螺杆式冷水机组基础知识

螺杆式冷水机组基础知识展开全文汽化：沸腾、蒸发；吸收周围介质热量；蒸发器；冷凝：液化；放热；蒸发式冷凝器；一定压力下，蒸汽的冷凝温度与液体的沸点相同，汽化潜热与液化潜热的数值相同；热力学第一定律：自然界一切物体都具有能量，能量有各种不同形式，它能从一种形式转化为另一种形式，从一个物体传递给另一个物体，在转化和传递过程中能量的总和不变。

露点温度：在压力不变的条件下，空气的含湿量不变时水蒸气达到饱和的温度。

结露取决于物体表面温度与空气露点温度这两个参数的相互关系。

干球温度、湿球温度；干球温度是接触球体表面空气的实际温度，湿球温度是球体表面附着有水时，水份蒸发带走热量后球体的温度，水的蒸发量跟空气的湿度有关，空气湿度越大蒸发量越小，带走的热量越少，干湿球温度差异越小；空气湿度越小水蒸发量越大，带走的热量也越大，干湿球温差也就越大，所以可以通过干湿球温差的变化规律来反映当前空气湿度状况。

热量：物体内能改变的量度，用Q表示，单位为J、KJ。

比热容：单位质量的物质温度每升高（或降低）1度时所吸收或放出的热。

用c表示，单位为kj/(kg.K)。

C=c.m.ΔT显热、潜热、溶解热、气化潜热；热力学基本概念—焓：内能：工质内部分子能量的总称。

通常是定温、定压情况下含有的热量焓：焓是一个复合的状态参数，是表征系统中所有的总能量，是工质的内能和压力位能之和，对1kg 工质而言，用符号h表示，单位为 kJ/kg，适用于气体，甚至液体和固体。

h=e+pv(kJ/kg)e—内能(kJ/kg)p—压力(kPa)v—比体积(m3/Kg)当工质处于某一定状态(p.v.t)时，p、v、e均具有一定的数值，e+Apv也具有一定的数值，故h是一个状态参数，其物理意义是指特定温度作为起点时物质所含的热量。

