[科普中国]-螺杆式冷水机组

简介

目前，螺杆式冷水机组在我国制冷空调领域内得到越来越广泛的应用，其典型制冷量范围为700~1000kW。螺杆式冷水机组是由螺杆式制冷压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀、油分离器以及自控元件和仪表等组成的组装式制冷装置。按照冷却方式，可分为水冷式冷水机组和风冷式冷水机组；按照用途，可分为热泵式机组和单冷式机组；按照组装的压缩机台数，可分为单机头和多机头冷水机组。1

机组的性能评价螺杆式冷水机组的单机制冷量较大，常用的制冷剂为R22。与活塞式和离心式机组相比，螺杆式冷水机组一般应用于中、小制冷量范围。1

《蒸气压缩循环冷水（热泵）机组 工商业用和类似用途的冷水（热泵）机组》（GB/T 18430.1-2001）标准制定了螺杆式冷水机组在名义工况下的性能系数，如水冷式机组，当制冷量大于230kW时，其性能系数不应低于3850W/kW；由此可见，它的制冷效率略高于活塞式冷水机组。1

值得注意的是，在衡量机组的主要性能COP时，不仅仅只是比较名义工况下的性能，还应该比较部分负荷时的性能。因为对于空调系统来说，机组在绝大部分时间内是处于部分负荷工况的。根据美国空调与制冷学会标准ARI550/590-1998，采用IPLV（综合部分负荷工况值）或NPLV（非标准部分负荷工况值）更能反映机组运行的经济性。在规定的工况下，IPLV或NPLV的计算公式如下1：

IPLV或NPLV=0.01A+0.42B+0.45C+0.12D

式中 A—100%负荷工况点时的COP；

B—75%负荷工况点时的COP；

C—50%负荷工况点时的COP；

D—25%负荷工况点时的COP；

公式中负荷在75%与50%时的加权值为0.42与0.45，表明了机组负荷在此范围内的性能对运行的经济性影响最大，事实上，部分负荷时的性能才是影响机组运行费用的关键。1

能量调节为了适应空调系统负荷变化而机组出水温度仍需保持恒定的要求，螺杆式冷水机组是通过能量调节来完成这一任务的。控制系统首先检测机组的出水温度，再与设定值比较，然后发出能量调节指令，使机组的制冷量相应地增加或减少。1

与活塞式制冷压缩机一样，螺杆式冷水机组的能量调节也是通过调节排气量来调节制冷量的，主要由压缩机的能量调节机构来实现。压缩机内设有内压比可调装置，可使压缩机减荷运动和实现制冷量无级调节，能量调节范围为15%~100%。1

多机头机组的能量调节还可由增、减压缩机的运行台数来实现，控制程序可设各台压缩机的加载次序。因此，多机头螺杆式冷水机组由于其优良的部分负荷性能而被更多地应用于工程实际之中。1

应用工况范围在工程应用中，值得注意的是，除了必须了解机组的额定性能之外，还应该充分认识非额定工况范围的重要性。当使用条件超出额定工况范围时，采取何种措施保证机组仍能正常运行，是设计和运行管理人员在工程实际中会经常遇到的问题。《蒸气压缩循环冷水（热泵）机组 工商业用和类似用途的冷水（热泵）机组》（GB/T 18430.1-2001）规定的螺杆式冷水机组变工况性能温度条件见下图1。1

螺杆式冷水机组结构紧凑，运转平稳，冷量能无级调节，节能性好，易损件少。适合于制冷量在580~1163kW的高层建筑、宾馆、饭店、医院、科研院所等大、中型空调制冷系统应用。1