1.2.2 螺杆压缩式冷水机组
螺杆压缩式冷水机组由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器等组成制冷系统。使用氯化钙、氯化钠、乙醇(酒精)、乙二醇、水等水溶液作为载冷剂(冷媒水),以提供冷源,它广泛应用于轻工、化工、制药等低温场所。
制冷压缩机为喷油螺杆式压缩机,转子采用单边非对称摆线——原弧形线,具有较高的容积效率。螺杆转子经辉光离子氮化处理,使用寿命增长。机组设有可控滑阀装置,能使压缩机在减载的工况下启动,及在运行中实施制冷量的无级调节,调节范围为15%~100%。
螺杆压缩式冷水机组因其关键部件,即压缩机采用螺杆式故称为螺杆压缩式冷水机,机组由蒸发器出来的状态为气体的冷媒;经压缩机绝热压缩以后,变成高温高压状态。被压缩后的气体冷媒,在冷凝器中,等压冷却冷凝,经冷凝后变化成液态冷媒,再经节流阀膨胀到低压,变成气—液混合物。其中低温低压下的液态冷媒,在蒸发器中吸收被冷物质的热量,重新变成气态冷媒。气态冷媒经管道重新进入压缩机,开始新的循环,这就是制冷工作循环的4个过程。如图1-7所示为典型螺杆压缩式冷水机组。
图1-7 典型螺杆压缩式冷水机组
螺杆压缩式冷水机组的功率较大,主要应用于中央空调系统或大型工业制冷方面,如图1-8所示为典型螺杆压缩式冷水机组制冷循环系统;如图1-9所示为典型螺杆压缩式盐水机组制冷循环系统图;如图1-10所示为典型螺杆压缩式乙醇机组制冷循环系统。
图1-8 典型螺杆压缩式冷水机组制冷循环系统
图1-9 典型螺杆压缩式盐水机组制冷循环系统
图1-10 典型螺杆压缩式乙醇机组制冷循环系统
1.双螺杆制冷压缩机
双螺杆制冷压缩机是一种能量可调式喷油压缩机。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠机体内的一对相互啮合的阴阳转子旋转时产生周期性的容积变化来实现。一般阳转子为主动转子,阴转子为从动转子。
主要部件包括双转子、机体、主轴承、轴封、平衡活塞及能量调节装置。
容量15%~100%无级调节或二段、三段式调节,采取油压活塞增减载方式。
常规采用径向和轴向均为滚动轴承,开启式设有油分离器、储油箱和油泵;封闭式为差压供油进行润滑、喷油、冷却和驱动滑阀容量调节活塞移动。
工作过程:吸气→压缩→排气。
(1)吸气:气体经吸气口分别进入阴、阳转子的齿间容积。
(2)压缩:转子旋转时,阴、阳转子齿间容积连通(V形空间),由于齿的互相啮合,容积逐步缩小,气体得到压缩。
(3)排气:压缩气体移到排气口,完成一个工作循环。
2.单螺杆制冷压缩机
利用一个主动转子和两个星轮的啮合产生压缩。它的吸气、压缩、排气三个连续过程是靠转子、星轮旋转时产生周期性的容积变化来实现的。
转子齿数为6齿,星轮为11齿。
主要部件为一个转子、两个星轮、机体、主轴承、能量调节装置。
容量可以从10%~100%无级调节及三段或四段式调节。
工作过程:吸气→压缩→排气。
(1)吸气:气体通过吸气口进入转子齿槽。随着转子的旋转,星轮依次进入与转子齿槽啮合的状态,气体进入压缩腔(转子齿槽曲面、机壳内腔和星轮齿面所形成的密闭空间)。
(2)压缩:随着转子旋转,压缩腔容积不断减小,气体随压缩直至压缩腔前沿转至排气口。
(3)排气:压缩腔前沿转至排气口后开始排气,便完成一个工作循环。由于星轮对称布置,循环在每旋转一周时便发生两次压缩,排气量是上述一周循环排气量的2倍。