共用系統(tǒng)和獨(dú)立系統(tǒng)雙機(jī)頭螺桿機(jī)組對(duì)比

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目前，在螺桿式冷水機(jī)組中，有的雙機(jī)頭機(jī)組的制冷劑回路采用的是完全獨(dú)立的回路，即相對(duì)于每臺(tái)壓縮機(jī)，制冷劑從蒸發(fā)器到壓縮機(jī)再到冷凝器，流經(jīng)過(guò)濾干燥器、EXV和孔板再回到蒸發(fā)器的整個(gè)流動(dòng)過(guò)程是完全獨(dú)立的，如圖1所示。除了蒸發(fā)器和冷凝器管程流動(dòng)的水是串聯(lián)以外，制冷劑回路的完全獨(dú)立使得雙機(jī)頭機(jī)組實(shí)際上完全相當(dāng)于兩臺(tái)完全獨(dú)立的機(jī)組。

　　這種完全獨(dú)立的制冷劑回路有以下好處：

　　A.制冷劑回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，可以完全復(fù)制單機(jī)頭機(jī)組的管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)做法，因此，性能如消耗功率、COP與單機(jī)頭機(jī)組基本上具有相同性，冷量可以簡(jiǎn)單地是單機(jī)頭機(jī)組的二倍關(guān)系。

　　B.制冷劑回路完全獨(dú)立，一個(gè)回路的任何情況不會(huì)對(duì)另一個(gè)回路產(chǎn)生任何影響，比如一個(gè)回路的壓縮機(jī)需要維修時(shí)，對(duì)另一個(gè)回路沒(méi)有任何影響，油系統(tǒng)不會(huì)互相干擾，從而提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性。

　　C.控制相對(duì)簡(jiǎn)單，由于兩個(gè)回路互相之間不發(fā)生影響，每個(gè)回路都有單獨(dú)冷凝溫度、蒸發(fā)溫度和排氣溫度等的單獨(dú)檢測(cè)，因此每個(gè)回路可以實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的控制，使得排氣溫度的控制和防止失油的保護(hù)都比較可靠。

　　總而言之，獨(dú)立的雙制冷劑回路系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)難度較低而使機(jī)組的可靠性較高。由于以上優(yōu)點(diǎn)，很多螺桿機(jī)和離心機(jī)廠家都采用了這種技術(shù)方案，比如國(guó)內(nèi)廠家的絕大部分干式蒸發(fā)器多機(jī)頭螺桿機(jī)組，以及生產(chǎn)滿液式機(jī)組的開(kāi)利公司的30HX系列中雙機(jī)頭螺桿機(jī)組，美佳的PFH系列離心機(jī)組，特靈的CDHG系列大型離心機(jī)組。但是，這種獨(dú)立的回路系統(tǒng)技術(shù)方案也有以下缺點(diǎn)：

　　A.制造成本高。由于兩套回路完全獨(dú)立，因而管路系統(tǒng)特別是液體管路需要準(zhǔn)備兩套，這些零件包括電子膨脹閥、過(guò)濾干燥器、球閥等；控制檢測(cè)和保護(hù)元件如蒸發(fā)溫度和冷凝溫度的傳感器及變送器需要準(zhǔn)備兩套；在容器上除了脹接工作量加倍外，需要增加蒸發(fā)器和冷凝器中間管板各兩塊，需要增加中間墊片各一塊。

　　B.部分負(fù)荷性能不能充分發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。由于兩個(gè)回路系統(tǒng)完全獨(dú)立，當(dāng)一臺(tái)壓縮機(jī)停機(jī)時(shí)，空閑的一半蒸發(fā)和冷凝面積不能被另一臺(tái)壓縮機(jī)所利用，限制了部分負(fù)荷時(shí)性能的提高潛力。

　　C.機(jī)組維修不方便。這種不方便特別表現(xiàn)在：

　　1）當(dāng)清洗銅管時(shí)，由于銅管可能沒(méi)有完全對(duì)正而使清洗毛刷可能不能通過(guò)容器的整個(gè)長(zhǎng)度，將增加清洗需要打開(kāi)另端水室的工作量。

　　2）盡管目前還未出現(xiàn)雙機(jī)頭機(jī)組銅管凍破和磨破的事故，但萬(wàn)一出現(xiàn)這種問(wèn)題，在進(jìn)行拔堵?lián)Q管操作時(shí)，機(jī)組需要完全解體，這將大大地延長(zhǎng)維修時(shí)間，增加維修工作量；

　　D.限制了機(jī)組上使用壓縮機(jī)的數(shù)量，為了避免換熱器管程水壓降太大，制冷劑多回路機(jī)組一般最多使用兩個(gè)壓縮機(jī)。

　　也有部分廠家采用雙機(jī)頭單制冷回路，目前頓漢布什的WCFX系列螺桿機(jī)組采用了單回路的技術(shù)方案，開(kāi)利公司的30HX系列中的三機(jī)頭桿機(jī)組是兩個(gè)壓縮機(jī)共用回路，然后和另一個(gè)壓縮機(jī)形成獨(dú)立回路。這種技術(shù)方有如下優(yōu)點(diǎn)：

　　A.使冷卻水溫下降時(shí)的部負(fù)荷性能能進(jìn)一步提高，經(jīng)過(guò)模擬計(jì)算，預(yù)計(jì)部分負(fù)荷下的冷量可提高8%，COP可提高6%.

