新型高速变频离心式冷水机组的研制及性能分析
试析离心式冷水机组变频调速的节能效果
试析离心式冷水机组变频调速的节能效果一、前言离心式冷水机组运用于中央空调系统中具有明显的优势，在功能上，离心式冷水机组的单机制冷量大；在体积方面，离心式冷水机组结构紧凑，不仅重量轻，而且占地面积较小；在运行方面，离心式冷水机组运行平稳，工作可靠，且其运行产生的振动幅度小，噪音小。
但是，由于我国部分地区的中央空调负荷会随着季节的温度变化、昼夜温度的变化而变化，而当前的离心式冷水机组运行调节对机组的节能效果不明显，常常导致中央空调常年运行的费用居高不下的情况。
本文通过选用型号为YKCECEQ75COF的约克离心机进行变频节能效果分析，以得出离心式冷水机组变频调速后节能效果的结论。
二、离心式冷水机组变频调速装置运行原理离心式冷水机组变频调速装置也可被称为VSD，其主要运用独特的控制逻辑，通过将导流叶片开关度和电机转速进行同步调节，最终实现变频调速的目的。
导流叶片能够让叶轮进口的制冷剂的绝对速度有预旋，因此可以调节能量头，并且能通过让流量改变以实现调节制冷量的作用[1]。
在对导流叶片进行调节后，能够使压缩机可以在最大压头下的任何一个点上运行。
若离心式冷水机组负荷降低，则导流叶片就会关闭，进而使离心式冷水机组的负载减轻。
通过进口导叶调节，能够让喘振点在极小的制冷量情况下才得以发生。
当室外温度和中央空调负荷降低时，可以运用变速控制使压缩机转速降低，一方面能够使离心式冷水机组在部分负荷中平稳、有效的运行，另一方面能够极大的降低离心式冷水机组的功耗，实现变频调速节能效果。
三、离心式冷水机组变频调速节能原理分析对于大型建筑而言，离心式冷水机组运用于中央空调系统中具有明显的优势，是空调冷源的首选产品，其工作点主要受到离心式制冷机的特性以及换热器的特性的共同影响。
在离心式制冷机和特定的换热器匹配后，离心式制冷机的自身特性会对实际制冷量产生影响，同时，冷凝器和蒸发器的运转也会对制冷量产生影响[2]。
（一）部分负荷状态下运行的节能离心式冷水机组几乎有九成的运行时间都在部分负荷工况状态下运行的。
详解离心式冷水机组
详解离心式冷水机组制冷原理：热力学第一定律：自然界一切物质都具有能量，它能够从一种形式转换为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转换和传递过程中能量的数量不变。
热力学第二定律：热量能自发地从高温物体传向低温物体，而不能自发地从低温物体传向高温物体。
要使热量从低温物体向高温物体传递，必须借助外功，即消耗一定的热能或机械能。
制冷：消耗一定的能量（机械能或热能）作为补偿，将热量从低温物体（被冷却介质）传向高温物体（环境介质）的过程。
工质：在热力装置及制冷装置中，不断循环流动以实现能量转换的物质。
潜热：用来使状态发生变化的热量增加或移走，温度不发生变化。
显热：用来使温度发生变化的热量增加或移走状态不发生变化。
饱和温度：在一个给定的压力下的制冷剂的温度，此时液体和气体共存。
对于一种制冷剂，压力和温度存在一个固定的对应关系。
当制冷剂蒸发或冷凝时的温度。
过热度：在一个给定压力下，气体的实际温度与在该压力下的饱和温度的温差。
过冷度：在一个给定压力下，液体的实际温度与在该压力下的饱和温度的温差。
排气过热度：在一个给定压力下，实际的排气温度与饱和冷凝温度的温差。
排气过热度是吸气过热度与从压缩机的能量增加的显热的和。
单级蒸气压缩式制冷循环工作原理：基本组成部件：压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器。
基本空调循环：（HFC134a）提升力：压缩机提升制冷剂气体从蒸发压力到冷凝压力的能力，提升力（或参照相应的压头）能用温度来测定。
