的。一旦轴开始飞转,轴和轴承之间便会形成油膜并由其支撑着轴。正压机器较低的质量不但使作用在轴承上的负荷更低,并且先进的齿轮驱动式压缩机的低惯性和大的旋转加速度也使得此支撑油膜更快建立起来。这两项特征大大地减少了压缩时的磨擦。停止运转时间越快,则越好。
右表列出了离心压缩机现在通常使用的制冷剂的几种对比参数,注意在叶尖速度这一项各自相差均在8%以内。轴承设计,特别是轴承寿命,主要是由以上几项决定的。转速本身作为一个绝对量只是设计步骤方程式的一半。我们也
制冷剂
(英寸水银真空)
冷吨
说明:
HCFC22 68.5 1psig=0.0703千克/厘米2(表压) 1cfm=1.70米3/小时 1英尺=0.3048米
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HFC-134a叶轮与HCFC-123叶轮的比较
左边:麦克维尔单级300冷吨叶轮,直径=16cm ,重量=1.4kg
右边:HCFC-123压缩机300冷吨三个叶轮的其中一个,直径=66cm,重量=12.2kg
机组设计紧凑降低安装费用
就制冷量比较而言,HFC-134a系统压缩机所需的制冷剂循环量平均每冷吨少于3.2英尺3/分(1.5升/秒),而HCFC-123则超过18.0英尺3/分(8.5升/秒)。制冷剂流量的增加,相应地也要求更大的吸气管和更大尺寸的压缩机部件,以维持负压设计系统的气体制冷剂流动速度、噪音和制冷剂压力损失在合理范围之内。相反,麦克维尔离心机较小的物理尺寸,更具有以下优点: x 允许机房面积更小 x 起运安装费用低
x 对于较小冷量的机组,机组可以通过标准机房门,故可按原计划进行建筑施工而不必先安装机组 x 部件联接处表面积更小,减少了制冷剂泄漏可能
热交换器
麦克维尔高效壳管式满液蒸发器
麦克维尔离心式冷水机组采用的都是高性能换热器。与以往设计相比,现行的独特设计使传热效率增加了16%,并使制冷剂充注量减少40%。冷水机组的设计、制造和测试都遵循ASME(第Ⅷ部分)、ASHRAE标准15要求和TEMA推荐标准、中国的相关标准或欧洲压力容器标准(ISPESL,TUV)设计。
可更换的蒸发器及冷凝器换热管都是高效内螺纹加强型管,壁厚为0.025英寸铜管。可供选择的还有0.028英寸厚蒸发器换热管及均为0.035英寸厚的蒸发器和冷凝器换热管。材料可为90/10铜镍合金、不锈钢或者钛合金。
螺栓联接设计使安装更方便
机组主要部件:蒸发器、冷凝器以及压缩机之间是通过螺栓联接的,必要时可把它们拆开以完成难度较大的吊装工作。冷水机组发货前由工厂装配,可在麦克维尔授权技术人员的监督指导下在安装现场进行拆卸和重装。
换热器水侧可为1、2或3个流程,并包有20mm厚的聚硝酸乙烯标准蒸发器保温材料,所有缝隙都用胶粘住,从而形成一个有效的保温屏障。整个机组包括可拆封头和管板都由工厂进行保温包扎。
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润滑系统
单独驱动的油泵组件以一定的温度和压力将油送至所有轴承表面及能量控制系统。
控制系统控制压缩机必须在油压达到规定值后才能启动,并保证压缩机停机时油泵继续工作,以保证润滑。 从油泵来的润滑油经板式换热器和单级或双级百万分之五的油过滤器后进入压缩机。所有轴承表面都被压力油润滑。供给驱动齿轮的油是一种雾状油,它能同时起润滑和冷却作用。
SurgeGard
压缩机防喘振设计
当离心式压缩机在部分负荷下运行时,进入叶轮的制冷剂气体体积减少,此时叶轮提高峰值负荷压头的能力也下降。如果冷凝器冷却管污垢太多,冷却塔故障或控制失效,则压缩机内压力升高,此时就可能会发生旋转脱速或喘振。在正常运行状态条件下,所有WSC机组可在10%能量下运行而不喘振,而WDC型机组可在5%能量下正常运行。针对异常状况,麦克维尔压缩机的设计者开发出了一套保护控制系统,能感测喘振发生并在喘振发生之前使压缩机停机。这种称为SurgeGard(防喘卫士)的保护系统,已作为统一标准装在所有麦克维尔离心压缩机上。
