螺桿式冷水機(jī)組原理

螺桿式冷水機(jī)組因其關(guān)鍵部件-壓縮機(jī)采用螺桿式故名螺桿式冷水機(jī)，機(jī)組由蒸發(fā)器出來(lái)的狀態(tài)為氣體的冷媒,；經(jīng)壓縮機(jī)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(jī),，開(kāi)始新的循環(huán)。這就是冷凍循環(huán)的四個(gè)過(guò)程,。也是螺桿式冷水機(jī)組的主要工作原理,。

螺桿式冷水機(jī)組應(yīng)用

螺桿式冷水機(jī)組的功率與相比渦旋式的相對(duì)較大，主要應(yīng)用于中央空調(diào)系統(tǒng)或大型工業(yè)制冷方面

（一）雙螺桿冷水機(jī)組制冷壓縮機(jī)（twin screw compressor）

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),。

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）單螺桿冷水機(jī)組制冷壓縮機(jī)（single screw compressor）

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),。

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(chēng)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,。

產(chǎn)品選用要點(diǎn)

1. 螺桿式冷水機(jī)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(lèi)型等,。

2. 螺桿式冷水機(jī)組的選用應(yīng)根據(jù)冷負(fù)荷及用途來(lái)考慮。對(duì)于低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)工況時(shí)間較長(zhǎng)的制冷系統(tǒng),，宜選用多機(jī)頭活塞式壓縮機(jī)組或螺桿式壓縮機(jī)組,，便于調(diào)節(jié)和節(jié)能。

3. 選用螺桿式冷水機(jī)組時(shí),，**考慮性能系數(shù)值較高的機(jī)組,。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，一般冷水機(jī)組全年在100% 負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)間約占總運(yùn)行時(shí)間的1/4 以下,?？傔\(yùn)行時(shí)間內(nèi)100%、75%,、50%,、25% 負(fù)荷的運(yùn)行時(shí)間比例大致為2.3%,、41.5%,、46.1%,、10.1%。因此,，在選用冷水機(jī)組時(shí)應(yīng)**考慮效率曲線(xiàn)比較平坦的機(jī)型,。同時(shí)，在設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)考慮冷水機(jī)組負(fù)荷的調(diào)節(jié)范圍,。多機(jī)頭螺桿式冷水機(jī)組部分負(fù)荷性能優(yōu)良,，可根據(jù)實(shí)際情況選用。

4. 選用冷水機(jī)組時(shí),，應(yīng)注意名義工況的條件,。冷水機(jī)組的實(shí)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(jī)組時(shí)，應(yīng)注意該型號(hào)機(jī)組的正常工作范圍,，主要是主電機(jī)的電流限值是名義工況下的軸功率的電流值,。

6. 在設(shè)計(jì)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(guò)15℃,，風(fēng)冷機(jī)組室外干球溫度不應(yīng)超過(guò)43℃,。若必須超過(guò)上述范圍時(shí)，應(yīng)了解壓縮機(jī)的使用范圍是否允許,，所配主電機(jī)的功率是否足夠,。

常見(jiàn)故障及處理

1．高壓故障 

壓縮機(jī)排氣壓力過(guò)高，導(dǎo)致高壓保護(hù)繼電器動(dòng)作,。壓縮機(jī)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(zhǎng)期壓力過(guò)高,，會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)運(yùn)行電流過(guò)大，易燒電機(jī),，還易造成壓縮機(jī)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(jī)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(jī)未開(kāi)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(chǔ)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(jī)組進(jìn)出水壓力差變小（與系統(tǒng)投入運(yùn)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(guò)濾器堵塞或選用過(guò)細(xì),，透水能力受限，應(yīng)選用合適的過(guò)濾器并定期清理過(guò)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(lái)水,，在30℃以上時(shí)很容易結(jié)垢，而且由于冷卻塔是開(kāi)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(jī)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(duì)機(jī)組進(jìn)行反沖洗，必要時(shí)進(jìn)行化學(xué)清洗除垢,。

(4)制冷劑充注過(guò)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(jī)運(yùn)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(yùn)行電流放氣，直至正常,。

(5)制冷劑內(nèi)混有空氣,、氮?dú)獾炔荒Y(jié)氣體,。這種情況一般發(fā)生在維修后,，抽真空不徹底。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(bào),。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(bào),。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(dòng)復(fù)位無(wú)效,，電腦顯示“HP RESET”，或自動(dòng)消失,，測(cè)壓縮機(jī)運(yùn)行電流正常,，吸排氣壓力也正常。

