螺桿水冷冷水機組可用于提供空調系統冷水,與風(fēng)柜及組合式空調等末端空氣處理機組組成各種大型集中式空調系統,廣泛應用于賓館、酒店、醫院、商場(chǎng)、辦公樓、娛樂(lè )場(chǎng)所等處的空氣調節。
一、螺桿式冷水機組結構
水冷螺桿式冷水機組也是冷水機組的一種,由于它的主要構成部件使用了螺桿式壓縮機,所以名稱(chēng)可稱(chēng)謂水冷螺桿式冷水機組。主要由半封閉雙螺桿壓縮機、殼管式冷凝器及滿(mǎn)液式蒸發(fā)器、油分離器、節流機構、電氣控制系統等組合而成。
(1)蒸發(fā)器:在機組運行過(guò)程中,蒸發(fā)器一直維持較低的溫度和壓力,以便蒸發(fā)的制冷劑氣體帶走流過(guò)其內部冷凍水的熱量。
(2)冷凝器:在機組運行過(guò)程中,冷凝器一直維持較高的溫度和壓力,以便流過(guò)冷凝器的冷卻水帶走制冷劑中的熱量。
(3)螺桿壓縮機:不斷將蒸發(fā)器中蒸發(fā)的制冷劑氣體送至冷凝器中,維持系統的高低壓差。
(4)油分離器:將隨制冷劑氣體排出的冷凍油分離出來(lái)直接送回壓縮機,保證壓縮機安全可靠運行。
(5)電控系統:采用PLC或單片機控制系統,可自動(dòng)調節機組輸出制冷量達到用戶(hù)實(shí)際需求;可控制使用側、熱源測水泵及冷卻塔風(fēng)機;顯示以下參數:冷凍水進(jìn)出水溫度、冷卻水進(jìn)出水溫度、蒸發(fā)、冷凝壓力等系統參數;可進(jìn)行當前故障及歷史故障記錄查詢(xún)。
二、制冷過(guò)程
蒸汽壓縮式制冷循環(huán)包括壓縮、冷凝、節流、蒸發(fā)等四個(gè)必不可少的過(guò)程。其原理分述如下:
壓縮過(guò)程:蒸發(fā)器中的制冷劑蒸汽被螺桿壓縮機吸入后,電機通過(guò)壓縮機轉子對其施加能量,使制冷劑蒸汽的壓力提高并進(jìn)入冷凝器;與此同時(shí),制冷劑蒸汽的溫度在壓縮終了時(shí)也相應提高。
冷凝過(guò)程:由壓縮機來(lái)的高壓、高溫制冷劑蒸汽,在冷凝器中通過(guò)管內的冷卻水放出熱量,溫度有所下降,同時(shí)在飽和壓力(冷凝溫度所對應的冷凝壓力)下,冷凝成為液體。這時(shí),冷卻水因從制冷劑蒸汽中攝取了熱量,其溫度要有所升高。冷卻水的溫度與冷凝溫度(冷凝壓力)直接有關(guān)。
節流過(guò)程:由冷凝器底部來(lái)的高溫、高壓制冷劑液體,流經(jīng)節流裝置時(shí),發(fā)生減壓膨脹,壓力、溫度都降低,變?yōu)榈蛪?、低溫液體進(jìn)入蒸發(fā)器中。
蒸發(fā)過(guò)程:低壓、低溫制冷劑液體在蒸發(fā)器內從載冷劑(如冷水)中攝取熱量后蒸發(fā)為氣體,同時(shí)使載冷劑的溫度降低,從而實(shí)現人工制冷,蒸發(fā)器內的制冷劑蒸汽又被壓縮機吸入進(jìn)行壓縮,重復上述壓縮、冷凝、節流、蒸發(fā)過(guò)程。如此周而復始,達到連續制冷的目的。
油路循環(huán)系統:在壓縮機內部,冷凍油依靠系統的高低壓差,再通過(guò)內設油路,分別對軸承和轉子提供潤滑和冷卻。
壓縮機連續排氣過(guò)程中,冷凍油會(huì )隨著(zhù)制冷劑氣體一起排出壓縮機,如果排出的冷凍油無(wú)法重新回到壓縮機,將可能導致壓縮機失油,嚴重時(shí)會(huì )損壞壓縮機?;赜拖到y,保證隨制冷劑氣體排出的冷凍油順利回到壓縮機,確保機組安全可靠運行。
回油系統主要分為兩個(gè)部分:
油分回油:在壓縮機排氣和冷凝器之間安裝了高效油分離器,隨著(zhù)制冷劑氣體排出的冷凍油,絕大部分會(huì )被油分離器攔截并通過(guò)吸氣口直接送回壓縮機。
