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螺桿新齒形的開發(fā)加工
昆山遠方機電設備有限公司 2014/12/23 11:58:00
而螺桿機的負荷率下限一般因此機組容量分別選擇為總負荷的和使它們在處于最低負荷率的時候，仍可以在總負荷處正常運行而將余下的二臺機組選取相同的容量是因為對于離心機和螺桿機來說，多臺機組中低負荷比部分機組的高負荷運行更節(jié)能，因此兩臺容量相同的機組在部分負荷下的并聯(lián)配合可以取得比單個機組滿負荷運行更好的運行效果。
從上面的例子可以看出，制冷機組的臺數(shù)確定以及每臺機組容量的確定，不光要看負荷靜止的數(shù)量，還要看這些負荷是怎么樣動態(tài)地變化的任何機械地偏重某一方面都是不可取的，只有將負荷的動態(tài)特點和靜態(tài)數(shù)量綜合起來考慮，并結合各類制冷機組的性能特點，才能確定臺數(shù)和單機容量，從而使得機組將來能夠時時處于最佳工作狀態(tài)。
目前在國內的空調設計中，對于制冷機組容量的確定臺數(shù)的配備和機型的選擇，往往只根據(jù)經(jīng)驗，結果造成設備初投資大量增加，并引起電氣土建和建筑等方面的造價相應上升裝機容量遠遠超過實際需要有的甚至超過以上部分制冷設備長年閑置，制冷機組運行效率低，費用高，事故出現(xiàn)頻繁。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是多方面的。
其中一個很主要的原因就是設計者沒有充分把握負荷變化的規(guī)律，一味的將最大負荷值作為機組選型時唯一考慮的因素，而忽視了負荷在不同時間不同場合的變化規(guī)律。
從各方面的統(tǒng)計資料來看，在我國一般空調供冷期中出現(xiàn)最大負荷的時間很少，大概只占全年運行時間的百分之幾，制冷機組絕大部分的時間都土作在部分負荷工況下。并且，在對供冷季節(jié)各個月的空調冷負荷累積值進行計算和分析后發(fā)現(xiàn)，即使在峰值負荷最高運行時數(shù)仍然占有相當?shù)谋壤?/span>
因為只有將這兩個條件結合起來，綜合考慮，才有可能得到滿意的設計。常用的制冷機組按壓縮機可分為活塞式螺桿式和離心式等?；钊街评錂C組活塞式屬于中小冷量制冷機組，它造價低廉體積小效率也較高，所以仍被廣泛用于家用冷藏住宅空調汽車空調以及小型商用空調等領域。但隨著其它新機種（特別是螺桿式）的不斷開發(fā)及效率的提制冷技術年第期高，活塞式固有的缺陷，比如冷量小結構復雜易損件多對濕行程敏感負荷調節(jié)性能差只能依靠增減氣缸數(shù)進行有限級數(shù)調節(jié)等等，都使得其使用范圍日益縮小。螺桿式制冷機組螺桿式屬于中等冷量制冷機組，按其轉子數(shù)量的不同，有單螺桿和雙螺桿機組之分。
近年來隨著螺桿新齒形的開發(fā)加工精度的提高高精度滾動軸承的應用合成冷凍油的使用經(jīng)濟器系統(tǒng)和內容積比自動調節(jié)技術的應用，都使得螺桿制冷機組在能耗持續(xù)卜降的同時運行效率大提高，機組的值已經(jīng)接近離心式制冷機組的水平。再加上其原有的結構簡單零部件少抗液擊能力強運行平能量可以無級調節(jié)部分負荷時的能量損失比離心式少等優(yōu)勢，使得螺桿機組的應用范圍逐漸擴大，現(xiàn)在正以中等冷量為基礎，向大小冷量兩個方向同時延伸，并大有取代活塞式制冷機組的趨勢。
