开式循环制冷系统
数据中心(IDC机房)暖通设备-冷水机组介绍
数据中心(IDC机房)暖通设备-冷水机组介绍随着互联网行业的高速发展，数据中心的规模和能耗也在迅速增加。
为了解决这一问题，越来越多的数据中心开始采用冷冻水系统作为制冷系统，其中核心设备之一就是冷水机组。
冷水机组的主要作用是为数据中心提供低温冷冻水。
根据结构和工作原理的不同，冷水机组可以分为活塞式、螺杆式和离心式等几种形式。
其中，离心式冷水机组是中大型数据中心中常用的一种，由冷凝器、蒸发器、电动机、膨胀阀、齿轮、叶轮和预旋转导叶等组成。
冷水机组的制冷原理是利用壳管蒸发器使水与冷媒进行热交换，冷媒系统在蒸发器内吸收高温冷冻水中的热量，使水降温产生低温冷冻水后，通过压缩机的作用将热量带至壳管式冷凝器，由冷媒与低温冷却水进行热交换，使冷却水吸收热量后通过水管将热量带出到外部的冷却塔散热。
离心式压缩的原理是电动机带动压缩机主轴叶轮转动，在离心力作用下，气体被甩到工作轮后面的扩压器中去。
气体因离心作用增加了压力，还可以很大的速度离开工作轮，气体经扩压器逐渐降低了速度，动能转变为静压能，进一步增加了压力。
最后，需要注意的是冷水机组的油路冷却循环，其中开式电机和闭式电机的油路冷却方式也有所不同。
闭式电机采用低温制冷剂进行分流至电机冷却和油冷却系统。
制冷剂通过限流孔流进电机，电机冷却管路的支路上还设有一只限流孔和一只电磁阀。
当电机需要冷却时，电磁阀会开启，制冷剂流经限流孔，喷淋整个电机，并集中到电机室的底部排放回到蒸发器。
另一路制冷剂则流经油冷却系统，量由热力膨胀阀调节，通过限流孔始终保持一个最小流量。
膨胀阀上的温包感应冷却后流进压缩机到轴承的油温，由膨胀阀调节进油/制冷剂板式油冷却器的制冷量，制冷剂气化离开油冷却器后返回到蒸发器。
开式电机只存在油冷却系统的循环。
备用油槽在主机启动之前、运行期间和逐渐停转阶段，由变频驱动式油泵压入各轴承、齿轮和旋转面。
在压缩机顶部有一个重力供油式贮油槽，当电源发生故障机器逐渐停转时，由它提供润滑。
空调水系统开式和闭式系统的区别
空调水系统开式和闭式系统的区别在规范中是要求空调系统应采用闭式系统的，但讨论中只是说开式会有误导，因为关于开式，闭式系统分类很多的书都说的不是很准确。
有很多人将膨胀水箱认为是开式系统。
而我们一般遇到的都是闭式系统，一是膨胀水箱定压，一是水泵定压。
我们在系统最高点设的膨胀水箱其实应该叫开式膨胀水箱，虽然它是封闭的，但是它不呈压，在选循环水泵时仅为管路、设备的阻力。
其实就算把水箱的顶揭了，把它看成是开式系统，因为水箱在最高点，它与最高的盘管间的高度是负的，所以不用加。
关于开式，闭式系统，很多书说的都是不对的，开式不仅仅是说管路通大气，应该是在循环管路中有一个开式水箱，才叫开式系统，比如有一个蓄冷的水箱，循环水泵从蓄冷的水箱抽水，系统回水回到水箱中。
在系统最高点加的膨胀水箱，是闭式系统，其实就算是没有水箱顶，于大气相通，它一样应该算是闭式系统。
选循环水泵按闭式系统选择，就像superflanker问的“用冷却塔的冷却水循环系统也是开式系统，水泵的扬程是建筑高度＋沿程损失？？？”一样。
它的水泵是不加建筑高度的。
在<简明空调设计手册>中，339页，说闭式系统不与大气接触，仅在最高点设膨胀水箱。
这句话我认为就是错的。
1是闭式系统可以不设膨胀水箱，2是如前述，我认为在系统最高点加的膨胀水箱，就算是没有水箱顶，于大气相通，它一样应该算是闭式系统。
就像2003暖通工程设计技术措施中的概念一样，应该叫做开式膨胀水箱定压的闭式循环系统。
