McQuay StarGate
Chiller 单螺杆式冷水机组
Wuhan McQuay
基本点
n 双螺杆和单螺杆压缩机均为容积型回转 式压缩机
n 螺杆压缩机兼有往复式压缩机和离心式 压缩机之优点
n 应用于冷冻冷藏、制冰、民用及商用空 调、工业制冷场合
n 目前空调应用以中小型、半封闭、多机 头机组为主流，以突出部分负荷效率
YT
125
YS
450
CVGD
CVHF
900
1100 850
YK
420
675
LHCV
1400
OM
HCHFFCC2-1234a HCFC-22
4a HCFC-123 HFC-410A
CENTRIFUGAL SCREW
螺杆机特点
n 运动部件大大少于活塞压缩机，仅1/10 n 效率高于活塞压缩机 n 尺寸及冷量的灵活性
更适用于新型环保类制冷剂 n 振动小，为活塞机的1/5 n 单级压缩比高，对湿气压缩不敏感 n 瑞典STAL公司资料：
3000小时内活塞机故障为螺杆机的10倍 1200小时内活塞机故障为螺杆机的4倍
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背景
n 两种不同的螺杆压缩机 n 单螺杆压缩机（柱-平面配置）
一个主螺杆转子——金属 一个或两个行星转子——非金属复合材料 n 双螺杆压缩机（柱-柱配置） 两个互相啮合转子（阴-阳）——金属
Why
McQuay采用单螺杆？
Wuhan McQuay
McQuay 单螺杆拥有的优势
• 更低的维护保养费用 • 更低的运行成本 • 更低的噪声规格 • 卓越的维修空间 • 灵活的应用场所
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高可靠性，维修费用低
n 杰出的可靠性
– 星轮合成材料，金属与非金属啮合 – 喷液设计（只采用极少量冷冻机油） – 只有5个运动部件 – 对称的压缩过程，径向与轴向受力平衡 – 可靠轴承设计 – 电机由液态冷媒冷却或吸气冷却
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原理
n 双螺杆压缩机： 一对相互啮合的阴阳转子旋转产生周期性容积变 化
n 转子齿型一般为SRM型线，齿数比一般为5：6 n 压缩机为开启式、半封闭式、全封闭式 n 发展点：
高效率新型线 中间补气的节能系统在制冷、空调上应用 内容积比随工况变化无级调节以保持最佳效率， 新一代冷媒的广泛应用
极便于维修，可从顶部或底部拆卸星轮
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对称压缩
平衡径向负荷 n 轴承负荷低 n 减少磨损 n提高轴承寿命
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平衡轴向力
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双 螺 杆 转 子 载 荷 图
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可靠的轴承设计
McQuay 的星轮压缩机 n 无几何空间限制 n 无大的r Carrier Dunham-Bush Hitachi Trane York (Frick)
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历史
n 单螺杆压缩机 发展于1960年，制造商有：
McQuay J&E Hall Daikin Dresser-Rand Mitsubishi Electric Vilter
n 无须喷油装备 n 排气过热度大大降低，提高冷凝效率 n 不存在油系统管理问题
不需要油回收系统 低负荷下也不会因油的原因容易产生故障
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只有5个运动部件
n 一个主螺杆转子 n 两个星轮 n 两个能量滑阀 n 极少的运动部件提高了压缩机的可靠性 n 由于转子与星轮几何面垂直，压缩机布局
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双螺杆
n 需喷油压缩，一旦失油可能产生金属与 金属的啮合磨擦，严重影响运行和转子 寿命。
n 转子径向及轴向推力极大，需体积和强 度大的轴承和平衡活塞抵消轴向力，轴 承寿命受影响，且零部件增加。
n 油不仅用于转子之间的冷却、密封，并 作润滑及动力传递作用。
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离心机与螺杆机比较
50 100 200 300 400 500
1000
TONS
1250
1500
2000
3000
70 130
2P3 FXSL
PEH
PFH
30HX 23XL
19X L 19EF
150 275 350
600 800
17 /19EX
160-
CVHE
RTHB
265
150
双螺杆
n 油系统复杂，需采取油回收系统，以避 免供液过大或负荷变化大时冷冻机油进 入换热器，造成机组效率快速下降和系 统运行恶化。
n 较大冷量的双螺杆机运行时一般需持续 起动油泵，油耗量大，维修投资多。
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单螺杆
n 一个主螺杆转子 六个螺旋槽 高强度钢材制造
n 两个星轮转子 每个由11个齿构成 位于转子相对的两侧 先进的复合强化材料
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单螺杆
n 压缩机由主动转子驱动带动星轮 n 星轮与主转子的转速比为6:11 n 气体压缩过程中，100%的压缩功率是由
主螺杆直接传递到气体冷媒中 n 由于星轮对称布置，循环在每旋转一 周便
发生两次压缩，排气量相应是单元一周循 环排气量的两倍
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星轮合成材料
n 先进的亲油碳素复合强化材料
– 极坚固耐用 极其稳定的几何尺寸 u-60F to 1100F工作区间
– 防止过早磨损 – 不会令性能渐渐降低 – 间隙距离几近等于零，最大限度减少
泄露和压力损失
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喷液设计
n 过冷后的制冷剂液体冷却、密封和润滑 压缩机腔，降低噪音及排温
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原理
n 单螺杆压缩机： 一个主动转子与两个星轮啮合旋转时产生周 期性容积变化
n 压缩机一般为开启式、半封闭式 n 发展点：
高强度增强型纤维星轮材料减少磨损 轴承寿命进一步提高 转子面涂层处理及密封以增进压缩容积效率 提高新一代冷媒的应用
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历史
n 双螺杆压缩机 发展于1934年，主要制造商有：
– L10 轴承寿命达 200,000 小时 双螺杆压缩机 n 大的轴承负荷
– 基于此TRANE采用航空五级轴承 n 轴承寿命只有McQuay的1/3——1/5
零间隙配合
n 由于星轮处于一种柔性承载状态，可以 调整星轮与转子之间的间隙，故星轮以 挤入方式与主转子啮合