蒸汽壓縮式制冷循環(huán)包括壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)等四個的過程。
壓縮過程:蒸發(fā)器中的制冷劑蒸汽被螺桿壓縮機吸入后,原動機(一般為電動機)通過壓縮機葉輪對其施加能量,使制冷劑蒸汽的壓力提高并進入冷凝器;與此同時,制冷劑蒸汽的溫度在壓縮終了時也相應(yīng)提高。
冷凝過程:由壓縮機來的高壓、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,同時在飽和壓力(冷凝溫度所對應(yīng)的冷凝壓力)下,冷凝成為液體。這時,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,發(fā)生減壓膨脹,壓力、溫度都降低,變?yōu)榈蛪?、低溫液體進入蒸發(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,同時使載冷劑的溫度降低,從而實現(xiàn)人工制冷,蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑蒸汽又被壓縮機吸入進行壓縮,重復(fù)上述壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)過程。如此周而復(fù)始,達到連續(xù)制冷(制熱)的目的。制冷量正比于壓縮機的吸入流量。螺桿壓縮機在其內(nèi)部裝配了滑閥機構(gòu),用它來控制壓縮機的吸入流量,亦可控制制冷劑的蒸發(fā)量,從而實現(xiàn)制冷量可以在一定范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)。
單螺桿式冷水機組
單螺桿式冷水機組采用單螺桿壓縮機和配套的制冷系統(tǒng),具有結(jié)構(gòu)簡單、運行穩(wěn)定、維護方便等優(yōu)點。其主要缺點是制冷效率相對較低,相比雙螺桿式冷水機組能效比稍遜一籌。此外,單螺桿式冷水機組的可靠性相對較差,容易出現(xiàn)軸封泄漏和磨損等問題。
選用螺桿冷水機時,應(yīng)該留意名義工況的條件。冷水機的實際制冷量與下列兩點有關(guān):a、冷水出水溫度和流量;b、冷卻水的進水溫度、流量以及污垢系數(shù)。
螺桿冷水機的選用應(yīng)當(dāng)依照冷負(fù)荷以及準(zhǔn)備用于哪方面來思忖。對于低負(fù)荷運行工況時間較長的制冷系統(tǒng),適合選擇多機頭活塞式壓縮機組或螺桿式壓縮機組,便于調(diào)理和節(jié)能,也就是我們常說的雙機頭螺桿式冷水機,可隨著負(fù)荷的變化,螺桿式冷水機組自動確定開機的數(shù)量,的壓縮機處于佳工作狀態(tài),從而有效節(jié)約電能。
螺桿式冷水機有水冷式冷水機和風(fēng)冷式冷水機。水冷式冷水機組需要與冷卻塔配合使用。
優(yōu)點:
結(jié)構(gòu)簡單,運動部件少,易損件少,僅為活塞式的1/10,故障率低,螺桿壓縮機壽命長。
螺桿式壓縮機螺桿式冷水機組圓周運動平穩(wěn),低負(fù)荷運行時無“喘振”現(xiàn)象,噪音低,振動小。
螺桿壓縮機壓縮比可高達20,EER值高。
調(diào)節(jié)方便,10%~范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié),部分負(fù)載,節(jié)電顯著。
體積小、重量輕,由于采用螺桿式壓縮機,可組裝成全封閉大容量機組。
帶有螺桿式壓縮機的螺桿式冷水機組對濕沖程不敏感。
屬于正壓操作,不存在外界空氣侵入和腐蝕的問題。
螺桿式壓縮機的工作原理:
依靠嚙合運動著的一對陰陽轉(zhuǎn)子,借助它們的齒、齒槽與機殼內(nèi)壁所構(gòu)成的呈“V”字形的一對齒間容積呈周期性大小變化,來完成制冷劑氣體吸入—壓縮—排出的工作過程。
螺桿冷水機壓縮機,運轉(zhuǎn)噪音極低,根據(jù)這個特點可以將機房位置設(shè)置在工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備附近,或者放置在高層,可實現(xiàn)較低的揚程,減少安裝和運行成本開支。有效提升整體機組運行經(jīng)濟性。螺桿式冷水機適應(yīng)更復(fù)雜更惡劣的場合,螺桿式壓縮機蒸汽溫度低,冷凝器結(jié)垢周期相比活塞式冷水機更長,所以運行采用螺桿式更有助于后期運行穩(wěn)定,節(jié)省維護成本。