螺杆新齿形的开发加工

　　目前在国内的空调设计中，对于制冷机组容量的确定台数的配备和机型的选择，往往只根据经验，结果造成设备初投资大量增加，并引起电气土建和建筑等方面的造价相应上升装机容量远远超过实际需要有的甚至超过以上部分制冷设备长年闲置，制冷机组运行效率低，费用高，事故出现频繁。产生这种现象的原因是多方面的。

　　其中一个很主要的原因就是设计者没有充分把握负荷变化的规律，一味的将*大负荷值作为机组选型时**考虑的因素，而忽视了负荷在不同时间不同场合的变化规律。

　　从各方面的统计资料来看，在我国一般空调供冷期中出现*大负荷的时间很少，大概只占全年运行时间的百分之几，制冷机组绝大部分的时间都土作在部分负荷工况下。并且，在对供冷季节各个月的空调冷负荷累积值进行计算和分析后发现，即使在峰值负荷*高运行时数仍然占有相当的比例。

　　因为只有将这两个条件结合起来，综合考虑，才有可能得到满意的设计。常用的制冷机组按压缩机可分为活塞式螺杆式和离心式等。活塞式制冷机组活塞式属于中小冷量制冷机组，它造价低廉体积小效率也较高，所以仍被广泛用于家用冷藏住宅空调汽车空调以及小型商用空调等领域。但随着其它新机种（特别是螺杆式）的不断开发及效率的提制冷技术年第期高，活塞式固有的缺陷，比如冷量小结构复杂易损件多对湿行程敏感负荷调节性能差只能依靠增减气缸数进行有限级数调节等等，都使得其使用范围日益缩小。螺杆式制冷机组螺杆式属于中等冷量制冷机组，按其转子数量的不同，有单螺杆和双螺杆机组之分。

　　近年来随着螺杆新齿形的开发加工精度的提高高精度滚动轴承的应用合成冷冻油的使用经济器系统和内容积比自动调节技术的应用，都使得螺杆制冷机组在能耗持续卜降的同时运行效率大提高，机组的值已经接近离心式制冷机组的水平。再加上其原有的结构简单零部件少抗液击能力强运行平能量可以无级调节部分负荷时的能量损失比离心式少等优势，使得螺杆机组的应用范围逐渐扩大，现在正以中等冷量为基础，向大小冷量两个方向同时延伸，并大有取代活塞式制冷机组的趋势。

　　可以看到，当调节压缩机制冷量的滑阀刚刚从全负荷开始调节时，由于旁通口的阻力，实际容积（虚线）不会像理论容积（实线）那样从突然到而是连续变化的。而在滑阀滑动到负荷率接近的极限位置时，排气腔就会与工作容积连通，会造成排气腔内的高压气体倒流人工作容积内，所以为防止这种情况的发生，一般只允许滑阀移动到负荷的位置。因此，螺杆式压缩机通常就之间进行冷量无级调节。

　　但是，在冷量调节的同时，功耗并不与负荷变化成正比，螺杆式压缩机功耗与负荷的变化关系，可以看到，两者随着蒸发温度的不同有着不同的关系曲线点划红是理想的正比线蒸发温度越低压缩比越高，则功耗与负荷越不成正比只有在蒸发温度较高压缩比较低时，两者才接近于正比关系。并且，各个蒸发温度的功耗都已经偏离理想正比线较多，因此，若从运行的经济性考虑，一般让螺杆式制冷机组负荷以上运行为宜，以下的低负荷运行是很不经济的。另外，螺杆式制冷压缩机在运行中会因为内外压比不等产生欠压缩和过压缩的情况，两种情况都会产生额外功耗。

　　针对这种情况，目前开发出了内容积比可调机构，使得内外压比能够趋于一致，减小了功耗，提高了螺杆机运行的经济性，并在一定程度上满足了用户对变工况的要求。离心式制冷机组离心式属于中大冷量制冷机组，它制冷量大机械磨损小易损件少运行平稳容易实现多级压缩和多种蒸发温度制冷量可以进行无级调节，特别是在变频技术发展起来后，再结合进口导叶调节等手段，可以使机组的调节范围变宽，并在部分负荷运行时仍可保持高效率。

　　离心式机组的主要缺点就是工况不能有大的变化，且适应范围狭小在低负荷率时容易发生喘振，因此离心式机组一般只在一负荷之间进行无级调节严格地说负荷下限的确定与电机转数有关目前离心式制冷机组压缩比在间，主要用在单机容量超过的场合。由于*常用的是固定转速的电动机，因此离心式制冷压缩机在部分负荷时大多采用进口导叶调节进气调节旁通调节等手段。其中进气调节和旁通调节的经济性较差，前者常用在冷量变化不大的场合，进口导叶调节方法结构简单，经济性相对前两者较好，因而在固定转速的空调离心机中采用*多。

　　当导叶全部打开时为满负荷而在导叶全部关闭时，当机组运行在喘振包络线右侧的正常工作区时，随着系统性能曲线的变化一压缩机可以通过进口导叶来随时调节适应，但显然这是以牺牲一些运行效率为代价的。而当机组性能曲线进人喘振区后单靠调节进口导叶己经无能为力，这时就需要用旁通调节的方法来适应工况了。

　当机组检测到其运行工况在区域时，就自动全部打开进口导叶，只依靠到运行在区域时，就自动将电动机转速调至*低，只依靠进口导叶调节来满足需要当检测到运行在区域时，则会同时调节电动机转速与进口导叶开度，以达到*佳运行效率。

