水冷螺桿機(jī)知識(shí)詳解

隨著系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)不斷成熟、間接制冷系統(tǒng)的不斷優(yōu)化及新型優(yōu)良載冷劑的出現(xiàn)，間接冷卻制冷系統(tǒng)有一定應(yīng)用和發(fā)展，并持續(xù)降低能耗指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)更佳的節(jié)能減排效果。

一：原

理

機(jī)組開始工作時(shí)，壓縮機(jī)將蒸發(fā)器里的低溫低壓制冷劑吸入氣缸，經(jīng)過壓縮機(jī)的工作，制冷劑蒸氣被壓縮成為高溫高壓氣體，經(jīng)過排氣管道進(jìn)入冷凝器內(nèi)。高溫高壓的制冷劑氣體在冷凝器內(nèi)與冷卻水進(jìn)行熱交換，把熱量傳遞給冷卻水帶走，而制冷劑氣體則凝結(jié)為高壓液體。

從冷凝器出來的高壓液體經(jīng)熱力膨脹閥節(jié)流降壓后進(jìn)入蒸發(fā)器。在蒸發(fā)器內(nèi)，低壓液體制冷劑吸收冷凍水的熱量而汽化，使冷凍水降溫冷卻，成為所需要的低溫用水。汽化后的制冷劑氣體重新被壓縮機(jī)吸入進(jìn)行壓縮，排入冷凝器，這樣周而復(fù)始，不斷循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)冷凍水的冷卻。

水冷單螺桿冷水機(jī)組制冷原圖如下：以中央空調(diào)系統(tǒng)為例：從螺桿式冷水機(jī)組出來的冷凍水，進(jìn)入室內(nèi)的風(fēng)機(jī)盤管、變風(fēng)量空氣調(diào)節(jié)機(jī)等末端裝置，在室內(nèi)與對(duì)流空氣發(fā)生熱交換，在此過程中，水由于吸收室內(nèi)空氣的熱量(向室內(nèi)空氣散熱)而溫度上升，而室內(nèi)空氣經(jīng)過室內(nèi)換熱器后溫度下降，在風(fēng)機(jī)的帶動(dòng)下，送入室內(nèi)，從而降低室內(nèi)的空氣溫度，而溫度上升后的冷凍水在水泵的作用下重新進(jìn)入機(jī)組，如此循環(huán)，從而達(dá)到連續(xù)制冷的目的。

蒸汽壓縮式制冷循環(huán)包括壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)等四個(gè)必不可少的過程。其原理分述如下：壓縮過程：蒸發(fā)器中的制冷劑蒸汽被螺桿壓縮機(jī)吸入后，電機(jī)通過壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子對(duì)其施加能量，使制冷劑蒸汽的壓力提高并進(jìn)入冷凝器；與此同時(shí)，制冷劑蒸汽的溫度在壓縮終了時(shí)也相應(yīng)提高。

冷凝過程：由壓縮機(jī)來的高壓、高溫制冷劑蒸汽，在冷凝器中通過管內(nèi)的冷卻水放出熱量，溫度有所下降，同時(shí)在飽和壓力（冷凝溫度所對(duì)應(yīng)的冷凝壓力）下，冷凝成為液體。這時(shí)，冷卻水因從制冷劑蒸汽中攝取了熱量，其溫度要有所升高。冷卻水的溫度與冷凝溫度（冷凝壓力）直接有關(guān)。

節(jié)流過程：由冷凝器底部來的高溫、高壓制冷劑液體，流經(jīng)節(jié)流裝置時(shí)，發(fā)生減壓膨脹，壓力、溫度都降低，變?yōu)榈蛪?、低溫液體進(jìn)入蒸發(fā)器中。

蒸發(fā)過程：低壓、低溫制冷劑液體在蒸發(fā)器內(nèi)從載冷劑（如冷水）中攝取熱量后蒸發(fā)為氣體，同時(shí)使載冷劑的溫度降低，從而實(shí)現(xiàn)人工制冷，蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑蒸汽又被壓縮機(jī)吸入進(jìn)行壓縮，重復(fù)上述壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)過程。如此周而復(fù)始，達(dá)到連續(xù)制冷的目的。