单级蒸气压缩式制冷循环工作原理：传热温差——在一个给定的换热器中，壳体中液体的温度与管中出口液体温度之间的差值A.蒸发器传热温差蒸发器壳体中的制冷剂与管中流体出口温度的差值正常 3º-5º故障 8º-10º1.制冷剂充注量过少2.蒸发管有脏物3.制冷剂中混有油4.隔板密封垫安装不当或断裂引起流体旁通5.隔板断裂或腐蚀引起流体旁通B.冷凝器传热温差冷凝器制冷剂与冷凝器出水温度的差值正常 3º-5º故障 8º-10º1.蒸发管有脏物2.冷凝器水流量不足3.隔板密封垫安装不当或断裂引起冷却水旁通4.隔板断裂或腐蚀引冷却水起流体旁通压缩机型式：离心式冷水机组：本文以麦克维尔为例。
CVHEG离心式水冷冷水机组
先进的自适应控制
自适应CH530控制器
X
动作点
温度
特灵自适应控制
时间
UCP2多语言显 示面板
• UCP2 控制器提供超过120G个 诊断信息及 控制点、标准报告 组和用户定制报告
闭式结构，液态制冷剂冷却
定子
电机
压缩机
转子
液体制冷剂
排出口
冷凝器
压缩机
电机接 线柜
水室
压缩机与电机直接驱动
采用直传封闭式结构
电机
(1) 低制冷剂泄漏 (2) 无增速齿轮等传动装 置 降低故障率和能量损失 (3) 电机采用制冷剂冷却， 提高可靠性 (4)采用5级航空轴承
叶轮
TRANE CVHG 机组可靠率大于99.5%
直接驱动、低转速
电机
轴承
三级压缩叶轮
叶轮转速为2950转低速运转 降低了 运行噪声和振动 压机只有一个运动部件
G2-265,415/50/3 H2-267,415/50/3 J-268,415/50/3 K2-270,415/50/3 L2-271,415/50/3 M2-272,415/50/3 N2-273,415/50/3 P2-274,415/50/3 Q2-275,415/50/3 R2-277,415/50/3 S2-278,415/50/3 T2-280,415/50/3 U2-282,415/50/3 V2-283,415/50/3 W2-285,415/50/3
C1=670-433-288 380/50/3 C2=670-433-288 415/50/3 D1=670-489-288 380/50/3 D2=670-489-288 415/50/3
简析高能效离心式冷水机组设计
简析高能效离心式冷水机组设计摘要：制冷空调已经日益成为普及性应用的产品。
据初步估计，目前有超过15%的世界生产的电能用于制冷空调设备。
在我国，国民经济高速发展已经使我国成为了世界排名第二的能耗大国。
制冷空调产品更是消耗了约20%的电能。
冷水机组作为最主要的空调产品，其能耗占空调系统总能耗的60%-70%，其效率的提高对实现节能降耗尤为重要，基于此，本文就高能效离心式冷水机组的设计要点进行简要分析探讨。
关键词：高能效；离心式；冷水机组设计1.离心式冷水机组原理及特点离心式冷水机组是利用电作为动力源，氟利昂制冷剂在蒸发器内蒸发吸收载冷剂水的热量进行制冷，蒸发吸热后的氟利昂湿蒸汽被压缩机压缩成高温高压气体，经水冷冷凝器冷凝后变成液体，经膨胀阀节流进入蒸发器再循环。
从而制取7℃-12℃冷冻水供空调末端空气调节。
离心式冷水机组的特点如下：①采用两组后倾式全封闭铝合金叶轮的制冷压缩机。
②半封闭电机：以液态冷媒冷却，恒温高效。
③运动部件少，故障率低，可靠性高。
④性能系数值高，一般在6.1以上。
15%-100%负荷运行可实现无级调节，节能效果更加明显。
2.离心式冷水机组的应用现状离心式冷水机组是大、中型空调工程中应用得最多的机型，尤其是单机制冷量在1000 kW以上时，设计时宜选用离心式机组。