关键在于闭式循环系统的循环二字，我认为开式还是闭式应该是指的循环管路系统，是指从水泵的出口到水泵的入口这个循环是否是闭合的，还是中间有水箱与大气相通。
冷冻水系统一般都是闭式系统，系统中的开式膨胀水箱只是作定压用，其接在冷冻水泵的进水管处相当于给冷冻水泵作用了相应的静水压力，所以冷冻水泵的扬程仅为管路、设备的阻力。
开式系统要加上静水压力空调闭式水系统的扬程计算公式空调闭式水系统的扬程计算公式为：H=1.2∑△h，其中1.2为附加安全系数。
图解开启式螺杆制冷压缩机
图解开启式螺杆制冷压缩机单级螺杆式制冷压缩机组：螺杆式制冷压缩机组主要部件：压缩机、油分离器、油冷却器、油泵、油压调节阀、吸⽓过滤器、油过滤器、吸排⽓截⽌⽌回阀、经济器（带经济器机组）、补⽓过滤器（带经济器机组）、电控、电机和联轴器等。
螺杆式压缩机：单级螺杆压缩机结构：螺杆压缩机部件组成：机体，转⼦，主轴承，轴封，平衡活塞，能量调节装置。
机体：组成：螺杆机机体分为三段，分别是吸⽓端座、汽缸体和排⽓端座。
结构：吸⽓端座，端⾯上开有吸⽓孔⼝，低温低压的制冷剂⽓体由此进⼊。
两个轴承孔承担转⼦重⼒，下部孔腔为滑阀导管移动通道。
油缸体内安装油活塞，油活塞在其内移动为能量调节提供动⼒。
汽缸体：端⾯有呈∞形的转⼦⼯作腔，与两个转⼦的端⾯贴合形成端⾯密封。
下部为滑阀移动腔。
外壁上铸有加强筋板，壁内铸有油⽓通道。
排⽓端座：排⽓端座也设有⽀撑阴阳转⼦的轴承孔，下部铸有排⽓腔，在靠近汽缸体的端⾯上开有排⽓孔⼝，与排⽓腔相同。
转⼦：结构：转⼦是⼀对平⾏放置的并相互啮合的螺杆，螺杆上具有特殊的螺旋齿型，其中具有凸齿型的称为阳转⼦，具有凹齿型的叫阴转⼦。
线特点--双边⾮对称全圆弧包络型线：转⼦直径相近，承载能⼒⾼。
双边：型线在转⼦节圆内外。
齿间⾯积⼤，⾯积利⽤系数⾼，容积效率⾼。
⾮对称：齿顶中⼼线两边。
泄漏三⾓形⼩，是对称型线的1/10。
全圆弧：没有点、直线、摆线，全部采⽤圆弧、椭圆、抛物线。
实现带密封，利于形成润滑油⾯，减少齿⾯磨损。
转⼦采⽤⾼强度球墨铸铁，疲劳强度⾼，耐磨减振,综合性能好。
转⼦加⼯采⽤磨削加⼯，相⽐铣削加⼯具有没有样板误差、没有⼑具误差、没有⼑具磨损、准确⽆误实现理论型线等优点。
转⼦平衡试验：⼯作原理：压缩机内的⼀对相互啮合，按⼀定传动⽐旋转的阴、阳转⼦，产⽣周期性的V型齿间容积变化，完成制冷剂⽓体的吸⼊、压缩和排出。
⼯作过程：（下附动图）滑动轴承：滑动轴承⼜称为流体动⼒轴承，是指轴被油膜⽀撑起来，不存在机械磨损部件，只要轴承被充以适当粘度和品质的润滑油，⼯作在适当的压⼒和温度下，⽆所谓轴承寿命。
布雷顿开式循环
布雷顿开式循环
布雷顿开式循环是一种气体循环系统，用于制冷和空调。
该循环系统是在1940年代由美国海军的一组科学家开发的，原本是为了解
决航空器在高海拔环境下的故障问题。
布雷顿开式循环在空调和制冷领域得到了广泛应用，可以用于各种场合，包括住宅、商业和工业场所。
该循环系统的基本原理是将制冷剂从低压到高压的状态下循环，从而实现制冷的目的。
制冷剂在低压状态下吸收热量，然后在高压状态下释放热量。
该循环系统由四个主要组件组成，包括蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀。
蒸发器是循环系统中的第一个组件，通常安装在制冷设备的内部。
在蒸发器中，制冷剂从液态转为气态，并从空气中吸收热量。
压缩机是循环系统的第二个组件，它将气态制冷剂压缩成高压气体，使其温度升高。
接下来，制冷剂通过冷凝器，将热量释放到周围的环境中。
最后，制冷剂通过节流阀，压力下降并通过蒸发器再次循环。
通过这种循环方式，制冷剂可以持续地吸收和释放热量，从而实现制冷的目的。
