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公司動態(tài)
螺桿式冷水機組工作原理及運用
點擊次數(shù):4507 發(fā)布時間:2012-4-6
螺桿式冷水機組/原理
螺桿式冷水機組因其關(guān)鍵部件-壓縮機采用螺桿式故名螺桿式冷水機,機組由蒸發(fā)器出來的狀態(tài)為氣體的冷媒;經(jīng)壓縮機絕熱壓縮以后,變成高溫高壓狀態(tài)。被壓縮后的氣體冷媒,在冷凝器中,等壓冷卻冷凝,經(jīng)冷凝后變化成液態(tài)冷媒,再經(jīng)節(jié)流閥膨脹到低壓,變成氣液混合物。其中低溫低壓下的液態(tài)冷媒,在蒸發(fā)器中吸收被冷物質(zhì)的熱量,重新變成氣態(tài)冷媒。氣態(tài)冷媒經(jīng)管道重新進(jìn)入壓縮機,開始新的循環(huán)。這就是冷凍循環(huán)的四個過程。也是螺桿式冷水機組的主要工作原理。
螺桿式冷水機組應(yīng)用
螺桿式冷水機組/的功率與相比渦旋式的相對較大,主要應(yīng)用于*空調(diào)系統(tǒng)或大型工業(yè)制冷方面
(一)雙螺桿冷水機組制冷壓縮機(twin screw compressor)
雙螺桿制冷壓縮機是一種能量可調(diào)式噴油壓縮機。它的吸氣、壓縮、排氣三個連續(xù)過程是靠機體內(nèi)的一對相互嚙合的陰陽轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生周期性的容積變化來實現(xiàn)。一般陽轉(zhuǎn)子為主動轉(zhuǎn)子,陰轉(zhuǎn)子為從動轉(zhuǎn)子。
主要部件:雙轉(zhuǎn)子、機體、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軸承;開啟式設(shè)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(qū)動滑閥容量調(diào)節(jié)之活塞移動。
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,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,完成一個工作循環(huán)。
(二)單螺桿冷水機組制冷壓縮機(single screw compressor)
利用一個主動轉(zhuǎn)子和兩個星輪的嚙合產(chǎn)生壓縮。它的吸氣、壓縮、排氣三個連續(xù)過程是靠轉(zhuǎn)子、星輪旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生周期性的容積變化來實現(xiàn)的。
轉(zhuǎn)子齒數(shù)為六,星輪為十一齒。
主要部件為一個轉(zhuǎn)子、兩個星輪、機體、主軸承、能量調(diào)節(jié)裝置。
容量可以從10%-100%無級調(diào)節(jié)及三或四段式調(diào)節(jié)。
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,便完成一個工作循環(huán)。由于星輪對稱布置,循環(huán)在每旋轉(zhuǎn)一周時便發(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。
產(chǎn)品選用要點
1. 螺桿式冷水機組的主要控制參數(shù)為制冷性能系數(shù),額定制冷量,輸入功率以及制冷劑類型等。
2. 螺桿式冷水機組的選用應(yīng)根據(jù)冷負(fù)荷及用途來考慮。對于低負(fù)荷運轉(zhuǎn)工況時間較長的制冷系統(tǒng),宜選用多機頭活塞式壓縮機組或螺桿式壓縮機組,便于調(diào)節(jié)和節(jié)能。
3. 選用螺桿式冷水機組時,優(yōu)先考慮性能系數(shù)值較高的機組。根據(jù)資料統(tǒng)計,一般冷水機組全年在100% 負(fù)荷下運行時間約占總運行時間的1/4 以下。總運行時間內(nèi)100%、75%、50%、25% 負(fù)荷的運行時間比例大致為2.3%、41.5%、46.1%、10.1%。因此,在選用冷水機組時應(yīng)優(yōu)先考慮效率曲線比較平坦的機型。同時,在設(shè)計選用時應(yīng)考慮冷水機組負(fù)荷的調(diào)節(jié)范圍。多機頭螺桿式冷水機組部分負(fù)荷性能優(yōu)良,可根據(jù)實際情況選用。