离心式冷水机组单机容量大、COP值高、重量轻、占地面积小。
由于制冷剂中不混有润滑油，蒸发器和冷凝器中不存在油膜影响，传热性能好，能量调节方便，大多是离心式冷水机组可以在15%-100%的范围内能较经济地实现无级调节，部分采用多级压缩的离心式冷水机组还可以改善低负荷时的喘振现象。
但离心式冷水机组对材料强度、加工精度和制造质量要求严格。
当运行工况偏离设计工况时效率下降较快，而且单级压缩机在低负荷下容易发生喘振，产生能耗问题，这对于我国当前节能能源且走可持续发展道路是相悖的，所以本文分析了一种高能效离心式冷水机组。
3.高能效离心式冷水机组设计分析在空调领域，由于压力增高较少，一般都是采用单级压缩，随着高效离心机组的推广，两级压缩离心机在大型中央空调领域的应用越来越广泛。
离心式冷水机组的结构及原理
离心式冷水机组系统介绍目前用于中央空调的离心式冷水机组主要由离心制冷压缩机、主电动机、蒸发器（满液式卧式壳管式）、冷凝器（水冷式满液式卧式壳管式）、节流装置、压缩机入口能量调节机构、抽气回收装置、润滑油系统、安全保护装置、主电动机喷液蒸发冷却系统、油回收装置及微电脑控制系统等组成，并共用底座。
其外形和系1．离心式冷水机组特点离心式冷水机组属大冷量的冷水机组，它有以下主要优点：（1）压缩机输气量大，单机制冷量大，结构紧凑，重量轻，单位制冷量重量小，相同制冷量下比活塞式机组轻80％以上，占地面积小；（2）性能系数高；（3）叶轮作旋转运动，运转平稳，振动小，噪声较低；（4）调节方便，在较大的冷量范围内能较经济地实现无级调节；（5）无气阀、填料、活塞环等易损件，工作比较可靠。
离心式冷水机组的缺点主要是：（1）由于转速高，对材料强度、加工精度和制造质量要求严格；（2）单级压缩机在低负荷时易发生喘振；（3）当运行工况偏离设计工况时，效率下降较快；（4）制冷量随蒸发温度降低而减少的幅度比活塞式快，制冷量随转数降低而急剧下降。
2．离心式冷水机组的组成构成离心式冷水机组的部件中，区别于活塞式、螺杆式冷水机组的主要部件是离心压缩机，此外，其他主要辅助设备比如换热设备、润滑油系统、抽气回收装置等均有自己特点，在这进行简单介绍。
1）压缩机空调用离心式冷水机组，通常都采用单级压缩，除非单机制冷量特别大(例如4500kW以上)，或者刻意追求压缩机的效率，才采用2级或3级压缩。
单级离心制冷压缩机由进口调节装置、叶轮、扩压器、蜗室组成；多级离心制冷压缩机除了末级外，在每级的扩压器后面还有弯道和回流界，以引导气流进入下一级。
由于离心式冷水机组在实际使用中的一些特殊要求，使得离心式制冷压缩机在结构上有其一些特点：①离心式冷水机组采用的制冷剂的分子量都很大，音速低，在压缩机流道中的马赫数M比较高(特别是在叶轮进口的相对速度马赫数和叶轮出口的绝对速度马赫数一般都达到亚音速甚至跨音速)，这就要求在叶轮构型时特别注意气流组织，避免或减少气流在叶轮流遭中产生激波损失，同时适应制冷剂气体的容积流量在叶轮内变化很大的特点。
针对高转速离心式制冷压缩机的研究
针对高转速离心式制冷压缩机的研究摘要：制冷技术在当今社会的各个领域中都发挥着重要的作用，如食品冷藏、空调制冷等等，而制冷技术通常需要经过一定的制冷设备来实现，而高转速离心式制冷压缩机就是一种典型的现代化制冷设备。
它具有制冷速度快、占地面积小、工作效率高等诸多优点，在制冷领域占据着不可替代的位置。
因此本文对高转速离心式制冷压缩机的工作原理及曲线特性进行了简要的描述，主要针对其自动调节能力进行了详细的分析的探讨，希望为相关工作者提供有价值的参考。
关键词：高转速;离心式;制冷压缩机在制冷行业中，传统的制冷方式虽然能够达到一定的制冷效果，但是整体上来说对环境的污染较为严重，如氟利昂的排放等等，而新型的离心式制冷压缩机是一种通过气体的压缩和释放来实现制冷的速度型压缩机，可以有效的降低环境污染和能源损耗。
