水冷螺杆冷水机组应用资料

设备选型：

选择冷水机组的考虑因素：

1.建筑物的性质、规模、用途：办公用、百货大楼用、工艺用等；

2.螺杆冷水机组的性能和特征：熟悉冷水机组的设计选型手册，了解冷水机组的冷量范围和消耗功率等机组特点。

3.当地的水源特征：包括水量、水温、水质等；

4.建筑物全年空调冷负荷的分布规律，弄清建筑物制冷系统的使用时间分布规律、工艺用空调使用时间分布规律等。

空调负荷估算夏季制冷：

中、小型机械工厂空调车间冷量

空调水系统：

空调水系统主要包括冷冻水系统、冷却水系统和热水系统，这里主要讲冷冻水系统和冷却水系统，空调水系统设计包括管路系统型式的选择、分区布置方案、管材管径选择、阻力计算与平衡、水量调节控制、管道保温用安装要求、水泵和冷却塔等设备的选择等。

一，空调水系统系统型式的选择：

可区分为开式和闭式，同程式和异程式，双水管、三水管和四水管水系统，上分式和下分式等；按运行调节方法可分为：定流量和变流量；按水泵供水方式可分为：单式水泵供水系统和复式水泵供水系统；

1)开式与闭式系统

开式系统的末端水管路是与大气相通的，而闭式系统的管路并不是与大气相通。所以凡连接冷却塔、喷水室和水箱等设备的管路均构成开式系统 。由于开式系统的管路与大气相通，所以循环水中氧含量高，容易腐蚀管路和设备，而且空气中的污染物如烟尘、杂物、细菌、可溶性气体等易进入水循环，使微生物大量繁殖，形成生物污泥，所以管路容易堵塞并产生水锤现象。

一般冷却水系统即为开式系统。

与开式系统相比，闭式系统的水泵能耗小，管路和设备的腐蚀可能性小，水处理费用便宜。但由于系统的补给水需要以及给予系统内的水在温度变化时有体积膨胀的余地等原因，所以闭式系统需设膨胀水箱。一般冷冻水系统即为闭式系统。

2）同程式回水方式和异程式回水方式

对于同程式回水方式在各机组的水阻力大致相等时，由于各并联环路的管路总长度基本相等，所以系统的水力稳定性好，流量分配均匀；

异程式回水方式的优点是管路配置简单，管材省，但是由于各并联环路的管路总长度不相等，存在着各环路间阻力不平衡现象，从而导致了流量分配不匀。可是，如果在各并联支管上安装流量调节装置，增大并联支管的阻力，那么异程式回水方式也是可以达到令人满意的效果的。

3）定水量系统和变水量系统

定水量系统通过改变供回水温差来适应房间的负荷变化要求，系统中的水流量是不变的。在定水量系统中，负荷侧（末端设备或风机盘管机组）大部分采用三通阀进行调节。三通阀进行双位控制，当室温没有达到设计值时，室温控制器使三通阀的直通阀座打开，旁通阀座关断，这时系统供水全部流经末段空调设备或风机旁管机组；当室温达到或超出设计值时，室温控制器使直通阀座关闭，旁通阀座开启，这时系统供水系统全部经旁通流入回水管系。

变水量系统改变水流量（供回水温度不变）来适应房间负荷变化要求。在变水量系统中，负荷侧通常采用二通调节阀进行调节，如图所示。常用的二通阀也是双位控制的，当室温没有达到设计值时，而通阀开启，系统供水按设计值全部流经风机盘管机组；当室温达到或超出设计值时，由室温控制器作用使二通阀关闭，这时系统停止向该负荷点供水。由于变水量系统的管路内流量是随负荷变化而变化的，因此，系统中水泵的配置和流量的控制必须采取相应措施。

4）单式水泵供水系统和复式水泵供水系统

单式水泵供水系统：空调水系统有冷、热源侧（制冷机、热交换器）和负荷侧（空调设备）合用水泵的单式环路；

复式水泵供水系统：空调水系统有冷、热源侧（制冷机、热交换器）和负荷侧（空调设备）分别设置水泵的复式环路；

二，水管系统

管内水流速推荐值［m/s］

水煤气输送钢管是按照标准用碳素软钢制造的俗称熟铁管。它有镀锌管（俗称白铁管）和不镀锌管（俗称黑铁管）之分。它的管壁纵向有一条焊缝，一般用护焊法和高频电焊法焊成。钢管管端有带螺纹和不带螺纹两种。根据管壁的不同厚度，水，煤气输送钢管又可分为普通管（适用于公称压力Pg≤1.0[Mpa]）和加厚管（适用于公称压力Pg≤1.6[Mpa])。这两种壁厚都可用手动工具或套丝机在管端加工管螺纹，以便采用螺纹连接 。

