水冷螺桿式冷水機(jī)原理
螺桿冷水機(jī)組主要由螺桿壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥及電控系統(tǒng)組成。水冷單螺桿冷水機(jī)組制冷如下:
(一)雙螺桿制冷壓縮機(jī)
雙螺桿制冷壓縮機(jī)是一種能量可調(diào)式噴油壓縮機(jī)。它的吸氣、壓縮、排氣三個(gè)連續(xù)過程是靠機(jī)體內(nèi)的一對(duì)相互嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生周期性的容積變化來實(shí)現(xiàn)。一般陽轉(zhuǎn)子為主動(dòng)轉(zhuǎn)子,陰轉(zhuǎn)子為從動(dòng)轉(zhuǎn)子。
主要部件:雙轉(zhuǎn)子、機(jī)體、主軸承、軸封、平衡活塞及能量調(diào)節(jié)裝置。
容量15~100%無級(jí)調(diào)節(jié)或二、三段式調(diào)節(jié),采取油壓活塞增減載方式。常規(guī)采用:
徑向和軸向均為滾動(dòng)軸承;開啟式設(shè)有油分離器、儲(chǔ)油箱和油泵;封閉式為差壓供油進(jìn)行潤滑、噴油、冷卻和驅(qū)動(dòng)滑閥容量調(diào)節(jié)之活塞移動(dòng)。
雙螺桿結(jié)構(gòu)圖:
壓縮原理:
吸氣過程:氣體經(jīng)吸氣口分別進(jìn)入陰陽轉(zhuǎn)子的齒間容積。
壓縮過程:轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí),陰陽轉(zhuǎn)子齒間容積連通(V型空間),由于齒的互相嚙合,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(gè)工作循環(huán)。
(二)單螺桿制冷壓縮機(jī)
利用一個(gè)主動(dòng)轉(zhuǎn)子和兩個(gè)星輪的嚙合產(chǎn)生壓縮。它的吸氣、壓縮、排氣三個(gè)連續(xù)過程是靠轉(zhuǎn)子、星輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生周期性的容積變化來實(shí)現(xiàn)的。
轉(zhuǎn)子齒數(shù)為六,星輪為十一齒。
主要部件為一個(gè)轉(zhuǎn)子、兩個(gè)星輪、機(jī)體、主軸承、能量調(diào)節(jié)裝置。
容量可以從10%-100%無級(jí)調(diào)節(jié)及三或四段式調(diào)節(jié)。
單螺桿結(jié)構(gòu)圖:
壓縮原理:
吸氣過程:氣體通過吸氣口進(jìn)入轉(zhuǎn)子齒槽。隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),星輪依次進(jìn)入與轉(zhuǎn)子齒槽嚙合的狀態(tài),氣體進(jìn)入壓縮腔(轉(zhuǎn)子齒槽曲面、機(jī)殼內(nèi)腔和星輪齒面所形成的密閉空間)。
壓縮過程:隨著轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),壓縮腔容積不斷減小,氣體隨壓縮直至壓縮腔前沿轉(zhuǎn)至排氣口。
排氣過程:壓縮腔前沿轉(zhuǎn)至排氣口后開始排氣,便完成一個(gè)工作循環(huán)。由于星輪對(duì)稱布置,循環(huán)在每旋轉(zhuǎn)一周時(shí)便發(fā)生兩次壓縮,排氣量相應(yīng)是上述一周循環(huán)排氣量的兩倍。
單螺桿制冷壓縮機(jī)與雙螺桿制冷壓縮機(jī)特點(diǎn)之比較
雙螺桿制冷壓縮機(jī)的特點(diǎn):
1、需噴油壓縮(也可采用少量噴液)。一旦失油時(shí)可能產(chǎn)生金屬與金屬的嚙合摩擦,影響運(yùn)行和轉(zhuǎn)子壽命。
2、轉(zhuǎn)子徑向負(fù)荷及軸向推力大,尤其是軸向推力非常大,需體積和強(qiáng)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、油不僅用于螺桿陰陽轉(zhuǎn)子之間之冷卻、密封,并作潤滑及動(dòng)力傳遞(25~60%的動(dòng)力)。運(yùn)行時(shí)一般需持續(xù)起動(dòng)油泵。油耗量大,油路系統(tǒng)復(fù)雜。
4、一般軸承壽命為20,000~30,000小時(shí),30,000小時(shí)即需大修。
5、主要部件僅為活塞式制冷壓縮機(jī)的十分之一。
6、單級(jí)壓縮比高。低溫工況時(shí)可以采取獨(dú)有的經(jīng)濟(jì)器結(jié)構(gòu),節(jié)能性好,但成本相應(yīng)有所提高。
7、壓縮機(jī)效率比單螺桿略高。
8、單機(jī)頭最大制冷量較單螺桿大。
9、對(duì)液擊不敏感,可以濕行程運(yùn)轉(zhuǎn)。
單螺桿壓縮機(jī)之主要特性及優(yōu)點(diǎn):
1、使用壽命長,可靠性極高。
基于下列理由故有很長耐用壽命(一般25年以上):
(a)螺桿轉(zhuǎn)子與星輪間的嚙合壓縮為金屬與非金屬。轉(zhuǎn)子材料為六齒鋼制涂鋁保護(hù)層,星輪為十一齒52層增強(qiáng)纖維復(fù)合強(qiáng)化材料??梢詫?shí)現(xiàn)柔性零間隙接觸密封。
(b)零部件及易損件極少,主要運(yùn)動(dòng)部件僅為五件,一個(gè)轉(zhuǎn)子,兩個(gè)星輪,兩個(gè)滑閥。
(c)由于轉(zhuǎn)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(shè)計(jì)壽命達(dá)100,000小時(shí),為雙螺桿的3~5倍。
(d)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)采取噴液取代噴油,密封、潤滑和冷卻效果更好,嚙合阻力低,具有經(jīng)濟(jì)有效之潤滑。無油潤滑方式,不需要復(fù)雜的油路系統(tǒng),只須少量冷凍機(jī)油,油路較雙螺桿簡明。
(e)20,000小時(shí)后方需檢查,30,000~40,000小時(shí)后方需較大保養(yǎng)。星輪可以單獨(dú)拆卸,維修簡便。
(f)由于星輪處于一種柔性承載狀態(tài),可以調(diào)整它與主轉(zhuǎn)子之間的間隙,所以液擊不敏感,可以濕行程運(yùn)轉(zhuǎn)。
(g)半封閉單螺桿電機(jī)液體冷卻,保持長期冷卻狀態(tài),電機(jī)壽命長。
(h)由于轉(zhuǎn)子受力平衡,軸封負(fù)荷極度小,壽命長,遠(yuǎn)高于雙螺桿壓縮機(jī)軸封壽命。
2、效率高。
(a)轉(zhuǎn)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)半封閉單螺桿電機(jī)液體冷卻,電機(jī)效率高。
3、由于六齒轉(zhuǎn)子與十一齒星輪嚙合時(shí)分散和減少了排氣脈動(dòng),從而使排氣平穩(wěn),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(jí)雙螺桿低0.8~5dB(A)(3ft)。
4、運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)極度平穩(wěn),振動(dòng)值低于0.14Ips。雙螺桿壓縮機(jī)則明顯高于此值。
5、現(xiàn)場便于維修,可從頂部或底部拆卸星輪進(jìn)行維修。目前僅有CARRIER的23XL系列聲稱其產(chǎn)品也便于維修服務(wù)。
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