4. 選用冷水機組時,應(yīng)注意名義工況的條件。冷水機組的實際產(chǎn)冷量與下列因素有關(guān):
a) 冷水出水溫度和流量;
b) 冷卻水的進(jìn)水溫度、流量以及污垢系數(shù)。
5. 選用冷水機組時,應(yīng)注意該型號機組的正常工作范圍,主要是主電機的電流限值是名義工況下的軸功率的電流值。
6. 在設(shè)計選用中應(yīng)注意:在名義工況流量下,冷水的出口溫度不應(yīng)超過15℃,風(fēng)冷機組室外干球溫度不應(yīng)超過43℃。若必須超過上述范圍時,應(yīng)了解壓縮機的使用范圍是否允許,所配主電機的功率是否足夠。
常見故障及處理
1.高壓故障
壓縮機排氣壓力過高,導(dǎo)致高壓保護(hù)繼電器動作。壓縮機排氣壓力反映的是冷凝壓力,正常值應(yīng)在1.4~1. 6MPa,保護(hù)值設(shè)定為2.0MPa。若是長期壓力過高,會導(dǎo)致壓縮機運行電流過大,易燒電機,還易造成壓縮機排氣口閥片損壞。產(chǎn)生高壓故障的原因如下:
(1)冷卻水溫偏高,冷凝效果不良。冷水機組要求的冷卻水額定工況在30~35℃,水溫高,散熱不良,必然導(dǎo)致冷凝壓力高,這種現(xiàn)象往往發(fā)生在高溫季節(jié)。造成水溫高的原因可能是:冷卻塔故障,如風(fēng)機未開甚至反轉(zhuǎn),布水器不轉(zhuǎn),表現(xiàn)為冷卻水溫度很高,而且快速升高;外界氣溫高,水路短,可循環(huán)的水量少,這種情況冷卻水溫度一般維持在較高的水平,可以采取增加儲水池的辦法予以解決。
(2)冷卻水流量不足,達(dá)不到額定水流量。主要表現(xiàn)是機組進(jìn)出水壓力差變小(與系統(tǒng)投入運行之初的壓力差相比),溫差變大。造成水流量不足的原因是系統(tǒng)缺水或存有空氣,解決辦法是在管道高處安裝排氣閥進(jìn)行排氣;管道過濾器堵塞或選用過細(xì),透水能力受限,應(yīng)選用合適的過濾器并定期清理過濾網(wǎng);水泵選用較小,與系統(tǒng)不配套。
(3)冷凝器結(jié)垢或堵塞。冷凝水一般用自來水,在30℃以上時很容易結(jié)垢,而且由于冷卻塔是開式的,直接暴露在空氣中,灰塵異物很容易進(jìn)入冷卻水系統(tǒng),造成冷凝器臟堵,換熱面積小,效率低,而且也影響水流量。其表現(xiàn)是機組進(jìn)出水壓力差、溫差變大,用手摸冷凝器上下溫度都很高,冷凝器出液銅管燙手。應(yīng)定期對機組進(jìn)行反沖洗,必要時進(jìn)行化學(xué)清洗除垢。
(4)制冷劑充注過多。這種情況一般發(fā)生在維修之后,表現(xiàn)為吸排氣壓力、平衡壓力都偏高,壓縮機運行電流也偏高。應(yīng)在額定工況下根據(jù)吸排氣壓力和平衡壓力以及運行電流放氣,直至正常。
(5)制冷劑內(nèi)混有空氣、氮氣等不凝結(jié)氣體。這種情況一般發(fā)生在維修后,抽真空不*。只能排掉,重新抽真空,重新充注制冷劑。
(6)電氣故障引起的誤報。由于高壓保護(hù)繼電器受潮、接觸不良或損壞,單元電子板受潮或損壞,通信故障引起誤報。這種假故障,往往電子板上的HP故障指示燈不亮或微亮,高壓保護(hù)繼電器手動復(fù)位無效,電腦顯示“HP RESET”,或自動消失,測壓縮機運行電流正常,吸排氣壓力也正常。
2.低壓故障
壓縮機吸氣壓力過低,導(dǎo)致低壓保護(hù)繼電器動作。壓縮機吸氣壓力反映的是蒸發(fā)壓力,正常值應(yīng)在0.4~0. 6MPa,保護(hù)值設(shè)定為0. 2MPa。吸氣壓力低,則回氣量少,制冷量不足,造成電能的浪費,對于回氣冷卻的壓縮機馬達(dá)散熱不良,易損壞電機。產(chǎn)生低壓故障的原因如下:
(1)制冷劑不足或泄漏。若是制冷劑不足,只是部分泄漏,則停機時平衡壓力可能較高,而開機后吸氣壓力較低,排氣壓力也較低,壓縮機運行電流較小,運行時間較短即報低壓故障,電腦顯示“LP CURRENT”,同時單元電子板LP故障指示燈亮,幾秒鐘后電腦顯示“LP RESET”,單元電子板LP故障指示燈滅。