管道连接方法有螺纹接，法兰接和焊接三种，应按所选管材和最大工作压力选定。当选择与设备（或阀件）相连接的法兰时，应按设备和阀件的公称压力（注：对于空调工程范畴的水管，最大工作压力可以当作公称压力考虑来选择）。当采用凹凸式或榫槽式法兰连接时，在一般情况下，设备和阀件上的法兰制成凹面或槽面，而配制得法兰制成凸面或榫面。在选用法兰时应优先选用标准法兰 ，非标准法兰是要自行设计的。我国现行法兰技术标准的公称压力（Pg）系列为0.1，0.25，0.6，1.0，1.6，2.5，4.0，6.4[Mpa]时，一般应按1.6[Mpa]等级选用。

三，空调冷却水系统

1）：冷却水泵和冷却塔的配置：

通常一台冷水机组配置一台冷却水泵，并且应有备用冷却水泵，备用泵预先连接在冷却水管路系统中，可以切换使用。

为了利于安全运行和维护保养，冷水机组的冷凝器应宜设置在冷却水泵的压出段。冷却水泵的吸入段应设过滤器。

以便于调节控制冷水机组为原则，冷却塔的配置可以是一台冷水机组对应一台冷却塔。多座冷却塔并联运行时，应设进水干管和出水干管。

2）冷却水泵的选择：

冷却水泵的流量应为冷水机组冷却水量的1.1倍。

冷却水泵的扬程应为冷凝器水压降△P1、冷却塔开式段高度Z、管路沿和损失及管路局部损失四项之和的1.1~1.2倍。

作为估算用，管路中管件局部损失可取5mH2O，沿程损失可取每100m管长约5mH2O。

水泵扬程H（mH2O）= △P1+ Z+5+0.05L

其中：L为冷却水系统来回管路总长（M）

依水泵的流量和扬程可查有关水泵的性能参数表来选用水泵。水泵的出水管上还应安装有压力表和温度计，以利检测。

3）冷却塔的选择

冷却塔的作用是使水在塔内与空气进行热湿交换而得到降温。为了减低城市供水管网的负荷，空调工程中制冷系统冷凝器用的冷却水基本上都是采用冷却塔处理而循环使用的。冷却塔多为开放式并配用风机，使空气与待处理的冷却水强制对流，以提高水的降温效果。塔内装有高密度的亲水性填充材料。常用的冷却塔有逆流型和直交流型两种。

选择冷却塔的型号和规格，首先应根据工程设计资料计算需要的冷却水量W：

式中：Qc-冷却塔排走的热量，[KW]；

对于压缩式制冷机，取制冷机负荷的1.3倍左右；

C-水的比热，[KJ/kg C]。常温时c＝4.1868[KJ/kg C]。

tw1-tw2-冷却塔的进出水温差，[C]；

对于压缩式制冷机，取4～5[C]；

冷却塔的安装位置应选在不受日照之处，空气要流畅且不能受污染（指热、废气和尘埃等）。当冷却塔采用有叶窗围挡时，则百叶窗的开口面积要取得足够大，以便使空气有小于2[m/s]的速度流经百叶格。机械通风式冷却塔在运行时难免会有水滴飞溅现象，在冷却塔选址时也要注意。

因为冷却水在塔内处理过程中不断蒸发，因此水循环系统需要不断补给水。冷却塔补给水管的管经选择时应考虑高架水箱水位的高度，根据可资利用的压头进行配管设计。补给水量可根据产品样本提供的数据确定，一般，可取冷却塔循环水量的1~3%。

pH值：6.5~8.5；

浑浊度：最大容许含量<=200[mg/l]

碳酸盐硬度：8~30度（指德国度）

实用中最有效的水处理方法是化学清理方法，即根据水质的情况定期向系统内投入请洗药剂进行水处理，使水质到达指标要求。

使用经过水处理的软水作为补给水是冷却水系统最理想的水源。如果现场不具备上述条件，为了改善水质指标可以采用下述简易方法，即调节冷却塔底池的排污阀在某一开度，使维持连续少量的排水，借以使冷却水系统内的水硬度保持在极限值以下。补给水量可以从水系统的水量平衡和盐度平衡进行计算。

