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(dá)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。
螺桿式冷水機的優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單,運動部件少,易損件少,僅是活塞式的1/10,故障率低,壽命長。圓周運動平穩(wěn),低負(fù)荷運轉(zhuǎn)時無“喘振”現(xiàn)象,噪音低,振動小。
螺桿式冷水機組是以各種形式的螺桿壓縮機為主機的冷水機組。它是由螺桿式制冷壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、熱力膨脹閥、油分離器以及自控元件和儀表等組成的組裝式制冷裝置。螺桿式冷水機組在我國制冷空調(diào)領(lǐng)域內(nèi)得到越來越廣泛的應(yīng)用,其典型制冷量范圍為700~1000kW。