一种高温离心式压缩机扩压器的改进与优化.pdf

温湿度独立控制暖通空调HV&AC2011年第41卷第1期17

一种高温离心式压缩机扩压器的
改进与优化*
格力电器股份有限公司张治平李宏波谢艳群钟瑞兴

摘要分析对比了无叶扩压器和叶片扩压器的特性,探讨了一种高温离心式压缩机中采
用低稠度叶片扩压器替代无叶扩压器的设计方案,并通过压缩机的性能测试验证了该方案的
可行性。
关键词压缩机无叶扩压器叶片扩压器低稠度进口角

Improvementandoptimizationofahighleaving
temperaturecentrifugalcompressordiffuser

ByZhangZhiping,LiHongbo,XieYanqunandZhongRuixing

AbstractAnalysestheperformanceofvanelessdiffuserandcascadediffuser.Probesintothedesign
schemethatreplacingthevanelessdiffuserwithlowsoliditycascadediffuserinthehighleavingtemperature
centrifugalcompressorandverifiesitspracticabilitywiththeperformancetestingresult.
Keywordscompressor,vanelessdiffuser,cascadediffuser,lowsolidity,entranceangle

GREEElectricAppliancesInc.,Zhuhai,GuangdongProvince,China

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1概述本文主要介绍一种应用于高温工况的离心式
据统计,离心式冷水机组90%以上的时间处制冷压缩机的扩压器的改进情况,采用低稠度的叶
于部分负荷工况下运行,冷水机组的部分负荷性能片扩压器替代原始无叶扩压器,并利用CFD进行
直接影响机组全年的运行功耗。同时,国家标准优化分析,以期提高压缩机的全工况性能。
GB/T18430.1∃2007%蒸气压缩循环冷水(热泵)2原压缩机的结构参数
机组第1部分:工业或商业用及类似用途的冷水原压缩机为1台4000kW的高温离心式压缩
[2]
(热泵)机组&中给出了综合部分负荷性能系数机,压缩机为半封闭式单级压缩的结构形式,包
IPLV的规定和要求。因此,对于离心式制冷压缩括进口可转导叶IGV、叶轮、扩压器、蜗壳4个部
机的设计来说,不但要保证较高的满负荷效率,而分,参数见表1。
表原压缩机的气动参数
且要求部分负荷时有较好的性能指标,同时要保证1
质量流量/压缩比工质进口温度/进口总压/转速/
较宽的运行工况范围。(kg/s)∋kPa(r/min)
在离心式压缩机中,采用的扩压器形式直接影23.81.95R134a14.54709000
原压缩机的结构参数如下叶轮为三元后弯闭
响压缩机的性能曲线,无叶扩压器对工况变化的适:
式结构,叶轮叶片为长、短叶片各10片,b2/D2=
应性好,压力恢复系数小,效率较低;而叶片扩压器
0.058,扩压器为无叶扩压器,D4/D2=1.71,D3/
扩压能力强,效率可比无叶扩压器高(设计工况下),
但工况适应性差,稳定工作范围较小[1]。研究表明,
#张治平,男,1982年9月生,大学,工程师,产品经理
低稠度的叶片扩压器不但可以改善压缩机的全工况519070广东省珠海市前山金鸡西路珠海格力电器股份有限
性能而且能保证压缩机有较宽的运行工况范围。公司商用空调技术部
,(0)13823033635
Email:[e-mail]
收稿日期:2010-09-19
*国家!十一五∀科技支撑计划项目(编号:2006BAJ01A08)修回日期:2010-12-04
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D2=1.15,b4=b3=0.9b2(其中b2为叶轮出口宽能,采用美国某公司的离心式压缩机设计软件分别

度;b3为扩压器进口宽度;b4为扩压器出口宽度;对原高温离心式压缩机模型(见图1)以及采用低

D2为叶轮出口直径;D3为扩压器进口直径;D4为稠度叶片扩压器的离心式压缩机模型(见图2)进
扩压器出口直径)。压缩机模型如图1所示。行分析对比。

图1单级离心式压缩机(无叶扩压器)模型
图2单级离心式压缩机(叶片扩压器)模型
理论分析
3压缩机吸气状态参数、叶轮、蜗壳结构参数采
3.1叶片扩压器与无叶扩压器对比
用原结构的对应参数,分析时取相同的损失模型,
在离心式压缩机中,扩压器的功能主要是使从
仅改变扩压器结构形式,采用低稠度叶片