高壓引射回油:小部分冷凍油進(jìn)入冷凝器后,最終會(huì )在蒸發(fā)器中聚集,依靠高壓液體作為動(dòng)力,可以將聚集在蒸發(fā)器中的冷凍油直接帶回壓縮機。
控制系統介紹:
控制系統采用微電腦控制,控制柜面板上裝有電源、運行、故障指示燈,可方便直觀(guān)地了解當前機組的工作狀況。此外,控制柜面板上裝有急停開(kāi)關(guān),當機組發(fā)生緊急故障需馬上停機時(shí),可按下急停開(kāi)關(guān),確保機組安全。
由于壓縮機是機組的重要部件,因此針對壓縮機的保護有:
電源缺相、逆相保護;
熱過(guò)載保護;
電流過(guò)流保護;
壓縮機排氣溫度保護;
壓縮機內部過(guò)載保護;
高低壓差保護。
三、電氣接線(xiàn)施工
(1)在任何電氣安裝工作之前應確保切斷總電源,在適當的位置安裝總電源開(kāi)關(guān)柜。
(2)通過(guò)電線(xiàn)連接孔把主電源線(xiàn)、接地線(xiàn)接到機組電控柜內,并將接線(xiàn)接到相應的接線(xiàn)座和地線(xiàn)座上,必須保證L1,L2,L3 各相的正確連接。
(3)確認主電源的電壓波動(dòng)是在銘牌標稱(chēng)值的±10%范圍之內,且電壓的不平衡在±2%以?xún)?,如果超過(guò)這個(gè)范圍,請將機組保持關(guān)機狀態(tài),并立即聯(lián)系當地電力部門(mén)。
相電壓不平衡的計算公式為:電壓不平衡率%=與平均電壓的最大偏差/平均電壓×100%。
(4)在連接主電源電纜之前,請檢查各電源線(xiàn)相序。
(5)連接控制電路:將冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機的交流接觸器控制線(xiàn)、水流開(kāi)關(guān)與機組電控系統正確連接。主電源應在開(kāi)機前8小時(shí)接通,并在工作季節應一直供電,使壓縮機加熱帶在壓縮機未開(kāi)時(shí)能進(jìn)行加熱,使集結在壓縮機內的制冷劑液體揮發(fā),避免直接開(kāi)機對壓縮機產(chǎn)生的不良影響。
四、調試及試運行
機組在完成安裝、水路連接、接線(xiàn)通電等程序后可進(jìn)入調試階段。必須由廠(chǎng)商指定人員現場(chǎng)監督并指導開(kāi)機調試及隨后的運行操作。
警告:機組可以對冷凍水泵、冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機進(jìn)行控制,但在進(jìn)行調試前,水泵的試運行嚴禁通過(guò)主機來(lái)控制運行,可以通過(guò)臨時(shí)接線(xiàn)來(lái)進(jìn)行上述設備的試運行。
(1)在開(kāi)機前必須先給機組供電(機組不能啟動(dòng)),以使壓縮機加熱帶工作,加熱時(shí)間不低于8 小時(shí)。
(2)仔細調節冷凍/冷卻水系統上流量調節閥或機組進(jìn)口截止閥,使系統水流量達到使用要求。
(3)通過(guò)操作顯示器,檢查機組故障記錄,如存在故障需檢查后消除,在確認機組無(wú)故障。
(4)且驗證控制器參數設定無(wú)誤后,方可按下開(kāi)機鍵啟動(dòng)機組。
(5)機組啟動(dòng)后,檢查壓縮機轉向,如反轉,請調整電源接線(xiàn)的其中兩相線(xiàn);檢查壓縮機潤滑油,要求油鏡中的油位應保持在可視位置。
(6)試運行30分鐘,根據用戶(hù)負載及水系統實(shí)際情況設定進(jìn)水溫度,保證機組運行過(guò)程正常。停機后,間隔10分鐘再投入運行,以防機組頻繁啟動(dòng),最后仔細檢查操作顯示器的參數設定情況,結束調試試運行。
五、維護保養