能量控制系统通过油泵中的油压调节进口导叶的位置以适应机组冷冻水温度的变化,即冷量变化。
一旦电力中断,紧急供油槽将保证供给一定压力的润滑油,防止断电间因油泵停机而产生机械损坏。
麦克维尔冷水机组是正压运行,所以通常无须经常性更换润滑油或油泵。建议每年油检一次,以检查润滑油是否变质。
无热气旁通,单机头机组10%~100%冷量 下,双机头机组5%~100%冷量下,安静、 平稳运行
麦克维尔冷水机组在满负荷时冷量达到最大,通过入口导叶和可调排气散流器,使其冷量在10%~100%可调。这个看似奥妙而又微不足道的设计细节,象麦克维尔其他的创新一样,是真正让用户受益的东西。压缩机若不能象这样很好地卸载,或者如大多数压缩机通过热气旁通卸载,都会在低负荷下运行时造成能量的极大浪费。
能量控制机构无泄漏
操纵导叶的油压活塞,装在压缩机的内部且内部驱动,从而消除了外联机构的泄漏及密封问题。导叶位置根据冷冻水出水温度变化而定。在吸气压力过低或达到电流限定值时,内设补偿控制将自动关闭导叶。
抽空系统
当冷冻机内部组件需要维修时可用抽空系统收集并保存制冷剂而不会有制冷剂损失。
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冷凝器设计容量在环境温度为32℃(90℉)时应用其90%容积便可以容纳机组全部的制冷剂。冷凝器进气管装有密封性很好的截止阀,出液管装有一个手动截止阀。冷凝器和阀的设计均符合美国D.O.T(运输部门)对制冷剂容器运输的严格规定和ASME容器标准之要求。当维修需要时,可通过重力作用或开启压缩机将制冷剂排至冷凝器。省去了外部抽空装置的成本和占地,又是麦克维尔机组的一大优点。
可选认证测试
由麦克维尔工程师监督测试和认定计算机测试结果的准确精度,并把这递增测试数据整理成简单易读的测试报告单。测试可在ARI指定10%~100%负荷下运行,机组冷量和功率在ARI规定值以内。
可选见证测试
热力膨胀阀
在整个冷量范围内控制制冷剂流量,节约了运行能耗费用。 冷负荷及冷却水温每天都在变化,其他冷水机组的制冷剂浮球阀和孔板流量计是根据峰值负荷和最大冷却水水温所选择的,在超过95%的运行状态下都只部分控制制冷剂流量。
不论冷负荷或冷凝温度如何变化,麦克维尔导向操作热力膨胀阀直接根据吸气过热度控制制冷剂流量。这样做,可在整个运行范围内的综合利用压缩机、蒸发器和冷凝器的效率,同时也无孔板和浮球阀具有的制冷剂间隙回流和过热的缺点。
测试在用户或其指定人员到场时,在麦克维尔工程师监督下进行,并由麦克维尔工程师把测试结果整理成简单易读的测试报告单。测试在ARI规定的10%~100%间任一负荷下运行,每个指定的负荷点所需测试时间为2-3小时。测试结果机组冷量和功率必须在ARI规定范围内。
麦克维尔提供初始起动服务
所有麦克维尔离心式冷水机组均委托麦克维尔服务技术人员或授权麦克维尔起动技术员进行初始起动。这个程序确保了正确的机组启动和检验步骤,并使机组无故障启动。
工厂性能试验
保证机组方便快捷无故障起动
所有WSC和WDC机组都在经ARI认可的微电脑试验站进行工厂测试。测试站与机组MicorTech相连。能监视试验站的所有参数和机组运行情况。
机组测试从制冷剂回路的干燥和抽真空及充注制冷剂和润滑油开始,接着在一定的流量和温度工况下进行运行测试。机组振动不得超过0.14英寸/秒,含水量不得超30ppm,机组测试保证出厂前运行良好,同时也校验了机组运行的控制部分。
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WDC设计特点
双压缩机冷水机组
1台WDC双压缩机冷水机组 = 两台单压缩机冷水机组
12大于2意味着:
z 两台单独机组的设备费用高于一台双压缩机冷水机组 z 两台单独机组的安装费用高于一台双压缩机冷水机组 z 一台大的或两台小的机组年运行费用高于双压缩冷水机组
z 双压缩冷水机组占地面积更少 z 部分负荷冷量可低至5% z 80%空调季节中有备用能力
一台压缩机便可对该部件进行拆除或维修,其单台压缩机就能产生60%机组设计冷量。即使是碰上雷击或其他原因引起的电机烧毁,制冷剂也不会被污染。