但是在压缩机的使用过程中要注意离心式制冷压缩机的自我调节能力，使其在工作中能够更好的应对开关机等突然状况，从而更好的完成相应的制冷工作。
1.离心式制冷压缩机的工作原理离心式压缩机的工作原理与鼓风机的工作原理十分的相似，从其构造上来对其工作原理进行解析：当离心式压缩机的工作叶轮开始转动以后，气体就会在叶轮上叶片的带动下而运动起来，这使得气体具有了一定的动能，气体的动能再转化为压力能从而实现制冷剂蒸汽的压缩。
工作叶轮和与它相配合的固定元件共同组成了——级，在压缩机处于工作状态时，工作叶轮会随着轴而高速运转，将轴与级十轮组成的结构称为转子，区别于转子的其它不动件称为固定元件，如气室、蜗壳等等。
在压缩机开始工作后，制冷剂蒸气在吸气室的作用下被均匀的引入到工作叶轮。
蒸汽经过的流通通道应做成渐缩的样子，以便当蒸汽通过其时，可以使气体形成加速，从而尽量降低气流流通这程中的能量损失。
制冷剂蒸汽进入工作叶轮后就会随着叶轮的转动也进行高速转动，叶轮槽中的蒸汽在较大离心力的作用下而产生扩压流动，使气体的速度和压力得到进一步的提升。
离心式制冷压缩机的特点、应用状况及趋势
离心式制冷压缩机的特点、应用状况及趋势一、离心式制冷压缩机的特点.离心式制冷压缩机作为一种速度型压缩机,具有以下优点:1.在相同冷量的情况下,特别在大容量时,与螺杆压缩机组相比,省去了庞大的油分装置,机组的重量及尺寸较小,占地面积小;2.离心式压缩机结构简单紧凑,运动件少,工作可靠,经久耐用,运行费用低;3.容易实现多级压缩和多种蒸发温度,容易实现中间冷却,使得耗功较低;4.离心机组中混入的润滑油极少,对换热器的传热效果影响较小,机组具有较高的效率.具有以下缺点:1.转子转速较高,为了保证叶轮一定的宽度,必须用于大中流量场合,不适合于小流量场合;2.单级压比低,为了得到较高压比须采用多级叶轮,一般还要用增速齿轮;3.喘振是离心式压缩机固有的缺点,机组须添加防喘振系统;4.同一台机组工况不能有大的变动,适用的范围较窄.二、离心式制冷压缩机的应用状况及趋势.目前国内离心式冷水机组的大部分市场主要由欧日美一些制冷企业所占据.比较有名的企业如特灵、开利、约克、麦克维尔、AXIMA(原苏尔寿)、荏原、三菱等依靠先进的技术及良好工艺主导离心冷水机组市场.国内企业主要为重庆通用,早期引进NREC的技术来开发离心式制冷机.随着社会的发展,用户需要的冷量越来越高,另外由于节能的要求使得离心机组具有越来越广的市场.一些国内空调厂家如海尔、澳克玛、格力及美的(与重庆通用合并)纷纷推出自己的离心式冷水机组.大冷与AXIMA合作开发出离心冷水机组及区域供暖的离心热泵机组.这些离心机组大部分采用环保工质R134a.随着能源的形式日趋紧张,节能降耗是产品发展的一大趋势.另外由于中国城镇化水平的不断提高,建筑能耗不断增加.具有最高性能系数的离心冷水机组无疑将成为市场的热点,近年来离心冷水机组的销量不断提高.国内大部分开发离心冷水机组的企业只是购买进口压缩机,基本上没什么利润.国外离心机厂家不会轻易出让自己的核心技术,要想研制离心式制冷压缩机,只有走自主开发的道路.随着设计及制造技术的不断成熟,使得国产离心式制冷压缩机的研制成为可能.三、开发研制离心式压缩机的难点、重点及对策.研制一台离心压缩机包括多方面的内容:气动热力计算、强度与振动计算、结构设计、各种材料的选择、加工制造工艺设计、自动控制与调节设计、以及驱动型式选择等.其中的难重点主要有以下几个方面:1.叶轮的设计转子作为离心压缩机的运动部件,其核心部分为叶轮.现在国内外各大离心机厂家均采用三元流方法进行叶轮设计.