螺杆式冷水机组主要由螺杆制冷压缩机、冷凝器、蒸发器以及自控元件和仪表等构成。其基本结构如图5-8所示。由于其结构紧凑、尺寸小、易损件少、运行可靠性高、使用维护简单等优点,目前在中央空调系统小冷量段得到广泛使用。
图5-8 螺杆式冷水机组
螺杆式冷水机组中常用的螺杆转子名义直径有五种规格,分别为:100mm、125mm、160mm、200mm和250mm,高温工况的制冷量范围为116~2326kW。
在螺杆式机组中根据所采用的螺杆式制冷压缩机可分为单螺杆压缩机和双螺杆压缩机两种;根据电动机与螺杆的连接方式可分为开启式和封闭式;根据螺杆的放置位置又可分为卧式和立式。
螺杆式冷水机组的工作原理主要基于制冷循环,通过压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀等部件的协同工作,实现冷却水的降温。具体的工作流程如下:
压缩过程:螺杆式冷水机组的核心是螺杆压缩机,它由两个相互啮合的螺杆(主螺杆和从螺杆)组成。当螺杆旋转时,工作介质(通常是制冷剂,如氟利昂)被吸入压缩室内。随着螺杆的运动,气体逐渐被压缩,其压力和温度都会明显上升。
冷凝过程:经过压缩的高温高压制冷剂气体进入冷凝器。冷凝器是一个热交换器,通过板式或管式换热器的作用,将气体中的热量传递给冷却水或其他冷却介质。这样,气体会被冷却并转变为液态,同时温度和压力都有所下降。
膨胀过程:液态制冷剂通过膨胀阀(或节流阀)进入蒸发器。在这个过程中,制冷剂的压力和温度急剧下降,形成低温低压的状态。蒸发器内,制冷剂吸收冷冻水的热量,使其进一步冷却,同时自身蒸发成气态。
蒸发过程:在蒸发器中,制冷剂与冷冻水进行热交换,吸收其热量并蒸发成气态。这样,冷冻水的温度得以降低,达到制冷的效果。
循环过程:蒸发后的制冷剂气体再次被吸入螺杆压缩机,开始新一轮的压缩循环。这样,整个制冷系统就形成了一个闭合的循环,持续地为冷冻水提供冷却效果。
此外,螺杆式冷水机组通常还配备有控制系统,用于监测和调节机组的运行状态,确保其高效、稳定运行。这些控制系统可以根据实际需求自动调整制冷量,实现节能降耗。
1、工作原理是:
(1)吸气过程:气体经吸气口分别进入阴阳转子的齿间容积。
(2)压缩过程:转子旋转时,阴阳转子齿间容积连通(V型空间),由于齿的 互相啮合,容积逐步缩小,气体得到压缩。
(3)排气过程:压缩气体移到排气口,完成一个工作循环。
2、双螺杆制冷压缩机是一种能量可调式喷油压缩机。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠机体内的一对相互啮合的阴阳转子旋转时产生周期性的容积变化来实现。一般阳转子为主动转子,阴转子为从动转子。主要部件:双转子、机体、主轴承、轴封、平衡活塞及能量调节装置。容量15~100%无级调节或二、三段式调节,采取油压活塞增减载方式。常规采用:径向和轴向均为滚动轴承;开启式设有油分离器、储油箱和油泵;封闭式为差压供油进行润滑、喷油、冷却和驱动滑阀容量调节之活塞移动。
3、单螺杆制冷压缩机(single screw compressor)利用一个主动转子和两个星轮的啮合产生压缩。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠转子、星轮旋转时产生周期性的容积变化来实现的。转子齿数为六,星轮为十一齿。主要部件为一个转子、两个星轮、机体、主轴承、能量调节装置。容量可以从10%-100%无级调节及三或四段式调节。
4、双螺杆制冷压缩机的特点:
(1)需喷油压缩(也可采用少量喷液)。一旦失油时可能产生金属与金属的啮合摩擦,影响运行和转子寿命。
(2)转子径向负荷及轴向推力大,尤其是轴向推力非常大,需体积和强度大的轴承或平衡活塞来抵消轴向力,轴承使用寿命受影响。
(3)油不仅用于螺杆阴阳转子之间之冷却、密封,并作润滑及动力传递(25~60%的动力)。运行时一般需持续起动油泵。油耗量大,油路系统复杂。
(4)一般轴承寿命为20,000~30,000小时,30,000小时即需大修。
(5)主要部件仅为活塞式制冷压缩机的十分之一。
(6)单级压缩比高。低温工况时可以采取独有的经济器结构,节能性好,但成本相应有所提高。
(7)压缩机效率比单螺杆略高。
(8)单机头最大制冷量较单螺杆大。
(9)对液击不敏感,可以湿行程运转。
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