为什么压缩机电机故 障不影响制冷剂回路
压缩机电机是与制冷剂回路隔绝的。所以电机故障时产生的污物,不会进入主制冷系统,水分、酸或碳化颗粒都被阻挡在冷却槽和出口管道上。
压缩机电机腔与制冷压缩主系统分离并密封。齿轮箱的电机侧有轴封以防止压缩机内制冷剂的轴向流动。电机冷却供液管上装有电磁阀和止逆阀。这些机械零件,加上制冷剂液管上的压力,可防止制冷剂返回系统。电机腔内的制冷剂蒸汽必须通过一个小尺寸的干燥过滤器,当电机烧毁时,该干燥过滤器将很快地堵塞并与电机腔隔离。所有冷却供液管和逆返回管均装有手动截止阀,以便部件维修。
备用特点
麦克维尔双压缩机冷水机组均有两套必须的主要部件(除蒸发器和冷凝器)。两台压缩机、两个润滑油系统、两个控制系统、两个启动器。
万一有一台压缩机系统的某一部件发生故障,则无须关掉另
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30多年的现场经历证明了这些压缩机电机的可靠性。然而尽管电机设计和自动保护控制的可靠性很强,遭受雷击和电力分配系统故障等不可抗力还是超出了负责的设计师能力之外。电机冷却器的保护装置很好地保护了系统,因此电机故障并不会污染制冷剂回路或阻碍另一台压缩机的正常运行。
部分负荷效率
冷水机组有99%的时间都是在部分负荷情况下运行的,而且如第3页所述,大部分都不会超过设计冷量的60%。此时双压缩机冷水机组的一台压缩机便有整个系统的换热面积,例如说,一台1000冷吨双压缩机冷水机组中的一台压缩机便可利用与1000冷吨容量相对应的蒸发器和冷凝器。这样不但增加了其制冷量而且也使其效率更高。
以下是一台双压缩机冷水机组典型负荷下的效率: z 满负荷效率
0.550kW/TR x 60%负荷,一台压缩机 0.364kW/TR x IPLV 0.415kW/TR
(COP=6.5) (COP=9.6) (COP=8.5)
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安装成本更低
下例可充分说明合并两台单压缩机为一台双压缩机机组的好处:
等于建筑物设计负荷的60%下运行,且大部分介于50%~60%之间。
由于这个原因,WDC型冷水机组单台运行时冷量可达机组总冷量的60%,高效而可靠。该性能的获得是压缩机设计、运行控制、双倍热交换面积、制冷剂和制冷剂流量控制等各种特点相结合的结果。
工作冷负荷:1200冷吨(4200Kw),50%备用
单压缩机机组方式
双压缩机机组方式
600冷吨机组两台 750冷吨机组两台 600冷吨备用机组一台 1200冷吨备用 @1800冷吨安装容量 @1500冷吨安装容量 一台750冷吨双压缩机组之两台压缩机均运行,冷量共为750冷吨,加上一台双压缩机组之中的一台压缩机运行,冷量为750冷吨的60%即450冷吨,所以总共运行4台压缩机中的3台,冷量=1200冷吨。
省去相应的泵、阀、管道、控制器、吊装和占地,加上机组本身减少的费用,总的安装成本可以减少35%。
WDC控制
每台WDC型双压缩机冷水机组包括两个工厂安装接线的MicroTech II控制器,每个控制器均可单独控制一台压缩机。每台压缩机的故障记录、设定值控制、负荷情况、起动时间等等,都可以被控制和监视。
超前滞后负荷平衡功能是MicroTech II控制板以及机组的一个标准特征。负荷平衡功能指定起动次数最少的压缩机为超前压缩机,在冷量不够时才时会启动滞后压缩机。当负荷降至单台压缩机冷量范围之内时,超前滞后功能将先使运行小时数较多的压缩机停机,在两台压缩机运行期间,负荷平衡功能将平均分配负荷,使机组效率最高。
在5%~60%设计冷量范围 内节约年电费大于25%
大部分舒适性空调系统,一年中大部分时间均在少于或
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控制特点
WSC/WDC系列机组全部采用MicroTech II彩色图形控制中心