1kg水由0℃升温直至气化需要吸收418.68+2246.9=2665.58kJ/kg的热量，则可称蒸汽在该状态下的焓值为2665.58kJ/kg。

通常把0℃的R12和R22液态制冷剂的焓值规定为200kJ/kg，R502和R717液态制冷剂的焓值规定为500kJ/kg。

热力学基本概念—熵：熵：熵是一个导出的状态参数，是表示工质状态变化时，其热量传递的程度。

对1kg 工质而言，用符号s表示，单位为。

它是通过其它可以直接测量数量间接计算出来的。

熵和热量、温度的关系式为：,s=Q/T [kJ/(kg.K)]Q—1kg物质所获得的热量(kJ/kg)；T—物质获得的热量时的热力学温度(K)。

因T恒大于0，故熵值增加，表示对这个系统加热；熵值减少，表示系统放热；熵值为0，则说明系统没有与外界进行热交换（绝热过程）。

工质熵的变化可以判断工质与外界热交换的方向。

熵字的外文意义是转变，指热量可以转变为功的程度，熵小则热能的转变程度高，热能的品位高；熵大则热能的转变程度低，热能的品位低。

也可以说熵代表热量的品位。

例如：具有同样热量的蒸汽，高压蒸汽可以用来发电，低压蒸汽只能用来一般加热。

前者熵小，后者熵大。

具有同样热量的热水，110℃的高温水可以用来制冷，80℃的热水不能用来制冷，前者品位高，熵小；后者品位低，熵大。

传热学基本概念：热量传递的三种基本方式：热传导、热对流、热辐射。

热导率：表示某种材料传导热量能力的一个物理量。

表面传热系数：表示不同物质（如固体与气体）之间在不同状态下换热能力的物理量。

传热系数、热扩散率、气化与冷凝。

饱和状态、饱和蒸汽、饱和液体、饱和温度、饱和压力。

过冷：在饱和压力的条件下，继续对饱和蒸汽加热，使其温度高于饱和温度，这种状态称为过热，这种蒸气称为过热蒸汽。

饱和液体在饱和压力不变的条件下，继续冷却到饱和温度一下称为过冷，这种液体称为过热液体。

如果物质气化后，继续吸热，使该气体温度升高，升高后的温度称为过热温度，过热温度与饱和温度之差称为过热度。

如果物质液化后，继续放热，使该液体温度下降，下降后的温度称为过冷温度，过冷温度与饱和温度之差称为过冷度。

什么是制冷？制冷：利用机械设备把降温对象降到所需温度的方法叫制冷。

制冷过程中，热量由低温向高温转移是由于消耗了外界的能量，既靠压缩机做功来实现的。

沸腾；水沸腾需要吸收热量，100度时沸腾；氟利昂是-30度就开始沸腾，吸收热量。

沸腾和压力的关系。

基本压缩制冷循环基本流程：最简单的制冷系统由四大要件组成：①压缩机；②冷凝器；③节流阀；④蒸发器。

制冷循环的蒸发过程：蒸发过程：通过节流阀截流后的低压液体，在蒸发器中从周围介质吸热制冷在蒸发过程中，制冷剂的温度和压力保持不变。

制冷循环的压缩过程：压缩过程：完成制冷作用后从蒸发器出来的气体经制冷压缩机压缩后，温度和压力急剧升高。

压缩机排出的气体就变成了过热度较大的热汽。

压缩气体时，压缩机要消耗一定的压缩功，但制冷剂熵值不变。

制冷循环的冷凝过程：冷凝过程：从制冷机排出的高温高压过热蒸汽，进入冷凝器与冷却水或空气进行热交换，使过热蒸汽逐渐变成饱和蒸汽，进而变成饱和液体。

当用冷却水冷却时，饱和液体的温度继续降低，出现过冷。

冷凝过程中压力保持不变。

制冷循环的四个过程：节流过程：从冷凝器出来的液体经过节流阀被节流，成为常温低压的液体。

节流过程制冷剂焓值不变。

上述四个过程依次不断循环，进而达到制冷目的。

控制界面：制冷过程综述：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。

这就是冷冻循环的四个过程。

也是螺杆式冷水机的主要工作原理。

单级制冷机理论循环原理图：单级压缩制冷循环的压焓图：0点—蒸发器出口；1点—压缩机吸气口；2点—压缩机排气口；5点—节流装置入口；6点—蒸发器入口6-0段：等温等压吸热汽化过程。

