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1、空调用螺杆式冷水机组空调用螺杆式冷水机组-原理篇原理篇北京西亚特技术有限公司北京西亚特技术有限公司技术培训教材技术培训教材单螺杆型制冷机单螺杆型制冷机双螺杆型分机头风冷式制冷机双螺杆型分机头风冷式制冷机机组有1-3个相互独立的回路1套电脑控制系统双螺杆型分机头制冷双螺杆型分机头制冷机机的一般结构的一般结构的一般结构的一般结构回路回路2回路回路1制冷机组的核心部件制冷机组的核心部件制冷机组的核心部件制冷机组的核心部件-双螺杆一体式压双螺杆一体式压双螺杆一体式压双螺杆一体式压缩机缩机缩机缩机螺杆式机组历史螺杆式机组历史发展发展研制与发展：研制与发展：18681868年，其原理由德国工程师提出年，其
2、原理由德国工程师提出19341934年，由瑞典工程师利斯霍尔姆研制成功年，由瑞典工程师利斯霍尔姆研制成功19631963年，瑞典斯塔尔公司将其应用于制冷机年，瑞典斯塔尔公司将其应用于制冷机19761976年年，中中国国设设计计并并生生产产出出第第一一台台国国产产喷喷油油螺螺杆杆式式制冷压缩机制冷压缩机现现在在螺螺杆杆式式制制冷冷压压缩缩机机在在空空调调系系统统的的占占有有份份额额呈呈逐逐年上升趋势年上升趋势微米意味着微米意味着.头发的直径头发的直径1微米微米核心部件核心部件-高度精密的转子高度精密的转子高精度阴阳转子，保证运行平稳，振动小高精度阴阳转子，保证运行平稳，振动小转子加工精度转子加工
3、精度达到微米级达到微米级双螺杆压缩机的工作状态双螺杆压缩机的工作状态低压口低压口高压口高压口挡油隔板挡油隔板螺杆螺杆电机电机高温高压的氟蒸汽高温高压的氟蒸汽机油视镜机油视镜双螺杆压缩机加载双螺杆压缩机加载100%工作状态工作状态注注意意滑滑阀阀位位置置双螺杆压缩机加载双螺杆压缩机加载75%工作状态工作状态注注意意滑滑阀阀位位置置双螺杆压缩机加载双螺杆压缩机加载50%工作状态工作状态注注意意滑滑阀阀位位置置双螺杆压缩机加载双螺杆压缩机加载25%工作状态工作状态注注意意滑滑阀阀位位置置单螺杆压缩机结构示意图单螺杆压缩机结构示意图转子转子星轮星轮一、单螺杆压缩机的工作原理一、单螺杆压缩机的工作原理单
4、螺杆压缩机是利用形似涡轮截面的星轮，与蜗杆转子（又称单螺杆压缩机是利用形似涡轮截面的星轮，与蜗杆转子（又称螺杆转子）相啮合，故又有蜗杆压缩机之称。单螺杆压缩机螺杆转子）相啮合，故又有蜗杆压缩机之称。单螺杆压缩机也属于容积型回转式压缩机，其开启式结构如图所示。图中也属于容积型回转式压缩机，其开启式结构如图所示。图中由螺杆转子的齿间凹槽、星轮和气缸内壁组成一独立的基元由螺杆转子的齿间凹槽、星轮和气缸内壁组成一独立的基元容积，犹如往复式压缩机的气缸容积，转动的星轮齿片作为容积，犹如往复式压缩机的气缸容积，转动的星轮齿片作为活塞，随着转子和星轮不断地移动，基元容积的大小发生周活塞，随着转子和星轮不断地
5、移动，基元容积的大小发生周期性的变化。单螺杆压缩机没有吸、排气阀，其动态工作原期性的变化。单螺杆压缩机没有吸、排气阀，其动态工作原理如上图所示。理如上图所示。由上述工作原理可知，单螺杆压缩机与双由上述工作原理可知，单螺杆压缩机与双螺杆压缩机相同之处：是具有内压缩过程。即螺杆压缩机相同之处：是具有内压缩过程。即气体吸入后，被封闭在螺杆、星轮和气缸内壁气体吸入后，被封闭在螺杆、星轮和气缸内壁之间的基元容积内，气体的压缩是靠基元容积之间的基元容积内，气体的压缩是靠基元容积的缩小实现的。其内压缩的程度取决于所设计的缩小实现的。其内压缩的程度取决于所设计的排气孔口位置。的排气孔口位置。单螺杆压缩机与双螺
6、杆压缩机不同之处：单螺杆压缩机与双螺杆压缩机不同之处：是转子两侧对称配置的星轮，分别构成双工作是转子两侧对称配置的星轮，分别构成双工作腔，各自完成吸气，压缩和排气过程，所以单腔，各自完成吸气，压缩和排气过程，所以单螺杆压缩机的一个基元容积在旋转一周内，完螺杆压缩机的一个基元容积在旋转一周内，完成了两次吸气、压缩和排气循环。成了两次吸气、压缩和排气循环。1 1）齿槽数与星轮齿片数之比合理）齿槽数与星轮齿片数之比合理2 2）径向力能得到很好的平衡）径向力能得到很好的平衡3 3）排气孔口呈径向，轴向力可得到平衡）排气孔口呈径向，轴向力可得到平衡4 4）可以使用高性能新型材料）可以使用高性能新型材料5