油路循環(huán)系統(tǒng)：在壓縮機(jī)內(nèi)部，冷凍油依靠系統(tǒng)的高低壓差，再通過內(nèi)設(shè)油路，分別對(duì)軸承和轉(zhuǎn)子提供潤滑和冷卻。

壓縮機(jī)連續(xù)排氣過程中，冷凍油會(huì)隨著制冷劑氣體一起排出壓縮機(jī)，如果排出的冷凍油無法重新回到壓縮機(jī)，將可能導(dǎo)致壓縮機(jī)失油，嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞壓縮機(jī)?；赜拖到y(tǒng)，保證隨制冷劑氣體排出的冷凍油順利回到壓縮機(jī)，確保機(jī)組安全可靠運(yùn)行。

二：構(gòu)成及特點(diǎn)

1、構(gòu)成螺桿冷水機(jī)組主要由半封閉雙螺桿壓縮機(jī)、殼管式冷凝器及滿液式蒸發(fā)器、油分離器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)等組合而成。(1)蒸發(fā)器：在機(jī)組運(yùn)行過程中，蒸發(fā)器一直維持較低的溫度和壓力，以便蒸發(fā)的制冷劑氣體帶走流過其內(nèi)部冷凍水的熱量。(2)冷凝器：在機(jī)組運(yùn)行過程中，冷凝器一直維持較高的溫度和壓力，以便流過冷凝器的冷卻水帶走制冷劑中的熱量。(3)螺桿壓縮機(jī)：不斷將蒸發(fā)器中蒸發(fā)的制冷劑氣體送至冷凝器中，維持系統(tǒng)的高低壓差。(4)油分離器：將隨制冷劑氣體排出的冷凍油分離出來直接送回壓縮機(jī)，保證壓縮機(jī)安全可靠運(yùn)行。(5)電控系統(tǒng)：采用PLC或單片機(jī)控制系統(tǒng)，可自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)組輸出制冷量達(dá)到用戶實(shí)際需求；可控制使用側(cè)、熱源測水泵及冷卻塔風(fēng)機(jī)；顯示以下參數(shù)：冷凍水進(jìn)出水溫度、冷卻水進(jìn)出水溫度、蒸發(fā)、冷凝壓力等系統(tǒng)參數(shù)；可進(jìn)行當(dāng)前故障及歷史故障記錄查詢。2、特點(diǎn)及優(yōu)勢它是一種以水為冷卻介質(zhì)的中央空調(diào)產(chǎn)品，與相同冷量的風(fēng)冷機(jī)組相比，由于其冷凝器和蒸發(fā)器均采用特制高效傳熱管制作，因此結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，效率高，適用于中央空調(diào)系統(tǒng)和工藝?yán)鋬鏊到y(tǒng)。具體特點(diǎn)如下：（1）結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運(yùn)動(dòng)部件少，易損件少，因此故障率低，使用壽命長；（2）運(yùn)行穩(wěn)定，低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)有“喘振”現(xiàn)象，并且振動(dòng)小，噪音低；（3）調(diào)節(jié)方便，可在10%～100%范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié),部分負(fù)荷時(shí)效率高,因此節(jié)電效果顯著;（4）水冷式螺桿冷水機(jī)組體積小，重量輕，制冷量大，可以按照要求定制非標(biāo)機(jī)組；（5）機(jī)組對(duì)濕沖程不敏感，允許少量帶液，無液擊危險(xiǎn)；（6）種類齊全，所覆蓋的溫度范圍廣（比如-5℃，-20℃，-40℃，或是-50℃等都可以），風(fēng)冷或水冷隨選；

三：控制系統(tǒng)和回油系統(tǒng)