三元流方法要求设计人员具备数值模拟、计算流体动力学、流体机械内部流场理论等非常专业的知识.国内公司技术人员大部分不具备这些专业知识,要设计高效的三元叶轮,只有和高校科研机构合作.高校中离心式压缩机方面的专家主要有上海交大的谷传纲教授、西安交大的王尚锦教授.谷教授长期从事离心机方面的研究,先后主持完成6项国家自然科学基金项目,在离心机三元流设计,压缩机组试验、监测及控制,系统防喘振等方面均有深入的研究,他所主持完成的《多级离心压缩机气动设计技术与应用》项目获2022年国家科技进步二等奖.王教授领导的西安交大赛尔机泵科研组,以独具特色的“可控涡叶轮设计理论”，在石化等领域的机组改造中有出色的应用.2.叶轮的加工制作以三元流理论设计的叶轮叶片形状一般为空间曲面,叶片及叶轮的加工成型是制造的重点,也是难点.对于三元叶轮，常用的加工方法主要有两种：1)三体焊形式：也就是说轮盘、叶片、轮盖分别加工.这种加工方法对设备要求比较简单，轮盘、轮盖只需要车出外形就够了.叶片加工要麻烦一些，首先要利用三坐标机床铣出叶片模具，然后将下好料的叶片进行热处理，压型得到所需的叶片形状.最后将叶片焊接到轮盘上，再将轮盖焊好.这样的话需要的设备大概是三坐标铣床、热处理炉、油压机以及其他所需的一些常规设备，所需投资比较低,更适合开始做.2)整体铣制：也就是轮盘和叶片是在一起利用多坐标设备进行整体铣制而得到一个半开式叶轮.为避免干涉，目前国际上对这种叶轮的加工大都是利用五坐标加工中心进行.一台五坐标设备大概从几百万到上千万不止，成本非常高.以加工600mm叶轮为例,国内五轴床大概要350万人民币,进口五轴床大概要480万人民币.通过四坐标机床旋转工作台的倾斜实现三元叶轮的四坐标整体铣制，如果叶片稠度比较大,干涉问题在四坐标上就不可避免.四坐标的设备相对比较便宜，大概100多万人民币.3.转子的临界转速的计算临界转速是设计转子转速时要考虑的一个重要因素,转子转速要避开临界转速.临界转速的计算一般采用普洛尔法,市场上有专门计算临界转速的软件,也可以自己开发计算软件.4.防喘振系统的设计由离心式压缩机的工作机理可知,喘振是离心机所固有的性质,不可消除,但可通过有效途径加以避免.离心式制冷压缩机发生喘振的原因:流量过低及冷凝压力过高.喘振对机组的危害相当大,须认真设计防喘振系统.5.滑动轴承的设计离心式制冷压缩机一般采用增速齿轮,转子转速一般都在5000RPM以上,都采用滑动轴承,滑动轴承的设计也是研制离心机的一个重点.四、开发研制离心式压缩机的大致步骤:1.搜集、学习离心式压缩机及离心式冷水机组的相关标准.2.组织有关人员学习离心式压缩机的基本知识,达到用一元流理论设计压缩机的水平.3.组织有关人员到相关科研院所及专业生产厂家学习参观.4.与科研院所合作进行三元叶轮的设计.5.研制开发整机.6.样机试验改进.五、一点想法上世纪50年代，我国科学家吴仲华教授提出叶轮机械三元流理论，奠定了三元流设计的理论基础.国外一些大公司如NREC等据此理论开发出离心式叶轮机械的设计及加工软件.我国的科学家及科技工也进行了大量的卓有成效的研究,对离心式压缩机的设计及加工进行了深入的研究,并形成了一系列的研究成果,与国外相比,毫不逊色.建议国内的制冷企业高举民族工业的旗帜,研制出真正意义上的国产化离心式制冷压缩机精品.。
磁悬浮变频离心式冷水机组能效实测研究
胃磁悬浮变频离心式冷水机组能效实测研究’清华大学钱漾漾☆魏庆宂△邓杰文张辉摘要对国内不同城市磁悬浮冷水机组节能改造工程的实际运行效果进行了详细测试，实测数据表明，磁悬浮冷水机组在整个供冷季的平均运行能效高于相关国家标准规定的最高能效，远高于现有常规螺杆式或定速离心式冷水机组的供冷季实际运行能效。