7、 5）容积效率高，压力脉动小）容积效率高，压力脉动小6 6）机组结构大大简化）机组结构大大简化7 7）可以设置经济器，提高性能系数）可以设置经济器，提高性能系数单螺杆压缩机及机组的结构特点单螺杆压缩机及机组的结构特点螺杆压缩机的重要工质螺杆压缩机的重要工质冷冻机油冷冻机油冷冻机油的冷冻机油的6大作用：大作用：1.密封密封-运动部件之间建立油膜，维持制冷机高低压力运动部件之间建立油膜，维持制冷机高低压力2.冷却冷却-油流带走各部件之间的摩擦产生的热量油流带走各部件之间的摩擦产生的热量3.清洗及防锈清洗及防锈-油流带走各部件之间的摩擦产生的碎屑，油流带走各部件之间的摩擦产生的碎屑，防止机械部件锈蚀
8、防止机械部件锈蚀4.动力动力-利用制冷机高低压差推移滑阀，调节负载利用制冷机高低压差推移滑阀，调节负载5.消声消声-阻挡噪声的传递阻挡噪声的传递6.润滑润滑-减少各部件之间的摩擦减少各部件之间的摩擦对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求由于螺杆压缩机内部特殊的工作环境，所以对冷冻由于螺杆压缩机内部特殊的工作环境，所以对冷冻机油提出很严格的要求机油提出很严格的要求:粘温性好粘温性好-在很宽的温度范围内粘度变化必须很小在很宽的温度范围内粘度变化必须很小低压侧低压侧的温度的温度在在0度度附近附近高压侧高压侧的温度的温度在在90度度附近附近对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求对螺杆压缩
9、机冷冻机油的性能要求凝点、浊点及闪点的选择凝点、浊点及闪点的选择凝点凝点-温度较低时不能凝固温度较低时不能凝固浊点浊点-温度较低时不能有絮状的石蜡析出温度较低时不能有絮状的石蜡析出闪点闪点-温度较高时的油蒸汽遇到明火时的闪火温温度较高时的油蒸汽遇到明火时的闪火温度必须高于排气温度度必须高于排气温度30度度对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求良好的化学稳定性和抗氧化安定性良好的化学稳定性和抗氧化安定性在高温与金属催化下在高温与金属催化下,不会引起分解不会引起分解聚合聚合氧化反氧化反应应.对电机的绝缘材料不产生腐蚀对电机的绝缘材料不产生腐蚀.对接触到的合成橡胶对接触到的合成
10、橡胶金属金属塑料等不引起它们的塑料等不引起它们的化学反应和变质化学反应和变质.对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求不含水份不含水份要求不含水份或含水极少要求不含水份或含水极少15mg/kg因为当冷冻机油暴露在空气中因为当冷冻机油暴露在空气中24小时后，小时后，1kg冷冷冻机油可以从空气中吸取冻机油可以从空气中吸取10g的水份，所以冷冻的水份，所以冷冻机油桶一但打开就必须在机油桶一但打开就必须在4小时之内迅速地把油小时之内迅速地把油灌入压缩机内。灌入压缩机内。对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求抗腐蚀性抗腐蚀性-为了避免对压缩机内部的机械零件的腐为
11、了避免对压缩机内部的机械零件的腐蚀，必须要求极低的含酸值。蚀，必须要求极低的含酸值。含灰份极低含灰份极低-压缩机冷冻机油的灰份和金属碎屑会压缩机冷冻机油的灰份和金属碎屑会极大的降低击穿电压，必须要求极低的含灰份。极大的降低击穿电压，必须要求极低的含灰份。0.003%击穿电压击穿电压-为了保证压缩机的电气性能，冷冻机油为了保证压缩机的电气性能，冷冻机油要达到要达到25KV的击穿电压的击穿电压.忽视对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求的事故忽视对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求的事故案例案例：一位用户由于一位用户由于片面贪图便宜，片面贪图便宜，委托一个未经委托一个未经专业授权的制专业授权的制冷维修部维修冷维
12、修部维修制冷机。使用制冷机。使用了不明品牌的了不明品牌的压缩机油，造压缩机油，造成了严重的后成了严重的后果。果。机体内的金属屑堆成一层机体内的金属屑堆成一层要求加要求加工精度工精度达到微达到微米级的米级的缸体被缸体被大片的大片的拉毛毁拉毛毁损损忽视对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求的事故案例：忽视对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求的事故案例：密封法密封法兰高热兰高热产生的产生的裂纹裂纹忽视对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求的事故案例：忽视对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求的事故案例：被腐蚀被腐蚀烂了的烂了的油过滤油过滤器密封器密封圈圈忽视对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求的事故案例：忽视对螺杆压缩机冷冻机油的性能