布雷顿开式循环系统具有许多优点，包括高效、可靠、节能和环保等。
然而，由于其制冷剂对大气层的破坏性，该循环系统已逐渐被CFC和HFC制冷剂所取代。
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开式冷却塔和闭式冷却塔选型计算
开式冷却塔和闭式冷却塔选型计算一、引言在工业生产过程中，许多设备需要进行降温以保证其正常运行。
冷却塔作为一种常见的降温设备，广泛应用于工业、化工、电力等领域。
然而，在选择冷却塔时，工程师们往往会遇到开式冷却塔和闭式冷却塔这两种选择。
本文将深入讨论这两种冷却塔的选型计算以及它们各自的优缺点。
二、开式冷却塔的选型计算1. 开式冷却塔的工作原理开式冷却塔通过自然对流或者辅助风扇的辅助下，将热水蒸发散热到空气中，从而使水温得到降低。
在进行开式冷却塔的选型计算时，需要考虑到环境温度、进出水温度差、冷却水流量等因素。
2. 开式冷却塔的选型计算方法（1）计算环境温度和相对湿度需要对工作环境的温度和湿度进行调查和分析，以便确定冷却塔的工作条件。
（2）确定进出水温度差根据冷却要求，确定冷却水的进水温度和出水温度，计算温度差。
（3）计算冷却水流量根据冷却负荷和冷却水的出水温度，计算冷却水的流量。
（4）确定风机功率根据选型的冷却塔类型和规格，确定需要的风机功率。
（5）确认选型结果经过以上计算步骤，可以得出最终的选型结果，包括冷却塔的型号、风机功率、冷却水流量等参数。
三、闭式冷却塔的选型计算1. 闭式冷却塔的工作原理闭式冷却塔通过在热交换器中循环往复地将空气和冷却水进行对流而冷却水温。
在进行闭式冷却塔的选型计算时，需要考虑到冷却水温差、冷却水流量、制冷剂的选择等因素。
2. 闭式冷却塔的选型计算方法（1）确定冷却水温差根据冷却要求，确定冷却水的进水温度和出水温度，计算温度差。
（2）计算冷却水流量根据冷却负荷和冷却水的出水温度，计算闭式冷却塔所需的冷却水流量。
（3）选择制冷剂根据工艺要求和制冷系统的特点，确定使用的冷却剂种类。
（4）确认选型结果经过以上计算步骤，得出闭式冷却塔的最终选型结果：- 冷却塔的型号- 冷却水流量- 制冷剂种类四、开式冷却塔和闭式冷却塔的对比1. 优缺点对比（1）开式冷却塔的优缺点优点：结构简单，维护方便，处理大量的冷却水；对环境要求不高。
制冷系统课件
4、单级压缩蒸气制冷循环
蒸发器：它的作用是使经节流机构后的制 冷剂液体蒸发成蒸气，以吸收被冷却物体 的热量。蒸发器是对外输出冷量的设备。
普通家用空调器蒸发器里的制冷剂（R22） 的蒸发压力在5.5-6.5bar左右。
二、系统匹配
选压缩机 选冷凝器 选蒸发器 估算制冷剂充注量 匹配制冷系统 不合格项目的整改
n 气体膨胀制冷：高压气体经绝热膨胀后可达 到较低的温度，令低压气体复热即可制冷。
n 气体涡流制冷：高压气体经过涡流管膨胀后 即可分离为热、冷两股气流，利用冷气流的 复热过程即可制冷。
n 热电制冷：令直流电通过半导体热电堆，即 可在一端产生冷效应，在另一端产生热效应。
4、单级压缩蒸气制冷循环
蒸气压缩式制冷机是目前应用最广泛 的一种制冷机，有单级、多级和复叠式之分。
大（或减少）的比例，估算出大概的制冷剂充注量。 比如说：参考机型充注量为1000g，内机不变，室
外机冷凝器由单排变为1.5排：侧估算充注量为： 1000*0.6*1.5+1000*0.4=1300(g)
一般来说，估算的充注量要比最后的要稍多。这个 只能靠经验掌握。估算的只能提供一个大概。
5、匹配制冷系统
4、单级压缩蒸气制冷循环
