单机双级螺杆压缩机制冷系统的应用

摘要　近年来，随着全球性气温变暖趋势的愈演愈烈，各种低温试验面临的温度条件限制日益严峻，利用有效的机械设备辅助开展低温试验，成为相关工作人员必须践行的一项工作。就目前来看，单机双极的螺旋压缩机应用尤为频繁。本文以单机以及单机双极的螺旋压缩机的应用为例，通过分析工作人员利用单机设备来开展低温试验时的问题，着重探讨了优化单机双极设备制冷系统的设计工作。

关键词　单机双极；螺杆压缩机；制冷系统；优化设计

中图分类号TB65 文献标识码A 文章编号　1674-6708（2013）83-0139-02

单机双极的螺杆压缩机在当前时期已经逐步地成为世界各国开展电子产品低温试验的主要设备，此种设备的性能指标有效的应对了当前全球性的整体气候环境，使得低温试验各种限制得以实现突破。但是，单独从单机设备当前的具体应用状况来看，其在低温环境中开展工作，存在着诸多不容忽视的缺陷，设计者必须对其设备以及制冷系统进行优化设计，以使其各项缺陷得到有效的补足，才能够真正地推动此设备各项应用功效的全面实现。

1　单机的螺杆压缩机低温应用的缺陷以及应对

当今时代，电子产品性能的验证试验，对于实验室的气候环境要求日益提升，其低温试验的环境一般要长时间持续稳定地处于-40℃，这就要求试验设备必须具有良好的制冷负荷性能以及足够的冷量。而单机的螺杆压缩机便顺应此种需求，成为开展低温环境下试验的主要设备。但是，此设备的低温应用目前存在的缺陷依然无法忽视。其缺陷可具体如下所示：

单机的螺杆压缩机应用于低温环境，首先，会致使设备在环境蒸发压力逐步降低的状况下，提升其单位制取工作中的制冷量功率消耗，从而引发其制冷系统性能系数的逐步降低。其次，在蒸发温度逐步降低，而压力比迅速升高的状况下，螺杆压缩机中的基元容积会出现压比和压差的不断上涨，从而降低了设备的容积效率。此外，设备长期处于低温环境中运行，还会导致其排气的温度不断提升，从而使得系统出现欠压缩现象，系统运行的噪声会快速增加。

为了充分应对此种单机的螺杆压缩机设备在运行中存在的缺陷，当前时期，设计人员开始逐步地将双极的压缩机组应用在系统设备中，使得设备成为了单机双极的压缩机。这种技术层面的改进，使得设备在由低压向高压进行转换的过程中，必须经过两次压缩，从而提高了系统的输气系数。而且，在每一级机组压缩比逐步下降的状况下，系统的排气温度也会降低，使得设备更能适应低温环境下的操作使用。

2　单机双极的螺杆压缩机中制冷系统优化设计

设计人员为了使螺杆压缩机更好地发挥应用作用，除了要进行双机组的设备改造之外，还必须对单机双极的机组进行制冷系统的优化设计，才能够保证此项设备的应用更加优化的发挥各项功能。本文下面就对其具体的优化设计工作加以分析：

1）冷却回路优化设计

目前，工作人员主要是将单机双极的设备应用在温度处于中、低阶段的制冷环境中，这种环境中应用的压缩机需要具备相对较高的压比，从而容易造成排气温度的提升。设计人员要想使压缩机组在此种状况下实现稳定健康运行，就必须对其喷液的冷却回路进行优化设计。具体来讲，设计人员可以直接将制冷系统中部分的液态的制冷剂进行压缩，并将其喷入电机吸气侧以及压缩室，以形成冷却回路，从而降低其排气温度。但是，需要注意，此种冷却回路的设计容易使单位制冷量降低，增加压缩机的功率消耗，只能用作制冷系统中的保护构件，用来对排气温度突生的状况进行及时应对。

2）中间冷却优化设计

单就压缩机的冷却设备来讲，最为关键的还是中间冷却器的设备，此设备的设置可以有效避免排气温度的过度升高，使节流元件前的制冷剂产生更高的冷却程度。但是，制冷系统的制冷剂流通管道及其复杂，为了保证降低液体运行管道阻力，提升中间冷却器运作效果，设计人员还应当着力采取一级节流的中间冷却方式对制冷系统进行优化。具体来讲，这种优化设计是指设计人员要将中间设备不完全冷却的方式用作低温环境下运行的制冷形式，以应对其R404A或R22等液体制冷剂的应用。

3）油路系统优化设计

单机双极的螺杆压缩机操作运行所依赖的关键设备，便是右路系统，只有其油路系统的设计全面符合机组工作及运行的需求，才能够为设备的安全稳定运行创造良好的基础条件。因此，设计人员还必须对要油路系统进行优化设计。具体来讲，其优化设计分为以下几点：

（1）冷冻油

从整体上讲，它必须处于动态的密封环境，且可以实现对机组轴承的有效。细节方面来看，它还需要在低温条件下，具有充足的可以混合的性能，而在高温高压的环境中，则需要具有足够的黏度。

（2）油路系统。设计人员对压缩机组中的油路系统进行优化设计，必须保证其系统的运行能够始终使冷冻油的流量、温度、洁净度处于良好的状态。而且，为了使系统能够适应实际运行中管径过小而阻力加大的状况，在对管径进行设计时，应当适当地加大其裕度。其优化设计具体如下：

①设计人员应当应对压缩机不存在油腔设计的问题，为油路系统设计较大的油分离器以及离心式油分形式，以满足冷却油的良好流动以及有效。同时，为了充分保证冷却油的流动，设计人员还要为油路系统设计灵便的油流开关，以对油流状况进行实施动态实时监控；

②设计人员还要着力应对油路系统工作对于冷却油的温度及冷却度要求，为油分离器设计适当的冷却器（比如，水冷、风冷、制冷剂等冷却器），以提升压缩机对于排气过热的现象的应对效力，并将油路和冷却器进行并联设置，使其系统在50℃的油温状况下，能够通过对冷油旁路中电磁阀进行控制，以使冷却油始终处于良好的流动状态。

③设计人员为了避免油路系统运行中出现瞬间的启动缺油现象的发生，还要为系统设计右路电磁阀，以使冷却器和压缩机实现同步的启停。

3　结论

单机双极的螺杆压缩机已经突破了传统单机压缩机的制冷运行效果，但是，依然无法全面满足低温环境下的应用性能需求。因此，设计人员必须着力对此种设备的制冷系统进行优化设计，以全面提升设备的有效运作。

参考文献

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