C 螺桿式與離心式冷水機(jī)組的比較

 一、兩種機(jī)型的簡介： 

離心機(jī)：離心機(jī)是依靠離心式壓縮機(jī)中高速旋轉(zhuǎn)的葉輪產(chǎn)生的離心力來提高制冷劑蒸氣壓力，以獲得對蒸氣的壓縮過程，然后經(jīng)冷凝節(jié)流降壓，蒸發(fā)等過程來實(shí)現(xiàn)制冷，其組成部件主要有離心式壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、抽氣回收裝置、潤滑系統(tǒng)和電氣控制冷凝器、節(jié)流機(jī)構(gòu)、抽氣回收裝置、潤滑系統(tǒng)和電氣控制柜等。它具有單機(jī)制冷量大的特點(diǎn)，但存在壓力過高密封問題較難解決、工作轉(zhuǎn)速過高等缺點(diǎn)。 

螺桿機(jī)：螺桿機(jī)屬于技術(shù)較為先進(jìn)的一種機(jī)型。它是利用螺桿式壓縮機(jī)中兩個(gè)陰、陽轉(zhuǎn)子的相互嚙合，在機(jī)殼內(nèi)回轉(zhuǎn)而完成吸氣、壓縮與排氣過程。其組成部件主要有螺桿式壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、熱力膨脹閥以及其它控制元件，較離心機(jī)要少。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、運(yùn)行平衡可靠、易損件少、部分負(fù)荷效率高及使用壽命長等特點(diǎn)。

二、兩種機(jī)組的市場狀況：

    離心機(jī)：由于離心式冷水機(jī)組適用的市場范圍相對較小，2008離心式冷水機(jī)組的市場銷售額大約在25億元的水平，僅占中央空調(diào)全部市場容量的10%。

      分析整個(gè)國內(nèi)市場離心機(jī)組生產(chǎn)企業(yè)的銷售情況，銷售額超過3億以上的企業(yè)只有幾個(gè)，主要集中在幾大歐美品牌，這幾年國內(nèi)也有一些企業(yè)進(jìn)入這個(gè)市場，也取得了一些成績。

      由于離心機(jī)組生產(chǎn)企業(yè)不多，整體利潤還相當(dāng)可觀。這幾年離心機(jī)組的市場年增長率都在15%左右。

    螺桿機(jī)：螺桿式冷水機(jī)組擁有眾多技術(shù)優(yōu)勢，如具有效率高、噪聲低、振動小、可靠性高、易損件少、運(yùn)行平穩(wěn)等，被廣泛應(yīng)用在酒店、商場、醫(yī)院及現(xiàn)代代的工廠和辦公大樓的制冷及空調(diào)工程。

       2008年螺桿機(jī)的銷售額約為56億，約占全部市場銷售額的37%，相當(dāng)于離心機(jī)、水冷柜機(jī)和模塊機(jī)之和。

      螺桿機(jī)市場現(xiàn)在正呈“兩極分化”的狀態(tài)，其容量朝更大和更小的方向發(fā)展。

      我國較早出現(xiàn)的中央空調(diào)產(chǎn)品是水冷螺桿機(jī)組，其優(yōu)點(diǎn)是高效節(jié)能。目前國內(nèi)各類型號建筑中正使用的較多就是水冷螺桿機(jī)組。現(xiàn)在，建筑節(jié)能已被列為今后能源工作的重點(diǎn)，水冷螺桿機(jī)組高效節(jié)能的優(yōu)勢使其再次成為銷售熱點(diǎn)，發(fā)展前景非常樂觀。

二、 兩種機(jī)型的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 

單個(gè)離心式壓縮機(jī)的制冷量較大，可以從150---3000RT，所以一般離心式制冷機(jī)都只設(shè)計(jì)一個(gè)離心式壓縮機(jī)就可以滿足冷量的需要。 

單個(gè)螺桿式壓縮機(jī)的制冷較離心機(jī)要小，一般從30RT----500RT，所以現(xiàn)在大制冷的螺桿式制冷機(jī)都采用多機(jī)頭方式，由微電腦統(tǒng)一控制、調(diào)節(jié)，并且每臺壓縮機(jī)都有一個(gè)單獨(dú)制冷系統(tǒng)。 

這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同對機(jī)器的控制、操作、維護(hù)都具有很重要的影響，在下面我們將作詳細(xì)闡述。 