节流机构：普通空调常用的是毛细管，高档的 空调器用电子膨胀阀。制冷剂经过节流机构时， 压力由冷凝压力降到蒸发压力，一部份制冷剂 会在节流的过程中闪发成为气体。
节流过程中制冷剂的焓值不变。
普通的家用空调器节流结束时大约有20%的制 冷剂会闪发成气体。制冷剂没有蒸发就闪发成 气体降低了空调器的性能。
5、匹配制冷系统
3）蒸发器中部温度目标值：8-12℃左右，过 热度目标值在0-1 ℃左右
蒸发器中部温度值高于目标值则加长毛细管。
循环制冷机操作规程
循环制冷机操作规程
《循环制冷机操作规程》
一、前言
循环制冷机是一种常见的制冷设备，它通过循环往复的工作原理将热量从制冷物体中吸收并释放到外界。
为了保证循环制冷机的安全可靠运行，制定了操作规程，以规范操作流程和注意事项。
二、操作流程
1. 开启电源
首先，确保循环制冷机的电源线连接正确并接通电源，确认设备处于待机状态。
2. 设置参数
根据制冷需求和工作环境，设置循环制冷机的工作参数，包括温度、压力等参数。
3. 启动机器
按照设备操作手册上的步骤，启动循环制冷机，观察其运行状态。
4. 操作设备
在设备运行过程中，严格按照操作手册的要求进行操作，如监测工作参数、调整工作状态等。
5. 关闭机器
当不需要使用循环制冷机时，按照操作手册的要求，依次关闭机器，并将设备处于待机或关闭状态。
三、注意事项
1. 操作人员应经过相应的培训和考核，才能独立操作循环制冷机。
2. 在操作过程中，应随时关注设备的运行状态，特别是监控工作参数是否稳定。
3. 在操作循环制冷机时，不得超出设备规定的工作参数范围，以免造成设备故障或安全事故。
4. 定期对循环制冷机进行维护和保养，确保设备的正常运行。
四、结语
循环制冷机是一种重要的制冷设备，它在各种工业领域都有广泛的应用。
严格遵守操作规程，保证设备的正常运行，不仅可以提高工作效率，也可以保障操作人员的安全。
制冷循环原理
制冷循环原理
制冷循环原理是通过一系列的过程来实现冷却效果的。
这个循环过程主要涉及到四个基本组件，即压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。
首先，制冷循环开始于压缩机。
压缩机的作用是将低压低温的制冷剂气体抽入并压缩，使其变为高压高温的气体。
通过使用电力或者机械力，压缩机会进行压缩工作。
接下来，高温高压的制冷剂气体会被送入冷凝器。
冷凝器是一个换热器，它通过散热的方式将制冷剂气体中的热量释放出去。
在这个过程中，制冷剂气体会被冷却并转变为高压液体。
冷凝器通常通过外界的冷凝介质（如空气或水）来实现热量的散发。
然后，高压液体制冷剂会通过膨胀阀进入蒸发器。
膨胀阀的作用是将高压液体制冷剂迅速放松，使其在压力下降的同时，温度也随之降低。
在蒸发器中，制冷剂会吸收外界的热量来进行蒸发，从而形成低温低压的蒸汽。
最后，低温低压的制冷剂蒸汽会返回压缩机，开始下一循环。
此时，制冷剂蒸汽再次经过压缩，形成高压气体，以便再次进入冷凝器。
通过不断地循环，制冷循环可以提供持续的冷却效果。
这种原理常被应用于家用空调、冰箱等制冷设备中，以提供舒适的室内环境和保鲜食品的需要。
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第9章开式循环制冷系统
Copy Right By:
Thomas T.S. Wan
( )
Sept. 3, 2009
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开式循环(Open
Cycle)制冷系统是指没有传统蒸发器的系统。
制冷系统的吸气可能是来自一个储罐或一段管道，制冷系统将气体液化后输送到其它设备或者送到储罐里。
