螺杆冷水機組工作原理

螺杆冷水機組主要由螺杆壓縮機、冷凝器、蒸發器、膨脹閥及電控系統組成。水冷單螺杆冷水機組製冷原圖如下:

(一)雙螺杆製冷壓縮機

雙螺杆製冷壓縮機是一種能量可調式噴油壓縮機。它的吸氣、壓縮、排氣三個連續過程是靠機體內的一對相互嚙合的陰陽轉子旋轉時產生周期性的容積變化來實現。一般陽轉子為主動轉子,陰轉子為從動轉子。

主要部件:雙轉子、機體、主軸承、軸封、平衡活塞及能量調節裝置。

  容量15~100%無級調節或二、三段式調節,採取油壓活塞增減載方式。常規採用:

  徑向和軸向均為滾動軸承;開啟式設有油分離器、儲油箱和油泵;封閉式為差壓供油進行潤滑、噴油、冷卻和驅動滑閥容量調節之活塞移動。

雙螺杆結構圖:

壓縮原理:

  吸氣過程:氣體經吸氣口分別進入陰陽轉子的齒間容積。

  壓縮過程:轉子旋轉時,陰陽轉子齒間容積連通(V型空間),由於齒的 互相嚙合,容積逐步縮小,氣體得到壓縮。

  排氣過程:壓縮氣體移到排氣口,完成一個工作循環。

(二)單螺杆製冷壓縮機

  利用一個主動轉子和兩個星輪的嚙合產生壓縮。它的吸氣、壓縮、排氣三個連續過程是靠轉子、星輪旋轉時產生周期性的容積變化來實現的。

  轉子齒數為六,星輪為十一齒。

  主要部件為一個轉子、兩個星輪、機體、主軸承、能量調節裝置。

  容量可以從10%-100%無級調節及三或四段式調節。

單螺杆結構圖:

壓縮原理:

  吸氣過程:氣體通過吸氣口進入轉子齒槽。隨著轉子的旋轉,星輪依次進入與轉子齒槽嚙合的狀態,氣體進入壓縮腔(轉子齒槽曲面、機殼內腔和星輪齒面所形成的密閉空間)。

  壓縮過程:隨著轉子旋轉,壓縮腔容積不斷減小,氣體隨壓縮直至壓縮腔前沿轉至排氣口。

  排氣過程:壓縮腔前沿轉至排氣口後開始排氣,便完成一個工作循環。由於星輪對稱布置,循環在每旋轉一周時便發生兩次壓縮,排氣量相應是上述一周循環排氣量的兩倍。

單螺杆製冷壓縮機與雙螺杆製冷壓縮機特點之比較

雙螺杆製冷壓縮機的特點:

1、需噴油壓縮(也可採用少量噴液)。一旦失油時可能產生金屬與金屬的嚙合摩擦,影響運行和轉子壽命。

2、轉子徑向負荷及軸向推力大,尤其是軸向推力非常大,需體積和強度大的軸承或平衡活塞來抵消軸向力,軸承使用壽命受影響。

3、油不僅用於螺杆陰陽轉子之間之冷卻、密封,並作潤滑及動力傳遞(25~60%的動力)。運行時一般需持續起動油泵。油耗量大,油路系統複雜。

4、一般軸承壽命為20,000~30,000小時,30,000小時即需大修。

5、主要部件僅為活塞式製冷壓縮機的十分之一。

6、單級壓縮比高。低溫工況時可以採取獨有的經濟器結構,節能性好,但成本相應有所提高。

7、壓縮機效率比單螺杆略高。

8、單機頭最大製冷量較單螺杆大。

9、對液擊不敏感,可以濕行程運轉。

單螺杆壓縮機之主要特性及優點:

1、使用壽命長,可靠性極高。

  基於下列理由故有很長耐用壽命(一般25年以上):

(a)螺杆轉子與星輪間的嚙合壓縮為金屬與非金屬。轉子材料為六齒鋼製塗鋁保護層,星輪為十一齒52層增強纖維複合強化材料。可以實現柔性零間隙接觸密封。

(b)零部件及易損件極少,主要運動部件僅為五件,一個轉子,兩個星輪,兩個滑閥。

(c)由於轉子徑向和軸向受力完全平衡,故軸承徑向和軸向推力極小,軸承可靠性極高,軸承設計壽命達100,000小時,為雙螺杆的3~5倍。

(d)運轉時採取噴液取代噴油,密封、潤滑和冷卻效果更好,嚙合阻力低, 具有經濟有效之潤滑。無油潤滑方式,不需要複雜的油路系統,只須少量冷凍機油,油路較雙螺杆簡明。

(e) 20,000小時後方需檢查,30,000~40,000小時後方需較大保養。星輪可以單獨拆卸,維修簡便。

(f)由於星輪處於一種柔性承載狀態,可以調整它與主轉子之間的間隙,所以液擊不敏感,可以濕行程運轉。

(g)半封閉單螺杆電機液體冷卻,保持長期冷卻狀態,電機壽命長。

(h)由於轉子受力平衡,軸封負荷極度小,壽命長,遠高於雙螺杆壓縮機軸封壽命。

2、效率高。

(a)轉子與星輪的"零間隙"配合,最大程度減小泄漏損失和壓力損失,效率大幅度提高。

(b)半封閉單螺杆電機液體冷卻,電機效率高。

3、由於六齒轉子與十一齒星輪嚙合時分散和減少了排氣脈動,從而使排氣平穩,加上交替嚙合又有效地排除正弦波音,所以噪音低沉、易隔音。一般比同級雙螺杆低0.8~5dB(A)(3ft)。

4、運轉時極度平穩,振動值低於0.14Ips。雙螺杆壓縮機則明顯高於此值。

5、現場便於維修,可從頂部或底部拆卸星輪進行維修。目前僅有CARRIER的23XL系列聲稱其產品也便於維修服務。

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