高温热泵用螺杆压缩机电机流场的数值研究.pdf

2015年第43卷第6期
流体机械
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文章编号:1005-0329(2015)06-0029-05
高温热泵用螺杄压缩机电机流场的数值硏究
何永宁,金磊,邓文川,胡斌,曹鋒,邢子文
(西安交通大学,西安710049
摘要:为研究半封闭双螺杆压缩机应用于高温热泵时电机內部的温度分布状况,基于电机结构建立了电机内部制冷
剂流道模型,通过CFD模拟了在高蒸发温度时电机内部的温度场与制冷剂R134a速度场。研究结果表明:当蒸发温度
升高时,采用进气冷却电机效果减弱,电机内部温度升高,在制冷剂流速较小的区域出现超过100℃的高温点。该研究
提供了高进气温度时电机内部温度分布情况,为高温热泵用螺杄压缔机的电机冷却方案提供了思路,同时为压缩机优化
设计提供了依据。
关词:半封闭螺杄压缩机;温度场;电机冷却;高温热泵
中图分类号:TH45;TB65
文献标志码:A
doi:10.3969/j.iss.1005-0329.2015.06.007
Numerical Study of Refrigerant Flow in Screw Compressor Motor for High Temperature Heat Pump
HE Yong-ning, JIN Lei, DENG Wen-chuan, HU Bin, CAO Feng, XING Zi-wen
(Xi an Jiaotong University, Xi an 710049, China)
Abstract When the semi-hermetic screw refrigerant compressor was applied in high temperatureheat pump system, temperature
distribution of motor was animpor antparameter to evaluate the performance of the compressor. Refrigerant flow channels in motor
chamber were built based on the structure of the motor. Temperature distribution of motor and velocity of R134a in low cannels
at high evaporation temperature were simulated by D analy s ith the increment of evaporation temperature, cooling function
by suction refrigerant weakened and average temperature inside the motor increased. Areas with lower refrigerant velocity had a
worst cooling and oer 100 emperature. This research showed the temperature distribution in the motor chamber at high suction
temperature and provided possible cooling strategy for compressor used for high temperature heat pump. The velocity distribution
in the motor chamber could be used to optimize the structure of the motor
Key words: semi-hermetic screw compressor; temperature distribution; motor cooling; high temperature heat pump
环节,对电机的冷却和对电机的温升方面的研究
有很多,Huai用有限元的数值方法对感应电机
半封闭螺杄制冷压缩机具有结构紧凑、运行的温升现象进行了研究,利用 simulink建立的电
平稳及适应性强等一系列优点,在各类制冷和空机的温升模型并利用实验验证。 Li Hongming21
调设备中获得了广泛的应用。电机运行过程中存对永磁式电机的冷却进行了研究。李汝l山的根
在着能量转换,其运行中产生的铜损、铁损、励磁据电机的通风散热条件用线负荷与电流密度两个
损耗、通风摩擦损耗等都会转化为热能,以热量的与电机发热有关的参数建立了电机温升的计算公
形式散发出来,使电机的各个部件发热升温。电式。许明宇?对防爆电机的温度场和流体场进
动机的温升是衡量电动机性能的重要指标,它与行了有限元计算。
电动机的使用寿命有着直接的关系,对电动机输
对于半封闭螺杅压缩机,主要的冷却方案有
出功率、运行效率等性能也有一定影响。
吸气冷却、补气冷却及排气冷却。吸气冷却电
电机冷却是电机运行过程中必不可少的
机是最简单且应用最广泛的冷却方式:压缩机进
收稿日期:2014-10-16