但磁悬浮冷水机组在实际应用过程中，也存在着多台冷水机组负荷分配不均、未能充分发挥其部分负荷下的高效特点、输配系统水泵能耗偏高等问题，系统能效仍然存在很大的提升空间。
关键词磁悬浮离心式冷水机组运行实测能效节能改造0引言磁悬浮冷水机组压缩机采用磁悬浮轴承，利用磁力作用使转子处于悬浮状态，在运行时不会产生机械接触，不会产生运转摩擦损耗，从而无需润滑油系统，免除了润滑油系统的各种问题［1］。
同时，无润滑油运转使得离心式压缩机的叶轮可以实现更髙转速运行，通过减小叶轮直径、提髙转速使得离心式制冷机满足制冷量为0.2~1MW的供冷需求，大大扩充了离心式制冷机的应用范围。
作为一项新兴的髙效空调技术，磁悬浮冷水机组近年来引起了业内的广泛关注，同时其实际节能效果及经济性也存在一定的争议。
朱伟峰、杨谦、王黛娜等人实测了夏季部分负荷工况下磁悬浮冷水机组的运行效率，冷水机组实测单点性能系数分别为10,8和6.5刘拴强等人实测了磁悬浮冷水机组作为髙温冷水机组时的单点效率，在夏季满负荷工况下，当冷水供水温度为17.5°C时，冷水机组性能系数COP达到8.9。
香港某商场将普通离心机替换为磁悬浮离心机后，制冷站的全年总能耗下降了9.6%,冷水机组全年平均COP为6［6］。
上述研究多针对磁悬浮冷水机组的某一工况进行实测分析，对其在整个制冷季的运行效率缺少详细的实测与分析，同时，也缺乏对其适用性、可行性的客观评价。
综上所述，磁悬浮冷水机组在实际工程中的可应用性亟需更加综合、全面和客观的评价，并根据其特点制定合理的系统设计与运行调控策略，最大限度地发挥其性能优势，推动这一节能技术的健康发展。
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新型高速变频离心式冷水机组的研制及性能分析
发表时间：2019-08-05T16:09:18.733Z 来源：《基层建设》2019年第15期作者：陈锦虹[导读] 摘要：近年来，变频离心式冷水机组已越来越多地应用在我国的公共建筑节能项目中，且被越来越多的用户所关注。
江森自控日立万宝空调（广州）有限公司广东广州 510935摘要：近年来，变频离心式冷水机组已越来越多地应用在我国的公共建筑节能项目中，且被越来越多的用户所关注。
变频离心式冷水机组采用变频技术，能极大地提高机组的满负荷性能系数（COP）与综合部分负荷性能系数（IPLV）。
在当前市场上关于变频离心式冷水机组的应用技术有很多，主要有直流变频、磁悬浮变频、永磁同步变频等，这些变频技术都各有其特点。
本文将介绍一种新型高速变频离
心式冷水机组，其具有效率更高、性能更好特点，自投入市场以来已应用于多个大型项目且得到了用户的高度认可。
关键词：变频；离心式冷水机组；新型高速变频；离心机新型高速变频离心式冷水机组（简称“新型高速变频离心机”）与普通变频离心式冷水机组相比，最大的不同就是采用高速变频电机，单轴直驱双级叶轮，较常规齿轮增速压缩机，减少了齿轮传动而导致的机械损失，拥有更高的满负荷性能。
同时，采用全新的回转数控制逻辑，大大地提升了部分负荷性能。
此外，还采用了专门的供油装置系统和全自动油回收系统，极大地提高了机组运行的稳定性。
1 新型高速变频离心机结构
机组结构主要由高速变频压缩机、壳管式蒸发器、壳管式冷凝器、经济器、变频控制柜以及管路系统等部件组成。
机组结构示意图，见图1。
图1 机组结构示意图 2 新型高速变频离心机工作循环及其特点
机组工作循环主要采用二级压缩+经济器循环方式。
机组工作循环示意图，见图2。
图2 机组工作循环示意图机组运行时，在高速变频压缩机内经压缩升压的气体制冷剂在冷凝器内被冷却液化。
这些制冷剂液体在返回蒸发器的过程中一部分汽化，这部分汽化的制冷剂不参与蒸发器管程中的冷水制造，却需要消耗压缩机功率，降低了效率。