2．低壓故障 

壓縮機(jī)吸氣壓力過(guò)低,，導(dǎo)致低壓保護(hù)繼電器動(dòng)作,。壓縮機(jī)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(fèi)，對(duì)于回氣冷卻的壓縮機(jī)馬達(dá)散熱不良,，易損壞電機(jī),。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(jī)時(shí)平衡壓力可能較高,，而開(kāi)機(jī)后吸氣壓力較低，排氣壓力也較低,，壓縮機(jī)運(yùn)行電流較小,，運(yùn)行時(shí)間較短即報(bào)低壓故障，電腦顯示“LP CURRENT”,，同時(shí)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(kāi)機(jī)即報(bào)低壓故障,，若是吸氣測(cè)壓力**0. 2MPa,，則不能開(kāi)機(jī)，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(kāi)啟度過(guò)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(yùn)行時(shí)吸氣壓力很低,，排氣壓力很高,，壓縮機(jī)運(yùn)行電流也很大，同時(shí)閥溫也很低,，膨脹閥結(jié)霜,，停機(jī)后壓力很長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)平衡。這種情況一般發(fā)生在低溫期運(yùn)行或每年的運(yùn)行初期,，運(yùn)行一段時(shí)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(guò)冷過(guò)飽和蒸汽，易產(chǎn)生濕壓縮,，表現(xiàn)為機(jī)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(guò)濾器堵塞或選用過(guò)細(xì),，透水能力受限,，應(yīng)選用合適的過(guò)濾器并定期清理過(guò)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(huì)出現(xiàn)結(jié)霜,，因此應(yīng)定期對(duì)機(jī)組進(jìn)行反沖洗,。

(4)電氣故障引起誤報(bào)。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(bào),。

(5)外界氣溫較低，冷卻水溫度很低時(shí)開(kāi)機(jī)運(yùn)行,，也會(huì)發(fā)生低壓故障,；機(jī)組運(yùn)行時(shí)，由于沒(méi)有足夠的預(yù)熱,，冷凍油溫度低,，制冷劑沒(méi)有充分分離，也會(huì)發(fā)生低壓故障,。對(duì)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(duì)于后一種情況，則延長(zhǎng)預(yù)熱時(shí)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(gè)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(shí)，壓縮機(jī)會(huì)停機(jī),，當(dāng)閥溫回升后,，自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)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(shí)吸氣口溫度較高（過(guò)熱蒸汽）制冷量下降,，降溫慢,。

(2)膨脹閥堵塞或開(kāi)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(kāi)度是根據(jù)吸氣溫度來(lái)調(diào)節(jié)的,，溫度低則開(kāi)度小,，從而造成低閥溫故障。

(4)電氣故障引起的誤報(bào),，如閥溫線(xiàn)接觸不良,，導(dǎo)致電腦顯示-5℃不變。

4．壓縮機(jī)過(guò)熱故障 

壓縮機(jī)馬達(dá)繞組內(nèi)嵌有熱敏電阻,，阻值一般為1kΩ,。繞組過(guò)熱時(shí)，阻值會(huì)迅速增大,，超過(guò)141kΩ時(shí),，熱保護(hù)模塊SSM動(dòng)作，切斷機(jī)組運(yùn)行,，同時(shí)顯示過(guò)熱故障,，TH故障指示燈亮。產(chǎn)生壓縮機(jī)過(guò)熱故障的原因如下：

(1)壓縮機(jī)負(fù)荷過(guò)大,，過(guò)電流運(yùn)行,。可能的原因是：冷卻水溫太高,、制冷劑充注過(guò)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(jī)負(fù)荷大，表現(xiàn)為過(guò)電流，并伴有高壓故障,。

(2)電氣故障造成的壓縮機(jī)過(guò)電流運(yùn)行,。如三相電源電壓過(guò)低或三相不平衡，導(dǎo)致電流或某一相電流過(guò)大,；交流接觸器損壞,，觸點(diǎn)燒蝕，造成接觸電流過(guò)大或因缺相而電流過(guò)大,。

(3)過(guò)熱保護(hù)模塊SSM受潮或損壞,，中間繼電器損壞，觸點(diǎn)不良,，表現(xiàn)為開(kāi)機(jī)即出現(xiàn)過(guò)熱故障,，壓縮機(jī)不能啟動(dòng)。如果單元電子板故障或通信故障,，也可能假報(bào)過(guò)熱故障,。

5．通信故障 

電腦控制器對(duì)各個(gè)模塊的控制是通過(guò)通信線(xiàn)和總接口板來(lái)實(shí)現(xiàn)的，造成通信故障的主要原因是通信線(xiàn)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(kāi)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。