　　这样，通过上述三个区域不同的组合调节方法，既增大了机组的正常运行范围，减小了喘振区又提高了机组在各个工况点的运行效率，节省了大量的运行费用。离心式变频机组经过三代的发展，机组本身与变频装置的价格比由*初的到再到现在的一体积比由*初的到现在变频装置可作为一只小箱子放在机组上，技术越来越成熟，性价比也越来越高，可以预计变频式离心机组会为越来越多的用户所采用。

　　不过变频技术也存在缺陷，就是变频过程中会对外产生幅射，从而可能会对处于附近的的人体产生不良影响，西方发达国家已经开展了研究工作，对此我国也应加以必要的关注和研究。离心式制冷机组采用变频调节与进口导叶调节相结合的方式能够实现良好的部分负荷特性。

　　可以看到，在部分负荷时，压缩机通过变频实现电机转速的无级调节表示使得喘振包络线右边的各个工作点都能保持很高的运行效率，特别地如果压力变化配合转速的话，从负荷到满负荷几乎都能实现*高运行效率。而当系统性能曲线出了喘振包络线后一就必须结合进口导叶调节才能扩大机组稳定运行的范围，提高运行效率，并同时避免喘振的发生。

　　空调制冷机组选配原则和方法在了解全年负荷变化规律和常用制冷机组的特性后，就可以进行机组选型了。选型一般包括制冷机制冷技术年第期组总容量的确定，机组类型的确定，机组性能与品牌比较，台数及单台容量的确定等步骤。其中的每个步骤，又都综合考虑了初投资运行维护可靠安全等方面的因素。机组总容*的确定空调制冷机组的总容量应满足空调系统的空调设计负荷要求。在确定总容量时需考虑机组的实际运行工况偏离设计运行工况时可能产生的冷量不足，因此在一般情况下，对机组要求的制冷量应增加的安全余量。

　　当然，这都是建立在负荷计算基本正确的基础上。机组类型的确定使用什么类型的制冷机组应由用户和设计者根据用户的实际情况共同确定，其基本原则是供电可以保证的地区，要优先选用电力直接驱动的制冷机组，如离心式螺杆式等（活塞式一般只在小冷量时才考虑）。

　　因为从经济技术分析来看，以电力驱动的制冷机组性能要优于以热力驱动的制冷机组。如果有条件供给蒸气或热水，则可考虑采用蒸气型或热水型澳化锉制冷机组而如果可以使用诸如天然气等能源，则直燃型嗅化锉制冷机组也是一个可行的选择。对于需要同时提供冷热负荷，或者夏冬季冷热负荷相差不是太大的地区，推荐使用热泵性机组。这样可以省去锅炉设备，节省了初投资和运行费用。

　　在能解决设备排放和噪声污染问题的前提下，对于中小型冷量推荐选用风冷型制冷机组。机组性能的确定与品牌比较在一年的绝大部分运行时间里，机组都工作在部分负荷状态下，因此确定机组部分负荷运行性能是非常重要的工作，而这实际上是一个综合考虑的过程。

　　比如对于螺杆机来说，是选择普通的单机头滑阀调节，还是选择部分负荷效率出色但满负荷效率较低的多机头柱塞调节，还是选择工况适应力强的内容积比调节，这就得将机组运行工况负荷特点资金实力技术可靠度等方面综合起来进行判断，否则容易发生机组性能同负荷需求差别过大的情况。再如离心机的变频装置采用与否，也应如此进行考虑。机组所要求的基本性能确定后，就可以考虑其它的因素了，比如价格值运行的安全可靠程度使用寿命易操作性噪音等方面。

　　而这些因素其实都是与品牌联系在一起的，同样是用滑阀调节的螺杆机，不同的品牌之间在一些方面（例如价格噪音等）肯定会有差别，这就需要仔细地进行品德比较，选择*能满足自身要求的品牌机组。

　　民用舒适空调用制冷机组不必另设备用机组，但机组之间要考虑互为备用和轮换使用的可能性。同一站房内可采用不同类型不同容量的机组搭配的组合式方案，以节约能耗。因为确定究竟选用几台机组，不光与负荷总量有关，还与负荷变化规律有关。

　　若采用台机组，则当总负荷在以内时，只能开一台负荷率还不到的机组，而可以看到这段时间恰恰占全年运行时间的比例又很大，因此无论离心式还是螺杆式机组在如此低的负荷率下长时间运行都是很不经济的，况且如采用离心机的话还容易发生喘振。但如果采用的是台离心机组或螺杆机组组合的机组，则情况要好得多。可以让那台小容量的机组工作在总负荷以内，从而大大提高了运行效率。

　　而螺杆机的负荷率下限一般因此机组容量分别选择为总负荷的和使它们在处于*低负荷率的时候，仍可以在总负荷处正常运行而将余下的二台机组选取相同的容量是因为对于离心机和螺杆机来说，多台机组中低负荷比部分机组的高负荷运行更节能，因此两台容量相同的机组在部分负荷下的并联配合可以取得比单个机组满负荷运行更好的运行效果。

　　从上面的例子可以看出，制冷机组的台数确定以及每台机组容量的确定，不光要看负荷静止的数量，还要看这些负荷是怎么样动态地变化的任何机械地偏重某一方面都是不可取的，只有将负荷的动态特点和静态数量综合起来考虑，并结合各类制冷机组的性能特点，才能确定台数和单机容量，从而使得机组将来能够时时处于*佳工作状态。