系统中的制冷剂流体是开式的
，没有形成封闭的制冷循环。
氨或LPG（液化丙烷气）的贮存系统就是一个典型的开式循环制冷系统。
氨的贮存(Ammonia Storage)：
贮存氨液时需要用到制冷系统，原因如下：
（1）当氨液从化肥厂流出时，氨液的压力和温度相对比较高。
通常，氨储罐的工作压力设立得比大气压力稍微高一点。
因此，需要将来自管道的氨液压力和温度减小后才能将氨液贮存到氨储罐中。
（2）氨储罐获得外部热量后，使罐内氨液沸腾；为避免在罐内形成一定压力，必须再次冷凝因沸腾产生的气体；冷凝后的氨液回到储罐。
（3）冷凝来自加载系统的闪发式气体；
（4）再次冷凝液氨节流到储罐里产生的闪发气体。
见图9-
1示例。
来自管道的氨液温度为98.6℉，压力为242.22Psia；压缩机的吸气来源有：沸腾产生的气体、储罐中的闪发气体以及来自加载系统的闪发气体。
图9-
2所示的制冷系统可用来处理来自管道的氨液，以及冷凝来自储罐与加载系统的闪发气体。
这个制冷系统是一个双级系统，高低压级压缩机均是7级离心压缩机。
这个双级系统的中间温度是27℉。
图9-3所示为该双级系统的压-焓图。
来自管道的氨液第一次节流到126.5Psia，接着降到59 Psia，然后再降到44.12
Psia。
低压级压缩机的吸气来自沸腾产生的气体和闪发气体。
低压级压缩机的旁路负荷是来自16℉中间冷却器的闪发气体，并连接至压缩机第6级叶轮入口；高压级压缩机的旁路负荷连接至压缩机第5级叶轮入口。
从低压级中冷器流出16℉/44.12 Psia的液体经过一个节流阀后回到储罐。
在这个例子中，制冷系统里提供的是44.12
Psia压力下的饱和液体。
如果供液管路存在垂直梯度，应改为系统提供过冷液体而非饱和液体。
如果螺杆压缩机能力更适应于氨的流速，则可以考虑用螺杆压缩机代替离心压缩机。
LPG的贮存(Storage):
LPG（液化丙烷气）的贮存是开式制冷循环的另一个典型应用。
绝大多数情况下，生产液化丙烷(Propane)的同时也产生丁烷(Butane)和戊烷(Pentane)。
因此，图9-
4所示的LPG贮存制冷系统包含了丁烷和戊烷的贮存。
所有储罐都是按照工作压力约为大气压力来设计的，制冷系统通过将沸腾产生的气体液化来降低储罐内部的压力，同时将冷凝液体输送回储罐。
图9-
4所示为丙烷气液化的制冷系统，也可用丙烷(Propane)作为制冷剂来液化戊烷和丁烷因沸腾产生的气体。
图9-5是该系统的压-焓图。
考虑到环境温度升高使冷却水供水产生问题，液化丙烷气末端设备因此停机，该系统采用了空冷冷凝器。
采用8级离心压缩机是为了实现不同蒸发温度下丁烷和戊烷的液化。
该制冷系统的说明如下：
冷凝温度为135℉。
压缩机主吸气是来自-40℉/14.7Psia丙烷储罐的气体。
以丙烷为制冷剂的两个蒸发器。
其中一个冷凝戊烷，其蒸发温度是110℉。
来自该蒸发器的吸气被连接到压缩机第8级叶轮入口。
另一个冷凝丁烷，其蒸发温度是0℉。
来自该蒸发器的吸气被连接到压缩机第3级叶轮入口。
该压缩机使用了三个闪发式中冷器：（1）83℉/149.89
Psia的闪发气体进入到第7级叶轮；（2）37℉/74.73
Psia的闪发气体进入到第5级叶轮；（3）0℉/38.3 Psia的闪发气体进入到压缩机的第3级叶轮。
采用双级闪发式中冷器，在37℉和83℉中间冷却。
旁路负荷的两股气体流从0℉/38.3
Psia进入到压缩机第3级叶轮入口；其中一股气体来自闪发式中冷器，另一股气体来自冷凝丁烷的蒸发器。
该案例采用的是多级离心压缩机。
在制冷系统设计时，也可采用螺杆压缩机。