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涡旋压缩机 技术实用特点介绍 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 2 高压腔压缩机 VS 低压腔压缩机 对比分析 高压腔与低压腔涡旋压缩机的划分，主要 是对全封闭涡旋压缩机中，电机所处在的工作 环境温度进行区分。 电机处于排气侧（壳体内为排气压力）， 称为高压腔（一般以 HITACHI为代表 )； 电机处于回气侧（壳体内为回气压力） ， 称为低压腔（一般以 COPELAND为代表）。 两种结构的涡旋压缩机，与其结构对应具 有相应的特点，且各具优缺点。 高压腔涡旋压缩机与低压腔涡旋压缩机特点 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 4 高压腔涡旋压缩机结构 排气口 吸气口 定盘 动盘 机架 曲轴 电机（定、 转子） 壳体 防自转滑环 主轴承 内置式过流、 过热保护器 压差供油 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 5 低压腔涡旋压缩机结构 排气口 吸气口 定盘 动盘 机架 曲轴 电机（定、 转子） 壳体 防自转滑环 主轴承 离心供油 壳体内高低压分隔板 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 6 高压腔结构 （ HATACHI） 低压腔结构 优 点 具有较大的排气缓冲容积 , 振动小 , 输气均匀 吸气预热小 容积效率高 (直接吸气 ) 润滑得到可靠保证 (可以采 用压力供油润滑 ) 压缩机中可以有较多的润滑 油起良好的润滑 冷却及液体 阻塞作用 直接吸气不存在液体制冷剂 对润滑油膜的破坏作用 承受轴向气体力的能力较好 , 螺钉只起紧固作用 吸气段具有较大的缓冲容积 电机的工作环境较好 (低温 低压 ) 壳体大部分低压 ,气密性及 受力较好 抗液击的能力较强 ， 对进入 管道中的异物 杂质抵抗能力 较强 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 7 高压腔结构 （ HATACHI) 低压腔结构 缺 点 较小的吸气缓冲容积 ,吸气 消音效果较差 抗液击的能力较差 高压壳体对气密性及强度要 求较高 电机工作环境恶劣 ， 直接吸 气容易因杂质 异物损坏压缩 机 较强的吸气预热造成容积效 率下降 较小的排气缓冲容积 ,噪音 振动较大 压缩机中油量必须严格控制 , 润滑密封效果较差 液体制冷剂有可能破坏润滑 油膜 ,造成轴承润滑恶化 壳体内高 低压腔的存在 ， 增加了密封的难度 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 8 日立涡旋压缩机结构及工作原理 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 9 压缩机型号 型号举例 503DH-80C2 3高效涡旋压缩机 匹数： 50/10 = 5匹 排气量： 80cm3/rev C： 三相电源 380V/50Hz 内置保护 2： 吸排气口焊接连接 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 10 压缩机选型 产品样本 规格书 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 11 性能参数表不详细 提供压缩机外形尺寸图 提供电气参数如 RLA、 LRA 充油量 ,压缩机重量等 附件信息 产品样本 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 12 提供某种型号压缩机的详细技术参 数和特性曲线 提出该型号压缩机的适用范围及使 用注意事项 技术规格书 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 13 高效 涡 旋 压缩 机高效原理 更高的机械效率 对零部件进行优化设计 ， 提高零 、 部件的组装配合效果 ， 减少相互间的摩擦损 失 。 设置中间压力自动调节机构 ， 使中间压力稳定维持在一定的范围 ， 并在压缩 机吸 、 排气压力发生变化时迅速进行伺服响应 ， 保证轴向气体力能够得到可靠有 效的平衡 ， 同时保证动 、 定涡旋盘间的摩擦损失降到最低 。 更高的容积效率 通过对压缩机的生产制造装配工艺进行优化 ， 提升零件的制造加工精度 ， 提高 零部件的装配精度 ， 优化各运动副的配合 ， 从而达到降低压缩机的泄漏损失 ， 提 升压缩机容积效率的目的 。 