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(guò)程是靠機(jī)體內(nèi)的一對(duì)相互嚙合的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生周期性的容積變化來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般陽(yáng)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(wú)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(kāi)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(rùn)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(guò)程：氣體經(jīng)吸氣口分別進(jìn)入陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子的齒間容積。

壓縮過(guò)程：轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，陰陽(yáng)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(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(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(guò)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(lái)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(wú)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(guò)程：氣體通過(guò)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(guò)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(guò)程：壓縮腔前沿轉(zhuǎn)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(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(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(zhuǎn)子之間之冷卻、密封，并作潤(rùn)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(zhǎng)，可靠性極高。

基于下列理由故有很長(zhǎng)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。可以實(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(rùn)滑和冷卻效果更好，嚙合阻力低，具有經(jīng)濟(jì)有效之潤(rùn)滑。無(wú)油潤(rùn)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(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(yǎng)。星輪可以單獨(dú)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(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(zhǎng)期冷卻狀態(tài)，電機(jī)壽命長(zhǎng)。

(h)由于轉(zhuǎn)子受力平衡，軸封負(fù)荷極度小，壽命長(zhǎng)，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(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系列聲稱其產(chǎn)品也便于維修服務(wù)。

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