为实现高效率工作，高速变频压缩机采用离心式二级压缩技术。
与单级压缩比较，二级压缩可降低压缩机转速，提高轴承寿命。
其中二段压缩循环采用两枚叶轮，在冷凝器返回蒸发器的中间压力位置设置经济器，在节流减压时产生的一部分制冷剂气体被二级叶轮吸入，如此降低了一级叶轮的输气量，可减少压缩机所消耗功率，实现高效率化。
与传统的过滤网分离型经济器比较，机组采用的经济器为离心式气液分离型，其阻力小，分离效果更好，分离效率可达99%。
离心式气液分离型经济器在使用时，气液两相制冷剂经由进液管高速进入至经济器壳体内壁与套管外壁之间的环形腔体，利用旋流离心力更高效地分离出液相制冷剂。
由于在经济器壳体靠近进液管的上侧设有隔板，可以防止液相制冷剂飞溅到气液分离网上部并进入经济器出气管而造成机组湿压缩。
此外，在经济器壳体底部的出液管上侧设置有挡板，可以防止旋流离心力高速分离出来的液相制冷剂扰动经济器壳体底部的制冷剂液体，产生剧烈波动，从而可使机组稳定运行，避免造成机组湿压缩，提高了系统的效率，延长了机组的运行寿命。
3 新型高速变频压缩机研制
新型高速变频离心机的压缩机采用变频控制器+高速变频电机+单轴直驱双级叶轮的技术，创新性的通过变频技术使直驱压缩机电机最高转速达到13085rpm，变频范围由常规的25~50Hz扩大至频率最高可达221Hz，由高速变频电机直接驱动压缩机。
新型高速变频压缩机结构示意图，见图3。
图3 新型高速变频压缩机结构示意图
3.1三维高效双级叶轮设计
压缩机通过采用流动损失小的翼状三维构造的叶轮，在更宽广的领域内实现高效率。
叶轮的材质是具有高强度的特殊合金，通过真空精密铸造，做出理想的流线型形状。
三维高效双级叶轮结构图，见图4。
图4 三维高效双级叶轮结构图
3.2低损失轴承构造
压缩机取消了齿轮传动装置，减少了运动部件，从而使传动系统更简单，压缩机结构紧凑、体积小巧。
主要易损易耗件由6个减少为2个，减少率为66%；另外，润滑油量降低约33.3%。
由于采用二级压缩，降低了压缩机的转速，减小了轴承的耗损，故可提高机组的机械寿命。
压缩机传动部件简图，见图5。
图5 压缩机传动部件简图
3.3叶片式扩压器设计
制冷剂气体从叶轮流出时，有很高的流动速度。
为了将这部分动能充分地转化为压力能，同时为了使制冷剂气体在进入下一级时有较低的合理的流动速度，在叶轮后面设置了叶片式扩压器。
在把被叶片加速的制冷剂气体变成静压的腔体中，通过电脑设计，设置了压力回收率优良的独有扩压器。
在扩压器的加工中，利用精密数控机床，加工成理想的形状，实现压缩机从高负荷到低负荷之间始终能保持高效率运行。
4 压缩机用的专门供油装置系统设计
为了解决机组蒸发器中润滑油增多和油箱中油减少的问题，需要为压缩机设置专门的供油装置系统。
供油装置系统示意图，见图6。
在此专门供油装置系统中，润滑油通过油冷却器直接冷却，无需冷却水管，大大增强了可靠性。
油过滤器前后的配管系统设有截止阀，方便滤芯的清洁与更换。
油泵通过特殊结构法兰与油箱联接，密封性能好，采用的是润滑油冷却，性能可靠。
在突然停电时，可通过重力紧急供油装置系统确保轴承的润滑，不会发生异常磨耗和损伤。
与压差供油方式相比，该系统有避免润滑不足、避免压缩机发生故障等优点。
此外，当压缩机回转速较低时，轴承摩擦热减少。
在油箱的底侧设置有油加热器，通过增加不同转速下轴承供油温度控制，可确保机组油温不至于过低。
为了防止机组启动时有油雾产生，在机组停止期间，油加热器自动工作，以确保油温适当。
图6 供油装置系统示意图
5 全自动油回收系统设计
机组采用独有的全自动回油方式，采用油泵排油喷射方式进行引射回油。
全自动油回收系统示意图，见图7。
（见图8），发现新型高速变频离心机的额定。