可以看到，當調節(jié)壓縮機制冷量的滑閥剛剛從全負荷開始調節(jié)時，由于旁通口的阻力，實際容積（虛線）不會像理論容積（實線）那樣從突然到而是連續(xù)變化的。而在滑閥滑動到負荷率接近的極限位置時，排氣腔就會與工作容積連通，會造成排氣腔內的高壓氣體倒流人工作容積內，所以為防止這種情況的發(fā)生，一般只允許滑閥移動到負荷的位置。因此，螺桿式壓縮機通常就之間進行冷量無級調節(jié)。
但是，在冷量調節(jié)的同時，功耗并不與負荷變化成正比，螺桿式壓縮機功耗與負荷的變化關系，可以看到，兩者隨著蒸發(fā)溫度的不同有著不同的關系曲線點劃紅是理想的正比線蒸發(fā)溫度越低壓縮比越高，則功耗與負荷越不成正比只有在蒸發(fā)溫度較高壓縮比較低時，兩者才接近于正比關系。并且，各個蒸發(fā)溫度的功耗都已經(jīng)偏離理想正比線較多，因此，若從運行的經(jīng)濟性考慮，一般讓螺桿式制冷機組負荷以上運行為宜，以下的低負荷運行是很不經(jīng)濟的。另外，螺桿式制冷壓縮機在運行中會因為內外壓比不等產(chǎn)生欠壓縮和過壓縮的情況，兩種情況都會產(chǎn)生額外功耗。
針對這種情況，目前開發(fā)出了內容積比可調機構，使得內外壓比能夠趨于一致，減小了功耗，提高了螺桿機運行的經(jīng)濟性，并在一定程度上滿足了用戶對變工況的要求。離心式制冷機組離心式屬于中大冷量制冷機組，它制冷量大機械磨損小易損件少運行平穩(wěn)容易實現(xiàn)多級壓縮和多種蒸發(fā)溫度制冷量可以進行無級調節(jié)，特別是在變頻技術發(fā)展起來后，再結合進口導葉調節(jié)等手段，可以使機組的調節(jié)范圍變寬，并在部分負荷運行時仍可保持高效率。
離心式機組的主要缺點就是工況不能有大的變化，且適應范圍狹小在低負荷率時容易發(fā)生喘振，因此離心式機組一般只在一負荷之間進行無級調節(jié)嚴格地說負荷下限的確定與電機轉數(shù)有關目前離心式制冷機組壓縮比在間，主要用在單機容量超過的場合。由于最常用的是固定轉速的電動機，因此離心式制冷壓縮機在部分負荷時大多采用進口導葉調節(jié)進氣調節(jié)旁通調節(jié)等手段。其中進氣調節(jié)和旁通調節(jié)的經(jīng)濟性較差，前者常用在冷量變化不大的場合，進口導葉調節(jié)方法結構簡單，經(jīng)濟性相對前兩者較好，因而在固定轉速的空調離心機中采用最多。
當導葉全部打開時為滿負荷而在導葉全部關閉時，當機組運行在喘振包絡線右側的正常工作區(qū)時，隨著系統(tǒng)性能曲線的變化一壓縮機可以通過進口導葉來隨時調節(jié)適應，但顯然這是以犧牲一些運行效率為代價的。而當機組性能曲線進人喘振區(qū)后單靠調節(jié)進口導葉己經(jīng)無能為力，這時就需要用旁通調節(jié)的方法來適應工況了。
當機組檢測到其運行工況在區(qū)域時，就自動全部打開進口導葉，只依靠到運行在區(qū)域時，就自動將電動機轉速調至最低，只依靠進口導葉調節(jié)來滿足需要當檢測到運行在區(qū)域時，則會同時調節(jié)電動機轉速與進口導葉開度，以達到最佳運行效率。
這樣，通過上述三個區(qū)域不同的組合調節(jié)方法，既增大了機組的正常運行范圍，減小了喘振區(qū)又提高了機組在各個工況點的運行效率，節(jié)省了大量的運行費用。離心式變頻機組經(jīng)過三代的發(fā)展，機組本身與變頻裝置的價格比由最初的到再到現(xiàn)在的一體積比由最初的到現(xiàn)在變頻裝置可作為一只小箱子放在機組上，技術越來越成熟，性價比也越來越高，可以預計變頻式離心機組會為越來越多的用戶所采用。
不過變頻技術也存在缺陷，就是變頻過程中會對外產(chǎn)生幅射，從而可能會對處于附近的的人體產(chǎn)生不良影響，西方發(fā)達國家已經(jīng)開展了研究工作，對此我國也應加以必要的關注和研究。離心式制冷機組采用變頻調節(jié)與進口導葉調節(jié)相結合的方式能夠實現(xiàn)良好的部分負荷特性。