若是制冷劑大部分泄漏,則平衡壓力很低,開機即報低壓故障,若是吸氣測壓力低于0. 2MPa,則不能開機,電腦顯示“LPCURRENT”,單元電子板LP故障指示燈亮。
還有一種可能是制冷劑足夠,但膨脹閥開啟度過小或堵塞(或制冷劑管路不暢通),也可能造成低壓故障。這種情況往往平衡壓力較高,但運行時吸氣壓力很低,排氣壓力很高,壓縮機運行電流也很大,同時閥溫也很低,膨脹閥結(jié)霜,停機后壓力很長時間才能恢復(fù)平衡。這種情況一般發(fā)生在低溫期運行或每年的運行初期,運行一段時間后可恢復(fù)正常。
(2)冷媒水流量不足,吸收的熱量少,制冷劑蒸發(fā)效果差,而且是過冷過飽和蒸汽,易產(chǎn)生濕壓縮,表現(xiàn)為機組進(jìn)出水壓力差變小,溫差變大,吸氣溫度低,吸氣口有結(jié)霜現(xiàn)象。造成水流量不足的原因是:系統(tǒng)內(nèi)存有空氣或缺水,解決辦法是在管道高處安裝排氣閥進(jìn)行排氣;管道過濾器堵塞或選用過細(xì),透水能力受限,應(yīng)選用合適的過濾器并定期清理過濾網(wǎng);水泵選用較小,與系統(tǒng)不配套,應(yīng)選用較大的水泵,或啟用備用水泵。
(3)蒸發(fā)器堵塞,換熱不良,制冷劑不能蒸發(fā),其危害與缺水一樣,不同的是表現(xiàn)為進(jìn)出水壓力差變大,吸氣口也會出現(xiàn)結(jié)霜,因此應(yīng)定期對機組進(jìn)行反沖洗。
(4)電氣故障引起誤報。由于低壓保護(hù)繼電器受潮短路、接觸不良或損壞,單元電子板受潮或損壞,通信故障引起的誤報。
(5)外界氣溫較低,冷卻水溫度很低時開機運行,也會發(fā)生低壓故障;機組運行時,由于沒有足夠的預(yù)熱,冷凍油溫度低,制冷劑沒有充分分離,也會發(fā)生低壓故障。對于前一種情況,可以采取關(guān)閉冷卻塔,節(jié)流冷卻水等措施,以提高冷卻水溫度。對于后一種情況,則延長預(yù)熱時間,冷凍油溫度回升后一般可恢復(fù)正常。
3.低閥溫故障
膨脹閥出口溫度反映的是蒸發(fā)溫度,是影響換熱的一個因素,一般它與冷媒水出水溫度差5~6℃。當(dāng)發(fā)生低閥溫故障時,壓縮機會停機,當(dāng)閥溫回升后,自動恢復(fù)運行,保護(hù)值為-2℃。產(chǎn)生低閥溫故障的原因如下:
(1)制冷劑少量泄漏,一般表現(xiàn)為低閥溫故障而不是低壓故障。制冷劑不足,在膨脹閥出口處即蒸發(fā),造成降溫,表現(xiàn)為膨脹閥出口出現(xiàn)結(jié)霜,同時吸氣口溫度較高(過熱蒸汽)制冷量下降,降溫慢。
(2)膨脹閥堵塞或開啟度太小,系統(tǒng)不干凈,如維修后制冷劑管路未清理干凈,制冷劑不純或含水分。
(3)冷媒水流量不足或蒸發(fā)器堵塞,換熱不良造成蒸發(fā)溫度低,吸氣溫度也低,而膨脹閥的開度是根據(jù)吸氣溫度來調(diào)節(jié)的,溫度低則開度小,從而造成低閥溫故障。
(4)電氣故障引起的誤報,如閥溫線接觸不良,導(dǎo)致電腦顯示-5℃不變。
4.壓縮機過熱故障
壓縮機馬達(dá)繞組內(nèi)嵌有熱敏電阻,阻值一般為1kΩ。繞組過熱時,阻值會迅速增大,超過141kΩ時,熱保護(hù)模塊SSM動作,切斷機組運行,同時顯示過熱故障,TH故障指示燈亮。產(chǎn)生壓縮機過熱故障的原因如下:
(1)壓縮機負(fù)荷過大,過電流運行。可能的原因是:冷卻水溫太高、制冷劑充注過多或制冷系統(tǒng)內(nèi)有空氣等不凝結(jié)氣體,導(dǎo)致壓縮機負(fù)荷大,表現(xiàn)為過電流,并伴有高壓故障。
(2)電氣故障造成的壓縮機過電流運行。如三相電源電壓過低或三相不平衡,導(dǎo)致電流或某一相電流過大;交流接觸器損壞,觸點燒蝕,造成接觸電流過大或因缺相而電流過大。
(3)過熱保護(hù)模塊SSM受潮或損壞,中間繼電器損壞,觸點不良,表現(xiàn)為開機即出現(xiàn)過熱故障,壓縮機不能啟動。如果單元電子板故障或通信故障,也可能假報過熱故障。
5.通信故障
電腦控制器對各個模塊的控制是通過通信線和總接口板來實現(xiàn)的,造成通信故障的主要原因是通信線路接觸不良或斷路,特別是接口受潮氧化造成接觸不良,另外單元電子板或總接口板故障,地址撥碼開關(guān)選擇不當(dāng),電源故障都可造成通信故障。了處理的方法。