麦克维尔长期致力于为用户提供功能强劲、操作简便的机组控制系统。MicroTech II应用现代最新的微处理技术,配置有超大屏幕彩色触摸式LCD显示屏,提供创新设计的压缩机控制器和机组控制器,为用户提供更加简捷方便的操作环境。MicroTech II内置节能技术时刻让您的机组高效运转…日出、日落,年复一年。
图1,机组控制器和触摸式操作屏(OITS)
左图显示的为机组控制器和触摸式操作屏在机组上的安装位置。触摸式操作屏(OITS)采用10”彩色触摸式显示屏,显示所有控制运行参数和信息,操作机组运行及报警信息的查看。同时由于其固定在一个可移动式臂杆上,操作者可方便地调整操作屏的位置及角度至最合适位置。 在触摸式操作屏的右侧设有软盘驱动器,用来向控制系统上载信息或对设置信息进行存盘。友好的触摸式操作界面,操作者可以很容易地进行机组操作,高效可靠地控制机组运行。
在系统中设有屏幕保护程序,可通过触摸屏幕中的任何地方使得操作屏恢复工作。
图2,压缩机控制器
麦克维尔MicroTech II控制器的一个主要的特点是 ,左图显示的为压缩机控制器(盖板已经拆掉),压缩机控制器位于机组压缩机的附近。
压缩机控制器主要功能是控制和保护压缩机。在一台机组上,每台压缩机具有单独的压缩机控制器。压缩机控制器接收、处理和传递数据至其它控制器、装置、压缩机启动器或变频器(VFD)。
万一机组控制器或触摸式操作屏失效,压缩机控制器还能通过操作者介入控制压缩机运行,为机组控制提供了无与
伦比的可靠保障。压缩机控制器同时能够装有油泵接触器和过载保护器。
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MicroTech II 控制特点
特 点
z 通过协议选择兼容楼宇管理系统 z 易读易操作,10英寸彩色图形操作界面 z 历史趋势数据坐标图
z 冷冻水出水温度控制精度达0.1℃ z 预报警、先动作、先校正 z 冷冻水泵及冷却水泵自动控制
z 冷却塔4级风机控制和调节及旁通阀调节 z 内存25个先前报警及运行工况记录 z 支持多种语言
优 点
z 界面友好,可与任何采用工业标准协议的BAS产品相配 z 便于操作者观察机组运行,选择不同界面和参数设定 z 提供有关水温度,制冷剂压力和电机负荷等参数 z 提供稳定的冷冻水出水温度
z 执行报警和修改机组运行状态,提供最大供冷 z 结合超前-滞后功能,自动切换备用泵 z 最佳地控制系统所需的冷却水温度 z 故障分析之得力助手 z 可供全球用户之使用
系统设计处处为操作者考虑
离心式冷水机组运行的可靠性、经济性有赖于简洁的操作界面,这就是为什么操作简单化是MicroTech II设计开发所要考虑的主要问题之一。机组的操作是通过一台10英寸SVGA(超级视频图形阵列)彩色图文触摸式显示屏来完成,操作者通过图片界面上的软按键,能够清楚的查看机组的全部显示信息。详细内容请参见下一页的主显示页面。
通过不断地监视冷水机组的状态,当故障发生时,MicroTech II将自动先行采取动作以消除不正常情况或者关停机组。例如,如果冷却塔发生故障并且排气压力逐渐升高,MicroTech II将自动保持这一负荷点并发出报警信号。如果压力再升高一点,MicroTech II便自动使压缩机卸载以维持设定压力,如果压力持续升高,MicroTech II将关停机组。
控制原理构成
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MicroTech II中的存储器会自动保留异常停机时的重要运行信息及时间日期。控制器的内存(无需电池)能够保存最近的25个故障的发生原因和信息。这种在故障发生时保存故障及发生故障时的运行状态信息的方法,对以后的故障诊断排除和准确的机组性能和故障历史记录带来了很大方便。
MicroTech II设有两级密码保护系统,防止未授权非法操作使用。
图3,MicroTech II控制器主界面
左图所示的主界面通常作为主要的查看界面。主界面提供机组状态、水温、冷冻水温度设定点和电机运行电流的实时数据。换句话讲,主界面回答了一个重要的问题-机组的运行状态是否正确?