13、要求的事故案例：要求加要求加工精度工精度达到微达到微米级的米级的螺杆被螺杆被大片的大片的拉毛毁拉毛毁损损忽视对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求的事故案例：忽视对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求的事故案例：电机电机烧毁烧毁忽视对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求的事故案例：忽视对螺杆压缩机冷冻机油的性能要求的事故案例：到底错在哪里？（到底错在哪里？（几位工程师的分析，不一定是最后的认定）几位工程师的分析，不一定是最后的认定）090-10粘度粘度温度温度出错的机组可出错的机组可能的曲线能的曲线理理想想值值粘度必须工作在这个粘度必须工作在这个区域内，尤其是三工区域内，尤其是三工况机组要求更严格。况机组要求更严格。
14、实实际际值值到底错在哪里？到底错在哪里？（几位工程师的分析，不一定是最后的认定）（几位工程师的分析，不一定是最后的认定）除了粘温性指标以外，很可能还有其它不合格的参数。除了粘温性指标以外，很可能还有其它不合格的参数。要想要想100%确认所有的问题，就必须把残留的油样送到确认所有的问题，就必须把残留的油样送到权威机构进行指标化验测试，那种测试的费用是很昂贵权威机构进行指标化验测试，那种测试的费用是很昂贵的。的。用户考虑问题是很现实的，没有做进一步的测试。确实用户考虑问题是很现实的，没有做进一步的测试。确实没有必要。没有必要。毁损的压缩机已经无法修复，只好花十多万买一台新的。毁损的压缩机已经无法修
15、复，只好花十多万买一台新的。作为经验教训，每年都进行专业维保。作为经验教训，每年都进行专业维保。管理者认识到省钱要从节能运转上省，不要从机组维保管理者认识到省钱要从节能运转上省，不要从机组维保上省。机组经专业修复后整个制冷站安全运转数年，至上省。机组经专业修复后整个制冷站安全运转数年，至今没有再出任何问题。今没有再出任何问题。制冷机组的四大部件之一制冷机组的四大部件之一制冷机组的四大部件之一制冷机组的四大部件之一 蒸发器的内部构造蒸发器的内部构造蒸发器的内部构造蒸发器的内部构造高温高压气体高温高压气体高温高压气体高温高压气体入口入口入口入口制冷剂出口制冷剂出口制冷剂出口制冷剂出口高效管高效管高
16、效管高效管冷凝过程冷凝过程冷凝过程冷凝过程制冷机组的四大组制冷机组的四大组制冷机组的四大组制冷机组的四大组成部件之一成部件之一成部件之一成部件之一 冷凝冷凝冷凝冷凝器器器器蒸发器蒸发器膨胀阀膨胀阀压缩机压缩机冷凝器冷凝器制冷机制冷机组的四组的四大部件大部件的工艺的工艺流程流程冷却水冷却水系统水系统水制冷机的工艺流程制冷机的工艺流程进水温度进水温度15度度出水温度出水温度10-12度度压缩机压缩机节流控制节流控制液态氟液态氟在管内在管内沸腾蒸沸腾蒸发吸收发吸收水中的水中的热能热能在管内吸在管内吸收了水中收了水中的热能的的热能的氟蒸汽被氟蒸汽被吸入压缩吸入压缩机机排气压力排气压力10-16bar1
17、0-16bar蒸发压力蒸发压力3-6bar3-6bar蒸发器的工作参数蒸发器的工作参数进水温度进水温度出水温度出水温度两个温度相减两个温度相减=温差温差 大多数情况大多数情况35两个水压力相减两个水压力相减=水压差水压差 大多数情况大多数情况0.030.05MP流量应该保持在规定的范围内流量应该保持在规定的范围内出水压力出水压力P1 进水压力进水压力P2螺杆式压缩机的各个主要参数的物理意义螺杆式压缩机的各个主要参数的物理意义蒸发器蒸发器冷凝器冷凝器压缩机压缩机节流阀节流阀油分离器油分离器饱和蒸发饱和蒸发温度发生在相温度发生在相变点变点制冷剂温度制冷剂温度排气温度排气温度饱和冷凝饱和冷凝温度发生温度发生在相变点在相变点注意：两个饱和温度注意：两个饱和温度不是测出来的，而是不是测出来的，而是利用冷媒的物理特性利用冷媒的物理特性表推算出来的表推算出来的排气过热度是压缩机排气过热度是压缩机排气温度与饱和冷凝排气温度与饱和冷凝温度的差值。温度的差值。制冷工作中常用的计量单位的换算：制冷工作中常用的计量单位的换算：制冷工作中常用的计量单位的换算：制冷工作中常用的计量单位的换算：谢谢！谢谢！
