水冷螺桿式冷水機組也是冷水機組的一種,由於它的主要構成部件使用了螺桿式壓縮機,所以名稱可稱謂水冷螺桿式冷水機組。主要由半封閉雙螺桿壓縮機、殼管式冷凝器及滿液式蒸發器、油分離器、節流機構、電氣控制系統等組合而成。
(1)蒸發器:在機組執行過程中,蒸發器一直維持較低的溫度和壓力,以便蒸發的製冷劑氣體帶走流過其內部冷凍水的熱量。
(2)冷凝器:在機組執行過程中,冷凝器一直維持較高的溫度和壓力,以便流過冷凝器的冷卻水帶走製冷劑中的熱量。
(3)螺桿壓縮機:不斷將蒸發器中蒸發的製冷劑氣體送至冷凝器中,維持系統的高低壓差。
(4)油分離器:將隨製冷劑氣體排出的冷凍油分離出來直接送回壓縮機,保證壓縮機安全可靠執行。
(5)電控系統:採用PLC或微控制器控制系統,可自動調節機組輸出製冷量達到使用者實際需求;可控制使用側、熱源測水泵及冷卻塔風機;顯示以下引數:冷凍水進出水溫度、冷卻水進出水溫度、蒸發、冷凝壓力等系統引數;可進行當前故障及歷史故障記錄查詢。
蒸汽壓縮式製冷迴圈包括壓縮、冷凝、節流、蒸發等四個必不可少的過程。其原理分述如下:
壓縮過程:蒸發器中的製冷劑蒸汽被螺桿壓縮機吸入後,電機透過壓縮機轉子對其施加能量,使製冷劑蒸汽的壓力提高並進入冷凝器;與此同時,製冷劑蒸汽的溫度在壓縮終了時也相應提高。
冷凝過程:由壓縮機來的高壓、高溫製冷劑蒸汽,在冷凝器中透過管內的冷卻水放出熱量,溫度有所下降,同時在飽和壓力(冷凝溫度所對應的冷凝壓力)下,冷凝成為液體。這時,冷卻水因從製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。
節流過程:由冷凝器底部來的高溫、高壓制冷劑液體,流經節流裝置時,發生減壓膨脹,壓力、溫度都降低,變為低壓、低溫液體進入蒸發器中。
蒸發過程:低壓、低溫製冷劑液體在蒸發器內從載冷劑(如冷水)中攝取熱量後蒸發為氣體,同時使載冷劑的溫度降低,從而實現人工製冷,蒸發器內的製冷劑蒸汽又被壓縮機吸入進行壓縮,重複上述壓縮、冷凝、節流、蒸發過程。如此週而復始,達到連續製冷的目的。
油路迴圈系統:在壓縮機內部,冷凍油依靠系統的高低壓差,再透過內設油路,分別對軸承和轉子提供潤滑和冷卻。
壓縮機連續排氣過程中,冷凍油會隨著製冷劑氣體一起排出壓縮機,如果排出的冷凍油無法重新回到壓縮機,將可能導致壓縮機失油,嚴重時會損壞壓縮機。回油系統,保證隨製冷劑氣體排出的冷凍油順利回到壓縮機,確保機組安全可靠執行。
回油系統主要分為兩個部分:
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,隨著製冷劑氣體排出的冷凍油,絕大部分會被油分離器攔截並透過吸氣口直接送回壓縮機。
高壓引射回油:小部分冷凍油進入冷凝器後,最終會在蒸發器中聚集,依靠高壓液體作為動力,可以將聚集在蒸發器中的冷凍油直接帶回壓縮機。
控制系統介紹:
控制系統採用微電腦控制,控制櫃面板上裝有電源、執行、故障指示燈,可方便直觀地瞭解當前機組的工作狀況。此外,控制櫃面板上裝有急停開關,當機組發生緊急故障需馬上停機時,可按下急停開關,確保機組安全。
由於壓縮機是機組的重要部件,因此針對壓縮機的保護有:
① 電源缺相、逆相保護;
② 熱過載保護;
③ 電流過流保護;
④ 壓縮機排氣溫度保護;
⑤ 壓縮機內部過載保護;
⑥ 高低壓差保護。
電氣接線施工
確認主電源的電壓波動是在銘牌標稱值的±10%範圍之內,且電壓的不平衡在±2%以內,如果超過這個範圍,請將機組保持關機狀態,並立即聯絡當地電力部門。
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%。
機外電源線及斷路器選擇參考:
電源相線線徑 (mm2) |
35 |
50 |
95 |
95 |
120 |
150 |
185 |
電源接地線線徑 (mm2) |
16 |
25 |
50 |
50 |
70 |
70 |
95 |
斷路器額定容量 (A) |
125 |
160 |
200 |
250 |
320 |
320 |
400 |
電源相線線徑 (mm2) |
240 |
300 |
120×2 |
150×2 |
185×2 |
240×2 |
|
電源接地線線徑 (mm2) |
120 |
150 |
120 |
150 |
185 |
240 |
|
斷路器額定容量 (A) |
400 |
500 |
630 |
630 |
800 |
800 |
水冷螺桿式冷水機組一般使用時間為3000h/年左右(根據我國氣候地理條件)。為了確保機組長期安全可靠地正常運轉,以及長期使用的運轉壽命能夠延長,減少執行費用,對機組經常性的科學維護和保養工作,是非常重要。