同时为了降低冷媒的含油率 ， 防止吸入过多的油雾 ， 提高系统的换热效果 ， 在压缩机的高压侧设置翅片档板分油装置 ， 并对压缩机的 内部油路进行优化设计 ， 提高压缩机的排气由分离效果 ， 减少冷冻机油随排气排 出压缩机 ， 进而减少进入压缩腔内的油量 。 高效电机 对电机绕组、磁路进行优化设计，提升电机的效率；同时对压缩机的冷 媒流路进行重新设计，使电机能得到最佳的冷却，从而工作温度降低，进一步提 升电机效率。 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 14 动 盘 定 盘 机 架 中间压 力孔 调压机 构 中间压力自动调节机构 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 15 翅片档板分油装置 翅 片 挡 板 管 壳 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 16 压缩机保护器的选择 吸气气液分离器 系统设计考虑因素 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 17 曲轴箱加热器 排气温度保护 高低压保护 电机保护 相序保护 真空运行保护 压缩机保护器的选择 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 18 当系统热泵设计时，需要加曲轴箱加热器 曲轴箱加热器的功率 40W 初次开机前，曲轴箱加热器应通电 1224 小时，防止油被稀释和轴承应力过大 曲轴箱加热器 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 19 排气温度要求小于 120 C -排气管温度保护器的设定值不高于 120 C，如果超过 需要增加液旁通措施 -排气管感温包的位置距压缩机排气管接口小于 15cm, 将感温包紧贴管壁 ,并保温绝热 -排气管温度保护器动作后应为人工复位 -如果是自动复位应对一段时间内的保护次数进行限定 -排气管温度保护器动作后至少应有 30分钟的延时 排气管温度保护器 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 20 高压保护 - 需要 压力设定值应小于 30Kg/cm2 ， 推荐 28 1 Kg/cm2 高压保护动作后应为人工复位 低压保护 低压保护动作后应为人工复位 压力设定值应不高于 0.2Kg/cm2 ， 推荐 0.15 0.05Kg/cm2 四通换向阀动作或制热启动时，低压保护有可能 误动作，可采取暂时屏蔽的方法，建议时间设置 为 5分钟 高低压保护器 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 21 可同时感应温度和电流 单相：对运行绕组和启动绕组均起保护。有故 障时，保护器切断公共端 三相：连在 Y型电机中心，对三相均起保护。 只要其中一相有故障，保护器同时切断三相， 包括缺相情况 希望另加过流保护器且在压缩机内置保护器之 前动作，设定值为 1.21.4Ie. 内置电机保护器 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 22 LRA： 堵转电流，可从规格书中查到 RLA ：额定运转电流 Ip： 外置电流保护器动作的电流， Ip=1.21.4RLA 压缩机电流值定义 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 23 相序保护 涡旋压缩机电机和机械结构部分，无限制 压缩机反向运转的设计 有反转时保护机构部的安全阀设计 压缩机反转时，内置保护器约 20分钟保护 建议压缩机反转不能超过 5分钟，需要系统 设置相序保护 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 24 不允许作为系统抽真空用 长时间低压运行会造成涡旋盘和轴承的 损坏（压差没有建立，无法供油润滑） 抽空运行保护 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 25 在低负荷时提供储液功能 除霜前后提供暂时储液功能 回油孔大小将影响回液多少 回油孔滤网过小易堵塞回油孔，建 议为 30目 吸气气液分离器功能 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 26 吸气气液分离器使用 热泵系统一般都需要 回油孔的孔径一般在 1.5mm左右 低温制热试验以确定气分的大小及 回油孔是否合适 压缩机吸入管径 mm 回油孔直径（推荐） mm 15.9 1.1 1.5 19.1 