高效双级离心式制冷压缩机气动优化设计及应用

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1、高效双级离心式制冷压缩机气动优化设计及应用重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：李镇杉指导教师：廖强教授兼职导师：代奇彬高工学位类别：工程硕士（热能与动力工程领域）重庆大学动力工程学院二O一五年三月HighEfficiencyTwoStageRefrigeratingCentrifugalCompressorAerodynamicDesignOptimizationandApplicationAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforProfession

2、alDegreeByLiZhenshanSupervisedbyProf.LiaoQiangPluralisticSupervisedbySen.Eng.DaiQibingSpecialty：ThermalEnergyandPowerEngineeringCollegeofPowerEngineeringofChongqingUniversity，Chongqing，ChinaMarch2015中文摘要摘要当前能源紧张问题日益突出，并成为关乎人类可持续发展的全球性问题。在我国，公共建筑能耗约占全社会总能耗的30%左右，而暖通空调系统的能耗就占了建筑物能耗的40%～5

3、0%。因此，暖通空调系统为建筑节能担负着重要的责任。离心式冷水机组具有单机制冷量大、占地面积小、可靠性好等优点，逐渐成为大中型建筑空调机组的首选产品，越来越多的受到市场的广泛青睐。本文从大型离心式水冷冷水机组性能优化的角度出发，对美的公司现有的一款2000RT双级离心式制冷压缩机进行气动优化设计达到效率提升的目的。通过双级压缩制冷循环分析确定了最佳的中间压力。然后，运用ConceptsNREC专用设计软件中的COMPAL模块进行双级离心式制冷压缩机的气动一维优化设计。随后，采用自由曲面和全三元流叶轮设计方法并利用BladeGen软件完成各气动部件的三维几何造型。紧接

4、着采用ANSYS软件TurboGrid和CFX模块对各气动部件进行网格划分和CFD分析优化。最后，通过叶轮结构设计和HyperWorks软件对叶轮进行静力学强度分析和校核。气动优化设计后的高效双级离心式制冷压缩机等熵效率达88.22%。采用此压缩机的美的超高效离心式冷水机组LC2000ES通过权威检测机构的认证，国标工况下机组满负荷COP高达7.11，达到并超过能效等级1级（COP大于等于6.1W/W）。该产品经专家鉴定委员会验收，机组能效国际领先，具有显著的经济效益和社会效益。关键词：离心压缩机，高效，气动，优化，应用I英文摘要ABSTRACTTheshortsu

5、pplyofenergyisincreasinglyseriousatpresentworld,whichinfluencesthesustainabledevelopmentofourplanetandhumanbeings.InChina,theenergyconsumptionfrompublicbuildingsaccountsfor30%ofthetotal.AndtheenergyconsumptionofHVACaccountsfor40%to50%ofthatfromconstructions.Therefore,itisofgreatrespons

6、ibilityforHVACtobeinvolvedinthepracticeofconstructionenergysaving.Thecentrifugalchillerenjoysvariousadvantages,like,remarkablecoolingcapacity,smallamountoffloorspaceandreliableperformance.Thus,ithasbeenincreasinglyacceptedbythecustomers,becomingastheirpriorchoiceamongallthecommercialai

7、r-conditioners.Thispapermainlydiscussestheperformancedesigningofcentrifugalchiller.ThedesigningCOPofchillerisabove1classenergyefficiency(≥6.1W/W),whichisbasedonthetestingconditionspecifiedinGB/T18430.1-2007VaporCompressionRecyclePart1:IndustrialorCommercialColdWater(HeatPump).Thefirs