1、回油系統(tǒng)主要分為兩個(gè)部分：油分回油：在壓縮機(jī)排氣和冷凝器之間安裝了高效油分離器，隨著制冷劑氣體排出的冷凍油，絕大部分會(huì)被油分離器攔截并通過吸氣口直接送回壓縮機(jī)。高壓引射回油：小部分冷凍油進(jìn)入冷凝器后，最終會(huì)在蒸發(fā)器中聚集，依靠高壓液體作為動(dòng)力，可以將聚集在蒸發(fā)器中的冷凍油直接帶回壓縮機(jī)。2、控制系統(tǒng)介紹：控制系統(tǒng)采用微電腦控制，控制柜面板上裝有電源、運(yùn)行、故障指示燈，可方便直觀地了解當(dāng)前機(jī)組的工作狀況。此外，控制柜面板上裝有急停開關(guān)，當(dāng)機(jī)組發(fā)生緊急故障需馬上停機(jī)時(shí)，可按下急停開關(guān)，確保機(jī)組安全。由于壓縮機(jī)是機(jī)組的重要部件，因此針對(duì)壓縮機(jī)的保護(hù)有：①電源缺相、逆相保護(hù)；②熱過載保護(hù)；③電流過流保護(hù)；④壓縮機(jī)排氣溫度保護(hù)；⑤壓縮機(jī)內(nèi)部過載保護(hù)；⑥高低壓差保護(hù)。四：安裝及施工

1、安裝環(huán)境機(jī)組到位后，去掉滑動(dòng)墊木，用氣泡水平儀校準(zhǔn)水平，并用地腳螺栓將機(jī)組底腳固定在基礎(chǔ)上。建議在機(jī)組底腳與基礎(chǔ)之間放置15~20mm厚防震軟墊。機(jī)組一般安裝在地下室或底層或?qū)Ｓ脵C(jī)房。如果必須安裝在較高的樓面時(shí)，首先應(yīng)確準(zhǔn)該樓面結(jié)構(gòu)是否能承受機(jī)組的運(yùn)行重量，必要時(shí)可以加固地板，此外，還須確準(zhǔn)該層樓面是否水平；建議根據(jù)機(jī)組運(yùn)行重量分布放置彈簧減震器。2、蒸發(fā)器和冷凝器管路連接要求（1）蒸發(fā)器管路連接要求a、冷卻水管路系統(tǒng)必須先安裝防震軟接頭、溫度計(jì)、壓力表、排水閥、截止閥、水過濾器、止逆閥、靶式流量控制器等，再與冷卻塔進(jìn)出水管路相連。參見管路連接例圖如下：b、供水管路要盡可能短，管路的規(guī)格要根據(jù)水泵的有效揚(yáng)程、管路流量和流速而定，而不依照接頭規(guī)格。c、在冷凝器封頭上裝配有排水、排氣接頭。以螺塞封口。應(yīng)將螺塞替換為（1/4NPT放氣和1/2NPT排水）球閥。d、冷凝器的水口方向可以根據(jù)用戶的要求更改。更改時(shí)需注意以下幾點(diǎn)：*需確認(rèn)正確的隔板位置，使用新的橡膠密封圈。*冷卻水的溫度、流量測量裝置需重新布置。*拆裝水室端蓋時(shí)，緊固螺栓要按一定的順序進(jìn)行：輕輕收緊第一個(gè)螺栓，然后再輕輕收緊位于180°方向的那個(gè)螺栓。繼續(xù)這樣的順序收緊第3個(gè)螺栓，然后再輕輕收緊與第3個(gè)螺栓成180°的第4個(gè)螺栓。依此類推。在完成第一次這圈螺栓的緊固后，重復(fù)此順序直到所有螺栓符合表1對(duì)應(yīng)螺栓的扭矩為止。注：在第一圈收緊螺栓時(shí)不要將螺栓收緊到終了力矩，因?yàn)檫@樣會(huì)使法蘭面翹起而容易漏水。應(yīng)使用力矩扳手，并在第一圈收緊時(shí)將扳手的扭矩調(diào)到終了力矩的三分之一。(2)蒸發(fā)器的管路連接

