Теплонасос

ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Центробежные компрессоры — это хорошо освоенные машины^ широко применяемые в газовых турбинах, в химической и газовой промышленности. В отличие. от: описанных выше компрессоров они работают только в сухом режиме, наличие масла в. газе или паре не дает никакого положительного эффекта. Компрессоры мо­гут быть одно - или двухступенчатыми (рис. 3.9), с открытым или герметичным приводом. Отношение давлений 3—4 считается опти­мальным, Герметичные установки стали популярными, так как. в них высокая скорость вращения не связана с проблемой уплотне­ний. Применяются также многоступенчатые компрессору, показанные на рис. 3.10. Отдельные ступени можно связывать с помо­щью внешних трубопроводов (что позволяет применять промежу­точное охлаждение, но удорожает конструкцию, или путем разме­щения нескольких ступеней внутри корпуса одной машины.

Эти компрессоры пригодны для больших мощностей и больших объемных расходов, малых разностей температуры и малых отно­шений давлений. Они применяются преимущественно в водо-водяных системах восстановления тепла с большими кожухотрубными теплообменниками. В частности, такие тепловые насосы применяют

Рис. 3.10. Многоступенчатый центробежный компрессор.

При кондиционировании воздуха в больших зданиях, но наиболее важное их применение — в крупных промышленных установках (см. гл. 7).

Выбор хладоагента для центробежного компрессора — сложный вопрос. Большое значение приобретает скорость звука, с которой тесно связана окружная скорость компрессора. Очень важен и удельный объем, поскольку производительность регулируется не таю легко, как у поршневых компрессоров, особенно если применя­ется привод с постоянной скоростью. Иногда выбирают хладоагент сравнительно, малой производительности с целью получения высо - кого КПД в рабочих условиях, Характеристики центробежных компрессоров обычно изобража­ют на диаграмме давление — объемный расход, пример которой, с учетом переменной скорости, приведен на рис. 3.11. Наиболее важной деталью является линия, ограничивающая область возмож­ного помпажа. Помпажный режим вызван срывом потока между лопатками компрессора и проявляется в периодическом увеличе­нии и уменьшении давления с периодом в несколько секунд. Хотя такой режим не вызывает немедленного разрушения или необрати­мого снижения КПД, он повышает шум и ускоряет износ компрес-

Рис. 3.13. КПД типичных центро­бежных компрессоров.

Сора и разложение хладоагента. Такой режим — распространенная болезнь при понижении нагрузки в системах кондиционирования воздуха, но в тепловых насосах с постоянной нагрузкой их можно избежать.

Регулировать производительность центробежных компрессоров можно с помощью входных направляющих лопаток, которые пово­рачиваются так, чтобы направить всасываемый пар под нужным углом к вращающемуся колесу. Такое регулирование менее эффек­тивно, чем изменение скорости, но оно позволяет работать в довольно широком диапазоне и применяется повсеместно (рис. 3.12).

Типичные кривые для изоэнтропических КПД на диаграмме давление — расход приведены на рис. 3.13. Видно, что КПД мож­но поддерживать в довольно широком рабочем диапазоне, что уп-

Рощает расчет характеристик. Следует, однако, иметь в виду, что механический КПД при регулировании не остается постоянным, он существенно снижается при уменьшении расхода.