　　B.單制冷劑回路的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)還能夠使機(jī)組成本有比較大幅度的下降。

　　C.在需要時(shí)，這種單制冷劑回路的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在機(jī)組上有可能使用三臺(tái)甚至四臺(tái)壓縮機(jī)，從而使機(jī)組的冷量范圍大大擴(kuò)展。

　　但這種單回路的方案也存在以下缺點(diǎn)：

　　A.在一臺(tái)壓縮機(jī)需要維修而打開(kāi)制冷劑殼程系統(tǒng)時(shí)會(huì)造成在維修的同時(shí)無(wú)法使用另一臺(tái)壓縮機(jī)，造成可靠性降低。

　　B.如果一臺(tái)壓縮機(jī)的電機(jī)燒毀，燒毀時(shí)所產(chǎn)生的酸性物質(zhì)會(huì)擴(kuò)散到另一臺(tái)好的壓縮機(jī)，造成整個(gè)系統(tǒng)都要進(jìn)行去酸處理，這將增加維修處理工作量和維修費(fèi)用。

　　更主要的是，單回路會(huì)增加設(shè)計(jì)技術(shù)難度，或者說(shuō)，這也是單回路多機(jī)頭機(jī)組的缺點(diǎn)。主要表現(xiàn)在：

　　C.機(jī)組在運(yùn)行時(shí)，為了調(diào)節(jié)機(jī)組制冷量的需要，兩臺(tái)壓縮機(jī)的負(fù)載會(huì)不一致，這樣兩臺(tái)壓縮機(jī)的壓縮氣體量也會(huì)不一致，從而造成兩臺(tái)壓縮機(jī)的吸氣回油量和排氣排油量并不完全一致。特別是如果出現(xiàn)兩臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后停掉其中一臺(tái)壓縮機(jī)的情況時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)的那一臺(tái)壓縮機(jī)所吸入的氣體的含油濃度將會(huì)是原來(lái)兩臺(tái)壓縮機(jī)排氣排油而在蒸發(fā)器中形成的濃度，從而可能出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)壓縮機(jī)從停轉(zhuǎn)壓縮機(jī)搶油的現(xiàn)象，造成一臺(tái)壓縮機(jī)油過(guò)多，一臺(tái)壓縮機(jī)油偏少進(jìn)而可能導(dǎo)致油位開(kāi)關(guān)報(bào)警。出現(xiàn)此種情況時(shí)，應(yīng)有技術(shù)措施能讓一臺(tái)壓縮機(jī)的過(guò)多油量能夠補(bǔ)償?shù)接土科俚囊慌_(tái)壓縮機(jī)中，這就是單回路系統(tǒng)中的所謂油平衡問(wèn)題。

　　D.當(dāng)兩臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后停掉其中一臺(tái)壓縮機(jī)，或者當(dāng)一臺(tái)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后啟動(dòng)第二臺(tái)壓縮機(jī)時(shí)，這時(shí)機(jī)組系統(tǒng)的氣體制冷劑流量會(huì)突然減少或突然增加。如果從冷凝器到蒸發(fā)器的液體流量不能及時(shí)減少或增加的話，可能造成壓縮機(jī)吸氣口帶液，或者可能造成蒸發(fā)器液位下降太快而引起蒸發(fā)壓力（和/或蒸發(fā)溫度）報(bào)警。這就是單回路系統(tǒng)中的所謂過(guò)渡過(guò)程流量突變問(wèn)題。

　　E.在原來(lái)單獨(dú)雙回路滿液式系統(tǒng)中，可以分別檢測(cè)壓縮機(jī)的排氣過(guò)熱度，然后分別對(duì)兩個(gè)電子膨脹閥進(jìn)行控制，分別調(diào)節(jié)兩個(gè)回路制冷劑流量。但改為單回路以后，兩個(gè)壓縮機(jī)由于負(fù)載不同吸氣流量不同，很可能每個(gè)壓縮機(jī)的排氣過(guò)熱度不同，盡管可以分別檢測(cè)每個(gè)壓縮機(jī)的排氣過(guò)熱度，但一個(gè)電子膨脹閥的控制可能不能同時(shí)滿足兩臺(tái)壓縮機(jī)的排氣過(guò)熱度控制要求，比如可能一臺(tái)壓縮機(jī)的排氣過(guò)熱度高于目標(biāo)值，而另一臺(tái)卻低于目標(biāo)值，如此將同時(shí)產(chǎn)生對(duì)電子膨脹閥關(guān)和開(kāi)的矛盾信號(hào)，這就是單回路系統(tǒng)中的所謂電子膨脹閥控制沖突問(wèn)題。