可以看到，在部分負荷時，壓縮機通過變頻實現(xiàn)電機轉速的無級調節(jié)表示使得喘振包絡線右邊的各個工作點都能保持很高的運行效率，特別地如果壓力變化配合轉速的話，從負荷到滿負荷幾乎都能實現(xiàn)最高運行效率。而當系統(tǒng)性能曲線出了喘振包絡線后一就必須結合進口導葉調節(jié)才能擴大機組穩(wěn)定運行的范圍，提高運行效率，并同時避免喘振的發(fā)生。
空調制冷機組選配原則和方法在了解全年負荷變化規(guī)律和常用制冷機組的特性后，就可以進行機組選型了。選型一般包括制冷機制冷技術年第期組總容量的確定，機組類型的確定，機組性能與品牌比較，臺數(shù)及單臺容量的確定等步驟。其中的每個步驟，又都綜合考慮了初投資運行維護可靠安全等方面的因素。機組總容最的確定空調制冷機組的總容量應滿足空調系統(tǒng)的空調設計負荷要求。在確定總容量時需考慮機組的實際運行工況偏離設計運行工況時可能產(chǎn)生的冷量不足，因此在一般情況下，對機組要求的制冷量應增加的安全余量。
當然，這都是建立在負荷計算基本正確的基礎上。機組類型的確定使用什么類型的制冷機組應由用戶和設計者根據(jù)用戶的實際情況共同確定，其基本原則是供電可以保證的地區(qū)，要優(yōu)先選用電力直接驅動的制冷機組，如離心式螺桿式等（活塞式一般只在小冷量時才考慮）。
因為從經(jīng)濟技術分析來看，以電力驅動的制冷機組性能要優(yōu)于以熱力驅動的制冷機組。如果有條件供給蒸氣或熱水，則可考慮采用蒸氣型或熱水型澳化銼制冷機組而如果可以使用諸如天然氣等能源，則直燃型嗅化銼制冷機組也是一個可行的選擇。對于需要同時提供冷熱負荷，或者夏冬季冷熱負荷相差不是太大的地區(qū)，推薦使用熱泵性機組。這樣可以省去鍋爐設備，節(jié)省了初投資和運行費用。
在能解決設備排放和噪聲污染問題的前提下，對于中小型冷量推薦選用風冷型制冷機組。機組性能的確定與品牌比較在一年的絕大部分運行時間里，機組都工作在部分負荷狀態(tài)下，因此確定機組部分負荷運行性能是非常重要的工作，而這實際上是一個綜合考慮的過程。
比如對于螺桿機來說，是選擇普通的單機頭滑閥調節(jié)，還是選擇部分負荷效率出色但滿負荷效率較低的多機頭柱塞調節(jié)，還是選擇工況適應力強的內容積比調節(jié)，這就得將機組運行工況負荷特點資金實力技術可靠度等方面綜合起來進行判斷，否則容易發(fā)生機組性能同負荷需求差別過大的情況。再如離心機的變頻裝置采用與否，也應如此進行考慮。機組所要求的基本性能確定后，就可以考慮其它的因素了，比如價格值運行的安全可靠程度使用壽命易操作性噪音等方面。
而這些因素其實都是與品牌聯(lián)系在一起的，同樣是用滑閥調節(jié)的螺桿機，不同的品牌之間在一些方面（例如價格噪音等）肯定會有差別，這就需要仔細地進行品德比較，選擇最能滿足自身要求的品牌機組。
民用舒適空調用制冷機組不必另設備用機組，但機組之間要考慮互為備用和輪換使用的可能性。同一站房內可采用不同類型不同容量的機組搭配的組合式方案，以節(jié)約能耗。因為確定究竟選用幾臺機組，不光與負荷總量有關，還與負荷變化規(guī)律有關。
若采用臺機組，則當總負荷在以內時，只能開一臺負荷率還不到的機組，而可以看到這段時間恰恰占全年運行時間的比例又很大，因此無論離心式還是螺桿式機組在如此低的負荷率下長時間運行都是很不經(jīng)濟的，況且如采用離心機的話還容易發(fā)生喘振。但如果采用的是臺離心機組或螺桿機組組合的機組，則情況要好得多。可以讓那臺小容量的機組工作在總負荷以內，從而大大提高了運行效率。