水冷螺桿式冷水機組一般使用時(shí)間為3000h/年左右(根據我國氣候地理條件)。為了確保機組長(cháng)期安全可靠地正常運轉,以及長(cháng)期使用的運轉壽命能夠延長(cháng),減少運行費用,對機組經(jīng)常性的科學(xué)維護和保養工作,是非常重要。
機組運行和檢修過(guò)程中的日常維護、保養,稱(chēng)為預防性保養和維護??蛻?hù)有責任根據機組運行的實(shí)際情況,有針對性的制定機組的年、月定期維護、保養的計劃規程,并進(jìn)行機組的日常維護和定期維護。
1、除垢:長(cháng)期運行后,機組殼管式換熱器水側傳熱表面會(huì )沉積氧化鈣或其他礦物質(zhì),這些礦物質(zhì)在傳熱表面結垢較多時(shí),會(huì )影響傳熱性能而導致電能消耗增加、排氣壓力升高??刹捎眉姿?、檸檬酸、醋酸等有機酸清洗。
2、冬季關(guān)機:當冬季關(guān)機時(shí),應清洗機組內外表面,并吹干;必須打開(kāi)放水閥,放凈殼管換熱器內的存水,以防發(fā)生凍結事故。
3、春季開(kāi)機:在較長(cháng)時(shí)間停機后,要啟動(dòng)機組時(shí),應做如下準備工作:
(1)徹底檢查和清理機組。
(2)清潔水管路系統。
(3)檢查水泵。
(4)擰緊所有線(xiàn)路接頭。
(5)按要求對機組壓縮機進(jìn)行預熱。
4、系統防凍:如果殼管式換熱器的流道發(fā)生嚴重結冰情況,可能造成殼管式換熱器破裂和泄漏,因此對機組防凍要特別予以重視,以下三點(diǎn)請用戶(hù)特別注意:
(1)在較低環(huán)境溫度下停機備用時(shí),若機組放在室外溫度低于0℃的環(huán)境中必須將蒸發(fā)器和冷凝器中的水排盡。放水的具體操作步驟見(jiàn)整機上的放水標識。
(2)運行時(shí),如果冷凍水水流開(kāi)關(guān)失效時(shí)將可能導致水管出現凍結,因此水流開(kāi)關(guān)必須與機組進(jìn)行聯(lián)鎖。
(3)維護時(shí),在給機組充注制冷劑或為了維修而放掉制冷劑時(shí),有可能導致蒸發(fā)器內水結冰。一定要使蒸發(fā)器中的水保持流動(dòng)或將水徹底放干凈。
警告:
水冷螺桿式冷水機組使用介質(zhì)為水,在冬季氣溫有低于零度的地區使用時(shí)必須做好如下方面的工作:機組必須在水系統中添加防凍液(乙二醇),請按要求添加比例。停機后不可切斷電源,否則自動(dòng)防凍運行保護將失去作用。
5、主要部件維護
(1)在運行過(guò)程中應密切注意系統的排氣、吸氣壓力,如發(fā)現異常及時(shí)找出原因,排除故障。
(2)不要任意調節控制和保護元件設定點(diǎn)。
(3)定期檢查電氣接線(xiàn)有無(wú)松動(dòng)現象,如有松動(dòng)要及時(shí)緊固。
(4)定期檢查電氣元器件的可靠性,應及時(shí)更換失效或不可靠的器件。
6、制冷劑完全泄漏
如果遇到這種情況,必須用高壓氮氣(15~20公斤氣壓)或制冷劑對系統進(jìn)行檢漏,如需要進(jìn)行補焊,必須將系統內氣體排盡后才能進(jìn)行焊接。充注制冷劑前,整個(gè)制冷系統必須是干燥的并抽真空。
7、補充制冷劑
1)在壓縮機吸氣管上的注氟嘴連接制冷劑充注瓶。
2)使冷凍/冷卻水循環(huán),并啟動(dòng)機組。
3)向系統緩慢充入制冷劑,并檢查吸、排氣壓力。
4)注意:在進(jìn)行檢漏和氣密性試驗時(shí),千萬(wàn)不能向制冷系統充注氧氣,乙炔等可燃性、有毒 氣體,只可使用高壓氮氣或制冷劑。
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