水冷满液式螺杆机的研发与实验研究

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1、水冷满液式螺杆机的研发与实验研究摘要：本文以公司自行研发水冷满液式螺杆机为研究对象，通过详实的实验数据说明水冷满液式机组的研发之路，并验证了各种外界工况条件变化对机组的影响分析，为水冷满液式螺杆机的研发和进一步改进提供了参考及思路。关键词：满液式研发　　实验研究0.引言水冷螺杆式冷水机组以其能耗低，结构紧凑，易损件少，可靠性高，操作维护简便，近年来获得了广泛应用，是近年来发展迅速的冷水机型。通常水冷螺杆式冷水机组的蒸发器采用干式蒸发器结构，机组的性能系数（下简称COP值）在3.7~4.2之间。当水冷螺杆式冷水机组的蒸发器采用满液式蒸发器时，冷冻水在铜管内部流动，更

2、有利于机组的冷冻水系统清洗，有利于该冷水机型在纺织等水质高污染行业的应用。更为重要的是，满液式的水冷螺杆机COP值通常高达4.8以上，相比于干式蒸发器更为节能，是目前水冷螺杆机型的发展方向。采用满液式蒸发器，主要的技术难点在螺杆式压缩机的排气中，含有大量的润滑油，通过压缩机的油分离后，进入二次油分离器，但仍有小部分的油进入蒸发器，回油较为困难，需要另行设计专门的回油装置。同时，满液式蒸发器的液位控制及自动控制系统也不同于干式蒸发器，更为复杂，需要进一步实验验证。江阴精亚集团有限公司于2003年下半年开始自主研发水冷满液式螺杆机，先后试制了两台满液式水冷螺杆机，主要

3、设计参数对比如下：表一、两台水冷满液式螺杆机设计对比项　　目第一代样机第二代样机机　　型LS840LGMLS300LGM名义制冷量kW840300蒸发器回油方式高中低三种位置，引射泵回油液面高中低四点回油，文丘管结构，气管回油二次油分离方式冷凝器内置二次油分离器外置式高效油分离器蒸发器液位控制方式浮球液位开关三只电磁阀通断控制手动球阀调节孔板节流一、液位传感器＋电子膨胀阀二、排气温度过热度控制电子膨胀阀另外为了测试的需要，每个机型均在制冷管路中设置了球阀及温度压力测量点，用于测量与监控机组的工作情况。实验的主要目的是验证产品能否可靠运行，达到设计的技术条件，同时验

4、证各类工况条件变化对机组性能的影响。1.实验系统与机组原理本次实验在江阴精亚集团有限公司中央空调综合测试中心250—2500kＷ水冷冷水机组试验装置上进行。该装置具有国内领先的测试条件，采用冷冻水与冷却水混流技术，测试成本较低。本试验装置的测试原理如下：图一、水冷满液式螺杆机的实验系统原理图同时，为了验证水冷满液式螺杆机各部分的工作情况，在机组制冷管路上设立了6个取压点，3个测温点，同时可以观察蒸发器和冷凝器的液位，监视回油情况。具体机组的系统原理图如下所示：图二、LS840LGM系统原理及测点布置图图三、LS300LGM系统原理及测点布置图2.实验方案的设计：为

5、了充分的验证冷却水温度、冷冻水进水温度、机组的能量调节三个主要因素对机组主要性能的影响，经研究采用正交试验法安排变工况试验，可以利用较少量的试验数据获得足够的信息，从而达到试验的目的。本次试验采用了一种L3(34)的典型正交表。表二、正交试验测量工况计划表试验号冷却水进水温度(0C)冷冻水进水温度(0C)机组能量调节试验结果机组制冷量排气温度能效比124161002241375324105042716755271350627101007301650830131009301075LS300LGM另安排了两套六组标准工况及部分负荷工况的测试，用于对比电子膨胀阀应用蒸发

6、器液位控制与压缩机排气过热度控制两种方案。3.两种机型实验过程综述3.1在LS840LGM机组的测试过程中,发生以下问题:3.1.1内置于冷凝器的二次油分离器存油量较大,多次造成压缩机缺油保护。后经多次补加润滑油，方可正常开机。3.1.2制冷剂的充注量不足,蒸发器及冷凝器内液位不够,机组制冷量及性能系数不佳。3.1.3引射泵应用不正确，蒸发器无法实现正常回油,甚至二次油分内润滑油回灌到蒸发器。3.1.4蒸发器液位较难控制，需使用手动调节控制排气温度及蒸发器液位。3.2在LS300LGM机组测试时发生了以下问题：3.2.1二次油分回油含有杂质，多次造成回油过滤器堵塞

7、。3.2.2蒸发器内制冷剂液位不水平，应用液位传感器控制电子膨胀阀较困难。在解决了问题后，两个机型都进行了连续开机试验，获得了需要的实验数据，在LS300LGM测试时，同时进行了二套控制方案的试验验证。4.标准工况下的实验结论在标准名义工况下，经测试得到了如下数据：（标准工况：冷却水进水温度300C，冷冻水进水120C，压缩机运行工况100%，保证冷却水、冷冻水进出水温差为50C）表三、两机型试验结果对比表项　　　目LS840LGMLS300LGM名义制冷量kW840300机组制冷量kW812.72295.39COP值kW／kW4.175.102排气温度0C62.

8、662.0