当报警发生时,一个红色的按键在屏幕的上方出现(同时输出一个远程信号)。轻触该按键便可进入动态报警界面,报警界面提供全部的报警信息,通过阅读报警信息能够简单快速地排除故障。
更改设定点参数
在过去更改设定的参数点是一件十分复杂的事情,现在MicroTech II却使得这项工作变得如此简单。
例如,如果要更改冷冻水的设定点,在任何界面中轻触SET按键,然后轻触WATER按键便会进入需要的设定界面,轻触“冷冻水出水温度”对应的按键#1,您就可以通过界面左下角的数字软键盘进行参数设定了。在界面的左上方还提供有该设定点详细的注释以及允
许的设定值范围。
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历史趋势记录
您是否想了解您的机组在上一个星期中的运行情况?您是否调整冷冻水的出水温度?您的冷水机组曾运行在那一个负荷状态下?通过麦克维尔MicroTech II控制器,您可以在历史趋势界面中查看机组在过去运行中的信息,包括水温、制冷剂压力和电机负荷的曲线,您将会为MicroTech II所配备的超大的内存惊叹不已。
该界面所提供的参数信息可以通过软盘驱动MicroTech II在触模式操作屏的器进行下载,
右侧边内置有如盘驱动器。信息存盘的格式为电子表格,以方便日后的参数分析。
MicroTech II提高了冷水机组运行经济性
为了提高麦克维尔离心式冷水机组运行经济性,MicroTech II中融入了很多标准特点。除了代替一般的继电器逻辑回路外,采用下列特点也更大地加强了MicroTech II的节能效果:
z 水泵直接控制—光隔离数字输出继电器提供冷冻水/冷却水泵的自动超前-滞后运行控制,系统不需要时便不让水泵运行。
z 用户可编程的压缩机软增载—防止冷冻水温过高时功率过大。
z 冷冻水温度设定—可通过控制回水温度直接在机组上设置,也可通过远程4-20毫安或1-5伏直流电BAS信号进行设置。在机组低负荷运行时,提高冷冻水温设定点将会显著地降低电能消耗。
z 需求极限控制—可在控制板或通过4-20毫安或1-5伏 直流电BAS信号设定最大电机电流,避免高峰使用期间负载过大。
z 冷却水温控制—4级冷却塔风扇控制,供选择三通冷却塔旁通阀的模拟信号控制或者变速冷却塔风扇电机控制。风扇的级数由冷却水温控制。三通阀由冷却水温差或风扇的级数来进行控制。这样可在特定的工作需求时获得最佳系统效率。
z 超前-滞后负荷平衡(多台机组)—MicroTech II控制器能够自动选定、超前滞后压缩机和平衡压缩机的负荷状态,这个特点确保机组在任何负荷情况下都有最佳效率。
z 历史运行曲线记录—可以不断地记存冷水机组运行信息和设定值,记录的参数信息可借助于 3.5英寸软驱存为电子表
格形式,以方便日后的参数分析,这对于机组性能的优化是一个非常有用的功能。
永久记忆
MicroTech II控制器的内存是永久的,设有备用电池,以便在断电时对程序和设定值进行保护。
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多用通讯能力提供更多的控制
为增加灵活性,有3种方法可控制MicroTech II控制器: 1. 直接在机组操作面板上操作读取。
2. 可增加数字和模拟输入/输出信号以获取更多功能如: z 运行信号输入; z 报警信号输出;
z 4—20mA或0—5VDC输入进行冷冻水重置和负荷限定; z 水泵和冷却塔风扇控制;