1.3 1.7 22.2 1.5 2.0 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 27 压缩机吸气温度和压力：位于四通阀至 压缩机吸气管之间的管路上 压缩机排气温度和压力：位于四通阀至 压缩机排气管之间的管路上 压缩机底部温度：位于压缩机侧面底部 压缩机电流 压缩机参数测量 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 28 过热和过冷 回液控制 充注量的限制 除霜 系统设计和注意事项 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 29 最佳过热和过冷度： SH=05K SC=611K 最佳吸气压力降： P11-P1=15 Min 10 以上 液击控制 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 33 并联压缩机的安装 压缩机安装：要求尽量安装在同一水平面 上；压缩机中心距，以方便装卸压缩机为 宜。 管路布置尽量对称。 采用总进管、多出口气液分离器。 油分离器：可以每台压缩机配一个，也可 以在排气总管上设置。 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 34 并联压缩机的使用注意事项 系统匹配参数要求，基本性能要求与单机 系统相同。（ PT) 在并联系统中，尤其应注意系统回油的可 靠性检查，多联机时更应关注。 应设置温度、压力保护开关，且应单独设 置过流保护开关。 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 35 油分离器 储液器 排气 回气 内部供油并联压缩机油平衡原理 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 36 并联压缩机油平衡示意图 定速 定速 油分离器 汽液分离器 去冷凝器 蒸发器来 过滤器 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 37 并联压缩机的安装 压缩机安装：要求尽量安装在同一水平面上；压 缩机中心距，以方便装卸压缩机为宜。 管路布置尽量对称。 采用总进管、多出口气液分离器。 油分离器：可以每台压缩机配一个，也可以在排 气总管上设置。 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 38 并联压缩机的使用注意事项 系统匹配参数要求，基本性能要求与单机系统相 同。（ PT) 在并联系统中，尤其应注意系统回油的可靠性检 查，多联机时更应关注。 应设置温度、压力保护开关，且应单独设置过流 保护开关。 验证各种工况（长配管、高落差、低温制热、最 大制冷等）各压缩机的油位平衡 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 39 内部給油圧縮機 (一定速) 内部給油圧縮機 () 室外膨張弁 四方弁 油戻用電磁弁 SS S V A 過冷却用 膨張弁 熱交換器 室外熱交換器 逆止弁 内部供油机多联机系统示例 变频多联机系统 设计关注要点 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 41 目录 1. 系统杂质的维护 2. 回油毛细管的位置 3. 喷液冷却温度采样位置 4. 验证回油及油平衡的试验项目 5. 分液的均匀设计（包括模块内和模块间） 6. 模块间的油平衡和气平衡控制（油回收、均油） 7. 模块内的油平衡和气平衡控制（油回收、均油） 8. 低频运行时能力补偿或旁通 9. 最低运行频率、及电压、电流修正 10. 能力组合输出表 11. 并联压缩机启动控制 12. 低温启动低压开关延时保护 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 42 1. 系统杂质的维护 杂质来源： 1）两器及管路制造中残余铜屑、氧化物等； 2）配管焊接时焊料侵入、氧化物残余等； 3）系统组装工艺过程异物（螺钉、橡胶塞等）侵入； 4）压缩机工作中异常（缺油、异物）磨损。 可能造成危害： 1）堵塞回油毛细管，导致油平衡实现困难； 2）杂质进入压缩机内，使压缩机磨损加剧、轴承烧结、电 机短路等故障。 