冷却塔型号规格选定时，尚需复核所选冷却塔的结构尺寸（指占地面积和高度）是否适合现场的安装条件，要根据冷却塔的运行重量核算冷却塔安装位置的楼板（或屋面板）结构的承受能力；同时要重视所选冷却塔在运行时的噪音水平，使满足环境噪音要求。选择理想的冷却塔还要重视它的能耗指标和价格。

4) 保温

在较炎热的地区和日照比较强烈的地方，室外明装的冷却塔进出水温需保温。

五，冷冻水系统

1）冷冻水泵的选择：

冷冻水泵的流量应为冷水机组冷冻水量的1.1~1.2倍。

冷冻水泵的扬程应为它承担的供回水管网最不利环路的总水压降的1.1~1.2倍。最不利环路的总水压降包括：冷水机组蒸发器的水压降△P1、该环路并连的各台空调未端装置的水压损失最大一台的水压降△P2、管路沿和损失及管路局部损失。

作为估算用，沿程损失可取每100m管长约5mH2O

水泵扬程H（mH2O）= △P1+ △P2+5+0.05L（1+K)

其中：L为冷却水系统来回管路总长（M）

K为最不利环路局部阻力当量长度总和与直管总长的比值。环路较长时，K取0.1~0.3,较短时取0.4~0.6.

依水泵的流量和扬程可查有关水泵的性能参数表来选用水泵。

水泵的出水管上还应安装有压力表和温度计，以利检测。通常一台冷水机组配置一台冷冻水泵，并且应有备用冷冻水泵，备用泵预先连接在冷冻水管路系统中，可以切换使用。

2）膨胀水箱：

膨胀水箱的容积是由系统中水容量和最大的水温变化幅度决定的，可以用下式计算确定： Vp=αΔtⅴ3 [m3]

式中：Vp-膨胀水箱有效容积（即由信号管到溢流管之间高差内的容积，[m3]；

α-水的体积膨胀系数，=0.0006，[1/℃]；

Δt-最大的水温变化值，[℃]；

ⅴ3 -系统内的水容量，[m3]，即系统中管道和设备内存水量的总和。

估算法：办公楼建筑。

系统内的水容量[l/m2建筑面积]

从以上计算达到膨胀水箱得有效容积后，即可从采暖通风标准图籍

（二）进行配管管径选择。

膨胀水箱的规格尺寸及配管的公称直径

3) 集水器和分水器

在采用集中供冷，供暖方式的工程中，为了有利于各空调分区流量分配和调节灵活方便，常常在供回水干管上分别设置分水器和集水器，再从分水器和集水器分别连接各空调的供水管和回水管。这样的联结方式使得各分区供回水管上的安装和维修操作都十分方便。分水器和集水器实际上是一大段管径的管子，只是在其上按设计要求焊接上若干不同管径的管接头。

确定分水器和集水器管径的原则是使水量通过时的流速大致控制在0.5~0.8[m/s]。

分水器和集水器上各配管的间距可参考上图

分水器和集水器都用无缝钢管制作。选用的管壁和封头板的厚度以及焊缝作法应按耐压要求确定。分水器和集水器的底部应有排污管接口，一般选用Dg40。

4）除污器和水过滤器

为防止水管系统阻塞和保证各类设备和阀件的正常功能，在管路中应安装除污器和水过滤器，用以清除和过滤水中的杂物和粘混水垢。一般，除污器和水过滤器安装在水泵的吸入管和热交换设备的进水管上。其它如供暖系统上的减压阀和自动排气阀等小通径阀件前的管路上都应安装。

工程上常用的除污器有立式直通式，卧式直通式和卧式角通式几种，可视现场安装条件选用。

除污器和水过滤器的型号都是按照连接管的管径选定的。连接管的管径应该与干管的管径相同。在进行阻力计算时，目前工程上常用的除污器的局部阻力系数可取4~6；水过滤器的局部阻力系数可取2.2。它们都对应于连接管的动压。

在选定除污器和水过滤器时应重视它们的耐压要求和安装检验的场地要求。除污器和水过滤器的前后，应该设置闸阀，供它们在定期检修时与水系统切断之用（平时处于全开状态）；安装时必须注意水流方向；在系统运转和清洗管路的初期，宜把其中的滤芯卸下，以免损坏。

