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一文搞懂:螺杆冷熱水機組原理、結構,電控保護與維護保養

作者:制冷與空調技術

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一文搞懂:螺杆冷熱水機組原理、結構,電控保護與維護保養

1、螺杆冷熱水機組工作原理

螺杆冷熱水機組是一種使用螺杆式壓縮機作為核心部件,能夠提供冷源或熱源的空氣調節裝置,廣泛應用于工業和商業場所的冷卻或供暖需求。這類機組既可以是冷水機組,專注于制冷以提供冷媒水用于空調或工業冷卻過程,也可以是熱泵機組,能夠在冬季提供熱水用于供暖。

基本工作原理:螺杆式壓縮機是機組的核心,它通過一對互相齧合的螺杆轉子來吸入低壓氣态制冷劑。随着轉子旋轉,制冷劑被擠壓,導緻其壓力和溫度上升,形成高溫高壓的氣态制冷劑。随後,高溫高壓的氣态制冷劑進入冷凝器。在這裡,制冷劑釋放熱量給經過冷凝器的冷卻媒體(通常是水或空氣),制冷劑是以被冷凝成為高壓液态。

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液态制冷劑接着流經膨脹閥或熱力膨脹閥,壓力驟降,同時部分液體蒸發,溫度也相應降低,準備進入蒸發器。在蒸發器内,低壓低溫的液态制冷劑吸收來自被冷卻媒體(如建築物内的循環水或空氣)的熱量而蒸發,再次變成氣态。這一過程中,被冷卻媒體的溫度下降,達到制冷目的。對于熱泵模式,蒸發過程實際上是吸取外界低品位熱源(如空氣或地下水)的熱量來加熱水。

2、螺杆冷熱水機組主要部件功能

螺杆式壓縮機:它通過兩個互相齧合的螺旋轉子吸入低溫低壓的制冷劑氣體。随着轉子的旋轉,制冷劑氣體被壓縮,溫度和壓力随之升高,形成高溫高壓的氣體。

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冷凝器:把高溫高壓的制冷劑氣體進入冷凝器。在這裡,冷卻水(通常是由冷卻塔提供的循環水)流經冷凝器管束外側,吸收制冷劑氣體的熱量,使得制冷劑氣體冷凝成液體。這個過程中釋放出的熱量被冷卻水帶走。

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電子膨脹閥:液态制冷劑接着流經熱力膨脹閥或電子膨脹閥。這些閥門起到調節制冷劑流量和壓力的作用,使得制冷劑在進入蒸發器之前經曆一個壓力下降和部分汽化的過程,變為低溫低壓的濕蒸汽。

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蒸發器:在蒸發器中,低溫低壓的制冷劑液體吸收來自被冷卻媒體(通常是循環的冷凍水)的熱量并蒸發。這個過程中,冷凍水失去熱量而溫度下降,滿足了制冷的需求。蒸發後的制冷劑蒸汽再次被壓縮機吸入,開始下一個循環。

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幹燥過濾器:主要用于制冷系統中,去除制冷劑中的水分和雜質,以防堵塞和腐蝕系統部件。幹燥過濾器内含幹燥劑,如分子篩或矽膠,能夠吸附水分,而過濾層則可以攔截固體顆粒。

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油過濾器:安裝在壓縮機的油路中,用于過濾掉潤滑油中的雜質和污染物,確定壓縮機潤滑系統的清潔,延長壓縮機壽命。

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電磁閥:電磁閥是通過電磁線圈産生的磁力來控制閥門開閉的自動化基礎元件。在回油管路中,電磁閥用來控制潤滑油傳回壓縮機的路徑和時機,確定系統油壓穩定并減少啟動時的沖擊。

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截止閥:這是一種可以完全開啟或關閉流體通道的閥門,常用于隔離系統的一部分進行維修或調試,以及調節流體流量。

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球閥:球閥通過一個帶有孔的球體來控制流體流動,旋轉90度即可實作開啟或關閉。它具有結構簡單、開關迅速、密封性好等優點,适用于快速切斷或改變媒體流動方向。

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引射泵(回油):在制冷系統中,引射泵利用高壓制冷劑流過其噴嘴時産生的低壓區域,将聚集在低位的潤滑油抽回到壓縮機,確定壓縮機得到良好的潤滑。

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視液鏡(觀測冷媒狀态):安裝在制冷系統中,允許操作人員觀察制冷劑的流動狀态(如顔色、是否有氣泡等),以此判斷制冷劑量是否合适,系統是否有水分或其他不純物。

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水溫探頭:也稱為水溫傳感器,是安裝在制冷或供暖系統中用于監測和測量水溫的關鍵部件。它的主要功能是實時檢測冷卻水或加熱循環水的溫度,并将這些溫度資料回報給控制系統,以確定系統按照預設條件高效、安全地運作。水溫探頭的準确測量對維持整個系統能效、保護裝置免受溫度過高或過低損害至關重要。

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水流開關:當水流達到一定流速或流量時,水流開關内的機械或電子部件動作,發出信号給控制系統,表明水流正常,系統可以啟動或繼續運作;反之,水流開關也會發送信号,觸發報警或自動關閉相關裝置,避免因缺水導緻的裝置損壞或系統故障。

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水側排氣閥:如果管路中存在空氣,這些空氣若不及時排除,可能會聚集在系統的高點,形成氣阻,影響水流通暢性和換熱效率。可水側排氣閥通過它可将系統中的空氣排出,保證水流順暢,提高系統效率。

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高壓保護開關:安裝在冷水機組的高壓管路上,當系統壓力異常升高時,高壓開關能迅速響應并采取保護措施。

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安全閥:是一種自動閥門,其主要作用是在系統壓力異常升高超過預定值時自動開啟,排放部分媒體(制冷劑),進而保護冷水機組及其他關聯裝置免受高壓損害。

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壓力傳感器:在冷水機組中主要負責監測制冷劑壓力,確定系統安全高效運作。

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溫度傳感器:主要負責監測和控制制冷劑和冷卻水的溫度,確定系統高效運作和精确溫控,同時參與節能管理與故障預警,保障裝置安全。

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斷路器:電氣保護裝置,當電路中電流異常增大(如短路或過載)時,自動切斷電路,防止電氣裝置損壞或火災發生。

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保護裝置:冷凝壓力保護、電流過載保護、低蒸發壓力保護、壓縮機電機過熱保護、低水流量保護、欠/過電壓保護、欠/逆相保護、壓縮機油溫保護、低蒸發器出水溫度保護、壓縮機油位保護、高低壓差過低保護、蒸發器防凍限制保護。

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3、維修保養—機組維護檢查項

螺杆冷熱水機組的維修保養是一項綜合性工作,旨在確定裝置長期穩定運作,提高能效并延長使用壽命。以下是一些關鍵的維護保養項目。

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另外,1空調技術資料包中,增加了水機換冷凍油、過濾器、水處理的操作視訊。

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