共用系統(tǒng)和獨立系統(tǒng)雙機頭螺桿機組對比

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目前，在螺桿式冷水機組中，有的雙機頭機組的制冷劑回路采用的是完全獨立的回路，即相對于每臺壓縮機，制冷劑從蒸發(fā)器到壓縮機再到冷凝器，流經(jīng)過濾干燥器、EXV和孔板再回到蒸發(fā)器的整個流動過程是完全獨立的，如圖1所示。除了蒸發(fā)器和冷凝器管程流動的水是串聯(lián)以外，制冷劑回路的完全獨立使得雙機頭機組實際上完全相當于兩臺完全獨立的機組。

　　這種完全獨立的制冷劑回路有以下好處：

　　A.制冷劑回路系統(tǒng)設(shè)計相對簡單，可以完全復制單機頭機組的管路系統(tǒng)設(shè)計做法，因此，性能如消耗功率、COP與單機頭機組基本上具有相同性，冷量可以簡單地是單機頭機組的二倍關(guān)系。

　　B.制冷劑回路完全獨立，一個回路的任何情況不會對另一個回路產(chǎn)生任何影響，比如一個回路的壓縮機需要維修時，對另一個回路沒有任何影響，油系統(tǒng)不會互相干擾，從而提高了機組運行的可靠性。

　　C.控制相對簡單，由于兩個回路互相之間不發(fā)生影響，每個回路都有單獨冷凝溫度、蒸發(fā)溫度和排氣溫度等的單獨檢測，因此每個回路可以實現(xiàn)單獨的控制，使得排氣溫度的控制和防止失油的保護都比較可靠。

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

　　A.制造成本高。由于兩套回路完全獨立，因而管路系統(tǒng)特別是液體管路需要準備兩套，這些零件包括電子膨脹閥、過濾干燥器、球閥等；控制檢測和保護元件如蒸發(fā)溫度和冷凝溫度的傳感器及變送器需要準備兩套；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.部分負荷性能不能充分發(fā)揮優(yōu)勢。由于兩個回路系統(tǒng)完全獨立，當一臺壓縮機停機時，空閑的一半蒸發(fā)和冷凝面積不能被另一臺壓縮機所利用，限制了部分負荷時性能的提高潛力。

　　C.機組維修不方便。這種不方便特別表現(xiàn)在：

　　1）當清洗銅管時，由于銅管可能沒有完全對正而使清洗毛刷可能不能通過容器的整個長度，將增加清洗需要打開另端水室的工作量。

　　2）盡管目前還未出現(xiàn)雙機頭機組銅管凍破和磨破的事故，但萬一出現(xiàn)這種問題，在進行拔堵?lián)Q管操作時，機組需要完全解體，這將大大地延長維修時間，增加維修工作量；

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

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

　　A.使冷卻水溫下降時的部負荷性能能進一步提高，經(jīng)過模擬計算，預計部分負荷下的冷量可提高8%，COP可提高6%.

　　B.單制冷劑回路的第二個優(yōu)點還能夠使機組成本有比較大幅度的下降。

　　C.在需要時，這種單制冷劑回路的第三個優(yōu)點是在機組上有可能使用三臺甚至四臺壓縮機，從而使機組的冷量范圍大大擴展。

　　但這種單回路的方案也存在以下缺點：

　　A.在一臺壓縮機需要維修而打開制冷劑殼程系統(tǒng)時會造成在維修的同時無法使用另一臺壓縮機，造成可靠性降低。

　　B.如果一臺壓縮機的電機燒毀，燒毀時所產(chǎn)生的酸性物質(zhì)會擴散到另一臺好的壓縮機，造成整個系統(tǒng)都要進行去酸處理，這將增加維修處理工作量和維修費用。

　　更主要的是，單回路會增加設(shè)計技術(shù)難度，或者說，這也是單回路多機頭機組的缺點。主要表現(xiàn)在：

　　C.機組在運行時，為了調(diào)節(jié)機組制冷量的需要，兩臺壓縮機的負載會不一致，這樣兩臺壓縮機的壓縮氣體量也會不一致，從而造成兩臺壓縮機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)兩臺壓縮機運轉(zhuǎn)一段時間后停掉其中一臺壓縮機的情況時，運轉(zhuǎn)的那一臺壓縮機所吸入的氣體的含油濃度將會是原來兩臺壓縮機排氣排油而在蒸發(fā)器中形成的濃度，從而可能出現(xiàn)運轉(zhuǎn)壓縮機從停轉(zhuǎn)壓縮機搶油的現(xiàn)象，造成一臺壓縮機油過多，一臺壓縮機油偏少進而可能導致油位開關(guān)報警。出現(xiàn)此種情況時，應(yīng)有技術(shù)措施能讓一臺壓縮機的過多油量能夠補償?shù)接土科俚囊慌_壓縮機中，這就是單回路系統(tǒng)中的所謂油平衡問題。

　　D.當兩臺壓縮機運轉(zhuǎn)一段時間后停掉其中一臺壓縮機，或者當一臺壓縮機運轉(zhuǎn)一段時間后啟動第二臺壓縮機時，這時機組系統(tǒng)的氣體制冷劑流量會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減少或增加的話，可能造成壓縮機吸氣口帶液，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）報警。這就是單回路系統(tǒng)中的所謂過渡過程流量突變問題。

　　E.在原來單獨雙回路滿液式系統(tǒng)中，可以分別檢測壓縮機的排氣過熱度，然后分別對兩個電子膨脹閥進行控制，分別調(diào)節(jié)兩個回路制冷劑流量。但改為單回路以后，兩個壓縮機由于負載不同吸氣流量不同，很可能每個壓縮機的排氣過熱度不同，盡管可以分別檢測每個壓縮機的排氣過熱度，但一個電子膨脹閥的控制可能不能同時滿足兩臺壓縮機的排氣過熱度控制要求，比如可能一臺壓縮機的排氣過熱度高于目標值，而另一臺卻低于目標值，如此將同時產(chǎn)生對電子膨脹閥關(guān)和開的矛盾信號，這就是單回路系統(tǒng)中的所謂電子膨脹閥控制沖突問題。