5）管道保温

减少管道的能量损失，防止冷水管道表面结露以及保证进入空调设备和末端空调机组的供水温度，管道及其附件均应采用保温措施。

保温层厚度选用参考表

注：其他管道如冷凝水管、室外明装的冷却塔出水管以及膨胀水箱的保温层厚度。

管道和设备的保温结构一般由保温层和保护层组成。对于敷设在地沟内的管道和和输送低温水的管道还需加防潮层。

管道保温结构的施工应在管道系统试压和涂漆合格后进行。在施工前应先清除管子表面的脏物和铁锈，涂上防锈漆两道，要保护管道外表面的清洁并使其干燥。在冬、雨季进行室外管道施工时应有防冻和防雨的措施。

保温结构的形式甚多，视选用的保温材料、管径大小和管径的外界环境条件而异。目前，空调工程中水管大多用管壳式保温材料，并采用绑扎式结构，在管壳的外面应包裹油毡玻璃丝布保护层涂抹石棉水泥保护壳。注意：在用矿渣棉或玻璃棉制的管壳作保温层时，宜使用油毡玻璃丝布保护层，而不宜选用石棉水泥保护壳。

设备安装及系统调试：

双螺杆压缩机：

容积式压缩；阳转子 5 个凸齿，阴转子 6 个凹槽。

5次压缩对应阳转子转一圈，5×3000rpm = 15000次排气/分钟的螺杆线型（啮合表面运行平稳）。

油的管理：

油具有以下作用：

A) 相邻转子间的动态密封；

B) 轴承润滑；

C) 制冷量调节的滑阀控制；

D) 冷却压缩机。

油的回路：

油的循环：

确保油槽和射油口之间的压力差不需要油泵；

压缩机在规定的使用范围内运行时能确保油的循环。

注意：在启动20秒内，压缩机必须进入使用规定运行范围。

在特殊应用场合应采取以下专门措施：

冷凝器风机延时启动；

在压缩机与冷凝器之间加设压力调节阀。

油的流量：

油的流量取决于排气和吸气压力之间的压力差：

VOIL：容积流量；K：由压缩机型号确定的系数；

PS：排气压力；PA：吸气压力。

油过滤器：

油加热器：

在停机期间以防止过量的制冷剂稀释到油中。

无任如何必须在压缩机停机时对电加热器通电。

油位：

吸气过滤器：

润滑监控：

1) 排气温度监控

缺油会引起排气温度的突然升高；

电子保护模块INT 69 RCY能对排气温度进行监控。

2) 压力差开关 HP/LP：

D p HP/LP ＞ 6 bar →压缩机 开

D p HP/LP ＜ 6 bar →压缩机 停

延时time delay (仅在启动时：20 秒内）

3) 油位控制 (浮球类型)

建议在这些应用场合（长的管道布置、冷凝器远距离布置）使用油位监控器来严格控制油位。

控制功能：

1 低卸载启动功能

2 多压缩机分时启动功能

3 压缩机容量调节功能

4 机组自动启停、卸载功能

5 机组强制启停、卸载功能

6 最短运转时间限制功能

7 定时开关功能

8 记忆功能

9 压缩机油加热器控制

10 液管电磁阀控制

11双压缩机均衡运行控制

12自动控制冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔风机运行

13远程监控系统

保护功能：

1 压缩机高低压保护

2 压缩机排气高温保护

3 压缩机过载保护

4 逆（缺）相保护

5 蒸发器防冻保护

6 冷凝器防过热保护

7 低流量保护

8 频繁启停保护

9 冷冻水、冷却水水流开关保护

性能参数：

A、名义工况：

1、冷冻水进出水温度：12/7℃

2、冷却水进出水温度：30/35℃

B、运行范围：

1、冷冻水出水温度：5~15℃；

2、冷却水出水温度：22~37℃，进出水温差：3.5~8 ℃。

3、电源：3N~380V 50Hz 进出水温差：2.5~8 ℃；

4、电压波动：±10%。

性能参数的修正：

卸载运行性能：

二，设备验收：

设备的外包装基本完好。

机组的油漆完好。

机组内部的连接线路完好。

机组的高低压压力压力正常。

机组的连接管路完好。

机组的油位正常。

技术文件是否齐全。

三，安装基础

⑴机组的安装基础必须是水泥或钢制结构，应能承受机器的运行重量，且上平面是水平的。机组的安装基础最好能预留排水槽。

⑵参考机组的安装基础示意图。待地脚螺栓准确就位后再进行二次灌浆。然后再上