P0与t0为相对应。

两点间的焓差大小主要看蒸发温度的高低。

在不影响要求的条件下，应尽量提高蒸发温度以提高制冷量。

0-1段：蒸发压力下的吸气过程。

这段过热是为压缩机安全运行所必需的。

1-2段：等熵压缩过程。

2点的温度就是压缩机的排气温度，这两点的焓差是压缩机作功大小的主要参数值。

因此应尽量减少两点间的距离才能节约能源。

如蒸发温度不变时，尽量降低冷凝压力，可减少功耗。

2-3段：等压放热过程。

制冷剂气体放出显热，由排气温度t2降至tk，仍为气体。

3-4段：制冷剂放出潜热被液化，Pk、tk恒定。

此段占冷凝段放热量的80%以上。

4-5段：制冷剂液体继续散热（显热）,tk降至过冷温度t5，无相态变化，过冷是提高制冷量的重要措施。

5-6段：等焓节流过程。

制冷机通过节流装置，Pk降至P0，由过冷液体变为汽液共存状态，即湿蒸汽状态。

螺杆式压缩机：螺杆式(即双螺杆)制冷压缩机具有一对互相啮合、相反旋向的螺旋形齿的转子。

其齿面凸起的转子称为阳转子，齿面凹下的转子称为阴转子。

转子的齿相当于活塞，转子的齿槽、机体的内壁面和两端端盖等共同构成的工作容积，相当于气缸。

机体的两端设有成对角线布置的吸、排气孔口。

随着转子在机体内的旋转运动，使工作容积由于齿的侵入或脱开而不断发生变化，从而周期性地改变转子每对齿槽间的容积，来达到吸气、压缩和排气的目的。

互相啮合的转子，在每个运动周期内，分别有若干个相同的工作容积依次进行相同的工作过程，这一工作容积，称为基元容积。

它由转子中的一对齿面、机体内壁面和端盖所形成。

只需研究其中一个工作容积的整个工作循环，就能了解压缩机工作的全貌。

螺杆式制冷压缩机的运转过程从吸气过程开始，然后气体在密封的基元容积中被压缩，最后由排气孔口排出。

阴、阳转子和机体之间形成的呈'V'字型的一对齿间容积(基元容积)的大小，随转子的旋转而变化，同时，其空间位置也不断移动。

螺杆压缩机规格性能（例）压缩机型号XXX理论排量m3/h 2840转子直径Mm 250轴功率(0℃/5℃出水) kW 477.6/481.8转速r/min 2960进气管直径Mm DN250出气管直径Mm DN150安全阀直径Mm 2*DN32油分离器：1、分离出压缩机排气中所带的润滑油，使进入冷凝器的高压气体制冷剂纯净，减轻润滑油膜对传热的不良影响，降低润滑油的消耗。

同时建立必需的油位差，为油冷正常工作提供保障。

2、卧式结构，压缩机所排出的高压气体经排气管转向，进入油分空间后进行减速、反向，分离出大部分润滑油，这是第一次分离；制冷剂气体经过筒体流向高效油分滤芯时，润滑油微粒与筒壁吸附及重力沉降，完成第二次分离；制冷剂气体进入高效油分滤芯，经吸附、凝聚除去其余的油，这是第三次分离。

分离出润滑油的洁净制冷剂最后排出油分离器进入冷凝器，而分离出的润滑油进入油冷却器。

3、油分离器上设有电加热器（未使用），、安全阀、视油镜、液位开关、放气阀、回油阀、旁通阀以及排污阀。

在运行过程中，手动旁通阀应保持开启状态；安全阀之前的截止阀应处于开启状态。

回油阀应常开，在回油时，利用视镜后的通阀控制回油量。

螺杆式冷冻机的润滑部位有：凸凹螺杆（亦称阴阳转子）的转动啮合部；转动的螺杆与壳体的相对滑动表面；螺杆前后的滑动轴承；主动螺杆的平衡活塞及轴端的机械密封摩擦面。

在上述润滑部位均开有与压力油相通的油口。

在能量调节阀上或壳体上开设的大小不同、相隔一定距离的油孔可使润滑压力油直接喷射到转子上，即可冷却润滑转子和壳体，又可对运动部位的间隙进行密封，以减少被压缩气体的泄漏，并降低运转噪声。

由于调压阀调节的润滑油的压力通常比冷凝压力高0.2-0.3MPA，润滑油量可相当于冷冻机输气量的1%-2%。

润滑泵可直接用转子本身驱动，也可做成外传动式的。

通常都将油分离器作为润滑系统的油箱。

目前应用较广的是离心—重力型和填料—重力型的油分离器。

此外在螺杆式冷冻机中也多采用二级油分离器，二级油分离器分离出的润滑油可利用吸、排气压差不经油泵直接被压送到吸气腔，对轴承、平衡活塞等处进行润滑。

在该种润滑系统中普遍采用着列管式油冷却器，使油温保持在20-50℃，冷却介质可用水或冷冻机自身的制冷剂来蒸发冷却润滑油。

润滑系统中的精过滤器的进出口压差不应超过0.1MPa，否则应清洗或更换滤芯。

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