機組執行和檢修過程中的日常維護、保養,稱為預防性保養和維護。客戶有責任根據機組執行的實際情況,有針對性的制定機組的年、月定期維護、保養的計劃規程,並進行機組的日常維護和定期維護。
除垢:長期執行後,機組殼管式換熱器水側傳熱表面會沉積氧化鈣或其他礦物質,這些礦物質在傳熱表面結垢較多時,會影響傳熱效能而導致電能消耗增加、排氣壓力升高。可採用甲酸、檸檬酸、醋酸等有機酸清洗。
冬季關機:當冬季關機時,應清洗機組內外表面,並吹乾;必須開啟放水閥,放淨殼管換熱器內的存水,以防發生凍結事故。
春季開機:在較長時間停機後,要啟動機組時,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)擰緊所有線路接頭。
(5)按要求對機組壓縮機進行預熱。
系統防凍:如果殼管式換熱器的流道發生嚴重結冰情況,可能造成殼管式換熱器破裂和洩漏,因此對機組防凍要特別予以重視,以下三點請使用者特別注意:
(1)在較低環境溫度下停機備用時,若機組放在室外溫度低於0℃的環境中必須將蒸發器和冷凝器中的水排盡。放水的具體操作步驟見整機上的放水標識。
(2)執行時,如果冷凍水水流開關失效時將可能導致水管出現凍結,因此水流開關必須與機組進行聯鎖。
(3)維護時,在給機組充注製冷劑或為了維修而放掉製冷劑時,有可能導致蒸發器內水結冰。一定要使蒸發器中的水保持流動或將水徹底放乾淨。
警告:
水冷螺桿式冷水機組使用介質為水,在冬季氣溫有低於零度的地區使用時必須做好如下方面的工作:機組必須在水系統中新增防凍液(乙二醇),請按要求新增比例。停機後不可切斷電源,否則自動防凍執行保護將失去作用。
故障分析及排除方法:
故障 |
可能原因 |
檢測及排除方法 |
排氣壓力過高 |
系統中有空氣或有其它不凝氣體 |
從注氟嘴排除氣體,必要時重新抽真空。 |
冷卻塔風機故障 |
檢修冷卻塔風機,恢復運轉。 |
|
吸氣壓力過高 |
見“吸氣壓力過高” |
|
環境溫度過高 |
||
冷卻水水流量過小 |
檢查冷卻水系統,調大水流量。 |
|
壓縮機油位過低 |
檢查視油鏡液位並加註冷凍油 |
|
排氣壓力過低 |
吸氣壓力過低 |
見“吸氣壓力過低” |
製冷劑洩漏或充注不夠 |
檢漏並充氟 |
|
冷卻水水溫過低 |
檢查冷卻塔容量是否太大或環境溫度是否太低。 |
|
吸氣壓力過高 |
排氣壓力過高 |
見“排氣壓力過高” |
製冷劑充注過量 |
放掉部分製冷劑 |
|
液態製冷劑從蒸發器流入壓縮機 |
||
冷凍水進水溫度高於允許最高值 |
檢查和調整膨脹閥,確保膨脹閥感溫包與吸氣管緊密接觸並與外界完全隔熱。 |
|
吸氣壓力過低 |
乾燥過濾器堵塞 |
更換乾燥過濾器濾芯 |
膨脹閥未調節好或出故障 |
調節到合適的過熱溫度,或檢查膨脹閥感溫包是否有洩漏。 |
|
系統製冷劑不足 |
檢漏並充氟 |
|
冷凍水進水溫度明顯低於規定溫度值 |
||
冷凍水流量不夠 |
檢查蒸發器進出水管路壓力是否太低,調節冷凍水流量。 |
|
壓縮機因高壓保 護停機 |
冷卻水水溫過高 |
|
冷卻塔風機故障 |
檢修冷卻塔風機 |
|
高壓停機設定值不正確 |
檢查高壓開關 |
|
壓縮機因電機過 載停機 |
電壓過高或過低 |
檢查電壓不得超出或低於額定電壓 ±10%。 |
排氣壓力過高 |
見“排氣壓力過高” |
|
冷卻水溫度過高 |
檢查冷卻塔是否容量太小 |
|
過載元件故障 |
檢查壓縮機電流,和壓縮機上規定的滿負 荷電流進行比較。 |
|
電機或接線端子短路 |
檢查電機和端子對應電阻 |
|
壓縮機因內建溫 度保護開關動作 停機 |
電壓過高或過低 |
檢查電壓,不得超出上述規定範圍。 |
排氣壓力過高 |
見“排氣壓力過高” |
|
冷凍水進水溫度過高 |
||
壓縮機內建溫度保護開關故障 |
更換元件 |
|
系統製冷劑不足 |
檢查是否漏氟 |
|
壓縮機因低壓保護停機 |
乾燥過濾器堵塞 |
更換乾燥過濾器濾芯 |
膨脹閥故障 |
調整或更換膨脹閥 |
|
低壓停機設定值不正確 |
檢查低壓開關 |
|
製冷劑不足 |
充注製冷劑 |
|
壓縮機噪音大 |
壓縮機冷凍油不足 |
檢查視油鏡液位並加註冷凍油 |
壓縮機不能啟動 |
過流繼電器跳開,保險燒壞。 |
更換損壞元件 |
控制電路沒有接通 |
檢查控制系統接線 |
|
無電流 |
檢查供電 |
|
高壓保護或低壓保護 |
見前面吸、排氣壓力故障部分。 |
|
接觸器線圈燒壞 |
更換損壞元件 |
|
電源相序連線錯誤 |
重新連線,調整其中兩條接線。 |
|
水系統故障,水流開關斷路。 |
檢查水系統 |
|
操作顯式器有報警訊號 |
檢視報警類別,採取相應措施。 |
|
開停機時間設定有誤 |
檢查並重新設定 |
|
溫度感測器檢測溫度超過設定值 |
檢查並重新設定 |