a、冷凍水管路系統(tǒng)必須安裝防震軟接頭、溫度計(jì)、壓力表、水過濾器、電子除垢儀、止逆閥、靶式流量控制器、排氣閥、排水閥、截止閥、膨脹水箱等。參見冷凍水管路例圖：b、膨脹水箱應(yīng)安裝在高于系統(tǒng)最高處1～1.5米處，水箱容量約為整個(gè)系統(tǒng)水量的1/10。c、在蒸發(fā)器筒體上裝配有排水、排氣接頭。排水口上已裝配1/2”排水銅球閥，排氣口以螺塞封口。應(yīng)將螺塞替換為1/4NPT放氣球閥。d、水管應(yīng)盡量避免垂直方向的變化，在管路的高處與膨脹水箱之間安裝手動(dòng)或自動(dòng)排氣閥。e、進(jìn)水和出水管路的直管段上安裝溫度計(jì)和壓力表，避免將其安裝在太接近彎管的地方。各低點(diǎn)應(yīng)配有放水接頭，以便放清系統(tǒng)中的余水。在操作機(jī)組之前，把截止閥接到放水管路上，裝在進(jìn)水和出水接頭附近。蒸發(fā)器進(jìn)出水管之間應(yīng)有旁通管道，便于管道清洗和檢修。使用柔性接頭可以減少震動(dòng)的傳遞。f、冷凍水管路和膨脹水箱應(yīng)作保溫處理，閥件接頭處應(yīng)留出維護(hù)操作部位。h、管道做過氣密性試驗(yàn)后，再包保溫層，以避免熱傳遞和發(fā)汗，保溫層上應(yīng)罩有防潮密封。3、制冷劑充注要求對(duì)機(jī)組進(jìn)行現(xiàn)場冷媒充注時(shí)，操作如下：（1）用真空泵將機(jī)組真空抽至50Pa以下，12小時(shí)后真空上升低于13Pa表明真空檢查合格。（2）真空合格后，確信冷凍水泵開啟，冷凍水在蒸發(fā)器內(nèi)處于流動(dòng)狀態(tài)時(shí)，通過冷凝器底部的角閥充注孔注入規(guī)定量制冷劑。

4、電氣接線施工要求確認(rèn)主電源的電壓波動(dòng)是在銘牌標(biāo)稱值的±10％范圍之內(nèi)，且電壓的不平衡在±2％以內(nèi)，如果超過這個(gè)范圍，請(qǐng)將機(jī)組保持關(guān)機(jī)狀態(tài)，并立即聯(lián)系當(dāng)?shù)仉娏Σ块T。

相電壓不平衡的計(jì)算公式為：電壓不平衡率%=與平均電壓的最大偏差/平均電壓×100%。

水冷螺桿式冷水機(jī)組一般使用時(shí)間為3000h/年左右（根據(jù)我國氣候地理?xiàng)l件)。為了確保機(jī)組長期安全可靠地正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以及長期使用的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命能夠延長，減少運(yùn)行費(fèi)用，對(duì)機(jī)組經(jīng)常性的科學(xué)維護(hù)和保養(yǎng)工作，是非常重要。

五：維護(hù)及保養(yǎng)

1、除垢：長期運(yùn)行后，機(jī)組殼管式換熱器水側(cè)傳熱表面會(huì)沉積氧化鈣或其他礦物質(zhì)，這些礦物質(zhì)在傳熱表面結(jié)垢較多時(shí)，會(huì)影響傳熱性能而導(dǎo)致電能消耗增加、排氣壓力升高?？刹捎眉姿?、檸檬酸、醋酸等有機(jī)酸清洗。2、冬季關(guān)機(jī)：當(dāng)冬季關(guān)機(jī)時(shí)，應(yīng)清洗機(jī)組內(nèi)外表面，并吹干；必須打開放水閥，放凈殼管換熱器內(nèi)的存水，以防發(fā)生凍結(jié)事故。3、春季開機(jī)：在較長時(shí)間停機(jī)后，要啟動(dòng)機(jī)組時(shí)，應(yīng)做如下準(zhǔn)備工作：(1)徹底檢查和清理機(jī)組。(2)清潔水管路系統(tǒng)。(3)檢查水泵。(4)擰緊所有線路接頭。(5)按要求對(duì)機(jī)組壓縮機(jī)進(jìn)行預(yù)熱。4、系統(tǒng)防凍：如果殼管式換熱器的流道發(fā)生嚴(yán)重結(jié)冰情況，可能造成殼管式換熱器破裂和泄漏，因此對(duì)機(jī)組防凍要特別予以重視，以下三點(diǎn)請(qǐng)用戶特別注意：(1)在較低環(huán)境溫度下停機(jī)備用時(shí)，若機(jī)組放在室外溫度低于0℃的環(huán)境中必須將蒸發(fā)器和冷凝器中的水排盡。放水的具體操作步驟見整機(jī)上的放水標(biāo)識(shí)。(2)運(yùn)行時(shí)，如果冷凍