z 模拟输出以调节风扇速率或冷却塔旁通。
3. 可借助于所选择的标准协议,实现与所有 BAS 系统通讯。
楼宇管理系统
所有MicroTech II机组控制器和系统控制器具有通讯能力,提供完善的监视、控制和实现与工业标准协议LonMARKTM或BACnetTM的双向数据交换。
通过一个简单、低费用的友好界面,可以远距离控制WSC/WDC冷水机组的多个控制点:
运行参数
冷冻水进/出水温度 制冷剂温度和压力 电机电流满负荷百分比 运行时间和启动次数 冷冻水及负荷限定设定 最近25次停机原因和状态
安全保护/停机情况
制冷剂压力过高或过低 油压差
电机工作情况(通过内置传感器) 系统水泵故障 排气压力过高 启动故障
冷却水泵控制继电器
当冷水机组停止运行时,也必须使冷凝器冷却水流停止。无热负荷时冷却水持续流动,将使冷却水过冷,引起不必要的机组制冷剂压力下降。在节能呼声日益高涨的今天,当机组停机时停止冷却水流不免是一个实际的、便宜的节能措施。
电机保护板(Guardister )
电机保护板可通过设置在电机内的温度传感器来监视电机绕组温度。如果电机温度上升至危险线,面板将发送信号至压缩机控制器,并使压缩机停止运行。
报警电路
每台机组控制器上都有接线柱,为报警输出回路提供24伏交流电。一个25VA继电器线圈可接至这些接线柱上。在任何机组或系统的安全保护控制动作时,此线圈将会断电,但报警终端装置不包括在此范围内。
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噪音
噪音等级:麦克维尔离心式 冷水机组是最安静的机组之一
麦克维尔离心式冷水机组是市面上噪音最低的机组之一。我们能够作出这样的承诺是因为我们很容易做到这一点。满负荷——安静,部分负荷——更安静。
麦克维尔满负荷运行时,噪音达到最大值,当机组卸载时,噪音也随之下降。市面上其它机组则恰恰相反,部分负荷时噪音更高。请注意比较时应当比较相同负荷下的噪音。
制冷量减少量,可移动式散流器往内侧运动,以保持制冷剂速率,并能允许冷量降到10%。
排气管降噪垫
对于那些对噪音限制较严格的工程,我们提供有备选的吸声材料制成的降噪垫,可包扎在排气管上。一般可降噪2~4dBA。
压缩机排气侧冷媒喷液
虽然这听起来很复杂,但是实际上也很简单。所有离心式压缩机内的大部分噪音都是排气管里的高速气体流动所造成的。
麦克维尔冷媒喷射系统通过一径向排列口把制冷剂液体喷至排气侧。此雾状制冷剂会吸收声能,并且其闪发蒸汽体能冷却压缩机排气。另外,从压缩机排气中移去一部分过热量,还能增加冷凝器效率。
ARI标准575噪音级别
你所在地区的麦克维尔办事外备有符合ARI575标准的单
可换排气散流器
另外一个减少部分负荷噪音和增加运行稳定性的独特特点是可换排气散流滑块。制冷量减少时制冷剂流量也减小。左图显示普通机组压缩机在满负荷时,大量的气体以相当大的速率没同一方向被排出,如箭头所示。
中间图显示一个在低冷量下运行的压缩机排气。注意此时排气速率方向不一样,并有倒流回叶轮的趋势。这是因为排气区气体速率低,而冷凝器压力很高,导致压缩机不稳定喘振运行,并产生噪音和振动。
右边图显示独特的麦克维尔可移动式排气散流滑块。当
独机组噪音数据。由于涉及到大量的不同的部件组合及不同的应用场合,此编目未印出噪音数据。
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