解决或预防办法： 1）加强工艺控制（如两器及管路配件制造时清洗彻底）； 2）氮气保护焊接； 3）设置过滤器（吸气过滤器 100目以上、回油毛细管过滤器 150目以上） Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 43 2 回油毛细管的位置 INV 定速 油分离器 汽液分离器 去冷凝器 蒸发器来 方案一 过滤器 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 44 验证回油及油平衡的试验项目 对于多联机系统，验证并联压缩机回油的可靠性 和并联压缩机之间的油平衡，应验证各种运行工 况下的压缩机内油的可靠性。包括：标冷、标热、 最大制冷、低温（ -10 ）制热等工况，以及上 述工况下，最长冷媒配管和最大室内 /室外机落差 时，回油和油平衡的可靠性。 无论在何种情况时，压缩机内油位不能低于 400ml （用带油面镜压缩机进行确认）。 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 45 喷液冷却温度采样位置 当系统设计需要进行喷液冷却控制时，温度传感器应设置 在压缩机顶部，并做好保温措施，能及时感知压缩机的排 气温度值。 温度传感器 排气温度 T5、 T6 125 停压缩机 105 SV2.SV3开 90 SV2.SV3关 注： T5对应 SV2， T6对应 SV3 当排气温度大于 125 时停压缩机 (包括变频和定频 )。 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 46 分液的均匀设计（包括模块内和模块间） 判断回气管路分流的均匀性，可通过并联压缩机 间的排气温度差值来确认，要求：各并联压缩机 （包括模块内和模块间压缩机）排气温度相差应 小于 5度。 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 47 油平衡和气平衡控制（油回收、均油） 当定速压缩机连续运行时间超过 120min，进行均油运行，时间 3min；见下表 ： 变频压缩机 定速压缩机 96Hz OFF 如果均油运行程序与油回收运行程序相 冲突，以均油运行优先。 制冷模式： 1.油回收控制为固定程序 ,系统制冷模式连续运行 60min启动一次 ,回收控制动作时间为运 转 3min。 2.进行油回收控制时 ,运行的室内机的 PMV开度、内风机转速保持原有值不变 ;不开的室内 机和处于送风模式的内机 PMV开度为 xxxP，不开的室内机室内风扇以微风运转，处于送 风模式的内机风速不变，室外机以满负荷运行。 3.回油结束后，不开的内机处于送风模式的内机电子膨胀阀复位，计数器清零 制热模式： 4.油回收控制为固定程序 ,系统制热模式连续运行 240min启动一次 ,有除霜运转则需重新计 时，回收控制动作时间为 3min; 5.进行油回收控制时 ,制热运行的室内机的 PMV开度、内风机转速保持原有值不变 ;不开的 室内机和处于模式冲突的内机 PMV开度为 xxxP，室内风扇以微风运转；室外机能力输出 : 86Hz(变频压缩机 )+ON（定速压缩机） 6.回油结束后，不开的内机和处于模式冲突的内机电子膨胀阀复位，计数器清零 均油控制 以 401DHV-64D2Y为例 回油控制 以上控制时间及阀的动作，具体系统以试验确认为准 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 48 低频运行时能力补偿或旁通 根据室内的需求，常常要对能力输出表进行修正， 特别在变频压缩机在低频段工作时（如 30Hz）， 为避免定速压缩机开停频繁，可适当提升变频压 缩机的运行频率，来维持室内能力需求。 当室内需求最小时，外机能力过剩时，为避免压 缩机频繁开停控制，可适当采取旁通卸载的方法。 Copyright 2005 Hitachi, Ltd. All Rights Reserved. 49 最低运行频率、及电压、电流修正 多联机系统设计时，往往因为兼顾更宽能力范围的要求， 室外换热器容量设计并不能同时兼顾极限大和极限小的要 求，一般存在，变频压缩机低频运行时，会造成系统内冷 媒流程长，流速小，沿程阻力大，导致压力损失大，回油 困难等，严重时会影响压缩机的可靠性，通常地可以将室 外换热器分段设计、风机无级调节，当压力损失大时，采 取补气技术或限制压缩机的最小工作频率，以保证压缩机 工作的可靠性。 对于日立 401DHV-64D2压缩机 U/F曲线的符合性，考虑到 目前国内变频驱动模块的现实状况，经过慎重试验验证， 认为通过限制压缩机工作电流和压缩机工作温度的办法， 可以弥补不足。 即无论在上述任何情况下，优先保证压缩机工作时： 1). I run Imax 2). Td =15 Min 10 up 排气过热度的控制 并联系统中，各压缩机排气温度（一般取压缩机顶部温度）与冷凝温 度的差值，称为排气过热度。其值要求如图
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