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水冷螺桿式冷水機原理

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螺桿冷水機組主要由螺桿壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥及電控系統組成。水冷單螺桿冷水機組制冷如下:

(一)雙螺桿制冷壓縮機

雙螺桿制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(gè)連續過(guò)程是靠機體內的一對相互嚙合的陰陽(yáng)轉子旋轉時(shí)產(chǎn)生周期性的容積變化來(lái)實(shí)現。一般陽(yáng)轉子為主動(dòng)轉子,陰轉子為從動(dòng)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(wú)級調節或二、三段式調節,采取油壓活塞增減載方式。常規采用:

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

雙螺桿結構圖:

壓縮原理:

吸氣過(guò)程:氣體經(jīng)吸氣口分別進(jìn)入陰陽(yáng)轉子的齒間容積。

壓縮過(guò)程:轉子旋轉時(shí),陰陽(yáng)轉子齒間容積連通(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(guò)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

利用一個(gè)主動(dòng)轉子和兩個(gè)星輪的嚙合產(chǎn)生壓縮。它的吸氣、壓縮、排氣三個(gè)連續過(guò)程是靠轉子、星輪旋轉時(shí)產(chǎn)生周期性的容積變化來(lái)實(shí)現的。

轉子齒數為六,星輪為十一齒。

主要部件為一個(gè)轉子、兩個(gè)星輪、機體、主軸承、能量調節裝置。

容量可以從10%-100%無(wú)級調節及三或四段式調節。

單螺桿結構圖:

壓縮原理:

吸氣過(guò)程:氣體通過(guò)吸氣口進(jìn)入轉子齒槽。隨著(zhù)轉子的旋轉,星輪依次進(jìn)入與轉子齒槽嚙合的狀態(tài),氣體進(jìn)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(guò)程:隨著(zhù)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(guò)程:壓縮腔前沿轉至排氣口后開(kāi)始排氣,便完成一個(gè)工作循環(huán)。由于星輪對稱(chēng)布置,循環(huán)在每旋轉一周時(shí)便發(fā)生兩次壓縮,排氣量相應是上述一周循環(huán)排氣量的兩倍。

單螺桿制冷壓縮機與雙螺桿制冷壓縮機特點(diǎn)之比較

雙螺桿制冷壓縮機的特點(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(lái)抵消軸向力,軸承使用壽命受影響。

3、油不僅用于螺桿陰陽(yáng)轉子之間之冷卻、密封,并作潤滑及動(dòng)力傳遞(25~60%的動(dòng)力)。運行時(shí)一般需持續起動(dòng)油泵。油耗量大,油路系統復雜。

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的十分之一。

6、單級壓縮比高。低溫工況時(shí)可以采取獨有的經(jīng)濟器結構,節能性好,但成本相應有所提高。

7、壓縮機效率比單螺桿略高。

8、單機頭最大制冷量較單螺桿大。

9、對液擊不敏感,可以濕行程運轉。

單螺桿壓縮機之主要特性及優(yōu)點(diǎn):

1、使用壽命長(cháng),可靠性極高。

基于下列理由故有很長(cháng)耐用壽命(一般25年以上):

(a)螺桿轉子與星輪間的嚙合壓縮為金屬與非金屬。轉子材料為六齒鋼制涂鋁保護層,星輪為十一齒52層增強纖維復合強化材料??梢詫?shí)現柔性零間隙接觸密封。

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

(c)由于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(shí),為雙螺桿的3~5倍。

(d)運轉時(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)濟有效之潤滑。無(wú)油潤滑方式,不需要復雜的油路系統,只須少量冷凍機油,油路較雙螺桿簡(jiǎn)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。星輪可以單獨拆卸,維修簡(jiǎn)便。

(f)由于星輪處于一種柔性承載狀態(tài),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)半封閉單螺桿電機液體冷卻,保持長(cháng)期冷卻狀態(tài),電機壽命長(cháng)。

(h)由于轉子受力平衡,軸封負荷極度小,壽命長(cháng),遠高于雙螺桿壓縮機軸封壽命。

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)半封閉單螺桿電機液體冷卻,電機效率高。

3、由于六齒轉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,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。一般比同級雙螺桿低0.8~5dB(A)(3ft)。

4、運轉時(shí)極度平穩,振動(dòng)值低于0.14Ips。雙螺桿壓縮機則明顯高于此值。

5、現場(chǎng)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(chēng)其產(chǎn)品也便于維修服務(wù)。

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