三、 兩種壓縮機(jī)轉(zhuǎn)動和傳動部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 

在離心式壓縮機(jī)中，電動機(jī)通過一對增速齒輪進(jìn)而帶動葉輪作高速旋轉(zhuǎn)；在螺桿式壓縮機(jī)中，電動機(jī)直接連同主轉(zhuǎn)子與副轉(zhuǎn)子相互嚙合旋轉(zhuǎn)。 

由以上可以看出，螺桿式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)更為簡單，而且離心機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)速較螺桿式轉(zhuǎn)子要高出許多，同時(shí)高壓氣體對葉片、葉輪都有較大沖擊壓力，故其故障率較螺桿機(jī)明顯要高。同時(shí)，離心式壓縮機(jī)因壓縮機(jī)體積龐大，在維護(hù)維修時(shí)非常麻煩，而螺桿式機(jī)組結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)維修非常方便。 

四、 兩種機(jī)型的容量調(diào)節(jié)問題： 

在低負(fù)荷狀態(tài)下，離心機(jī)都共有一個(gè)喘振問題。離心式壓縮機(jī)發(fā)生喘振的原因是:進(jìn)口壓力或流量突然降低,低過較低允許工況點(diǎn)時(shí),壓縮機(jī)內(nèi)的氣體由于流量發(fā)生變化會出現(xiàn)嚴(yán)重的旋轉(zhuǎn)脫離,形成突變失速(指氣體在葉道進(jìn)口的流動方向和葉片進(jìn)口角出現(xiàn)很大偏差),這時(shí)葉輪不能有效提高氣體的壓力,導(dǎo)致出口壓力降低.但是系統(tǒng)管網(wǎng)的壓力沒有瞬間相應(yīng)地降下來,從而發(fā)生氣體從系統(tǒng)管網(wǎng)向壓縮機(jī)倒流,當(dāng)系統(tǒng)管網(wǎng)壓力降至低于機(jī)出口壓力時(shí),氣體又向系統(tǒng)管網(wǎng)流動.如此反復(fù),使機(jī)組與管網(wǎng)發(fā)生周期性的軸向低頻大振幅的氣流振蕩現(xiàn)象.這對葉輪、葉片連續(xù)不平衡沖擊會大影響壽命?，F(xiàn)有廠家采用增加一個(gè)防喘振裝置可以部分解決這個(gè)問題，但同時(shí)也造成零部件易損件增加及消耗能量等問題。

螺桿機(jī)是利用油壓推動滑閥開關(guān)控制容量，部分負(fù)載時(shí)，絕無不平衡沖擊現(xiàn)象。

一般來說離心機(jī)組的能量調(diào)節(jié)范圍為40%～100%,在低于40%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，離心機(jī)組比較容易發(fā)生“喘振”現(xiàn)象，“喘振”嚴(yán)重時(shí)，可以使機(jī)組的整個(gè)核心部件——葉輪被損壞，使離心壓縮機(jī)報(bào)廢。目前很多離心機(jī)組廠家通過“補(bǔ)氣”手段是機(jī)組“喘振”臨界點(diǎn)達(dá)到“20%”或“10%”，而“補(bǔ)氣”是需要消耗大量能量的，使機(jī)組在50%以下能效比相對較低。而對于多機(jī)頭的螺桿機(jī)組來說，其能量調(diào)節(jié)范圍一般在7.5%～100%之間，而且可以連續(xù)能量調(diào)節(jié)。特別是民用場所和商用場所，比如賓館、商場、會議中心等，其空調(diào)負(fù)荷隨著季節(jié)變化和人流變化而變化較大，要求制冷機(jī)組有較寬的能量調(diào)節(jié)范圍。

兩種機(jī)型的操作及維護(hù)問題： 

離心機(jī)與螺桿機(jī)都具有較高技術(shù)水平，一般都采用微電腦自動控制。具有自動診斷，自動調(diào)節(jié)功能及各種安全保護(hù)裝置，對操作要求不高。 

由于在相同制冷量下，離心機(jī)采用的是單壓縮機(jī)形式，而螺桿機(jī)為多壓縮機(jī)形式，且具有獨(dú)立制冷系統(tǒng)，這樣在維護(hù)、維修狀態(tài)下，螺桿機(jī)只需單個(gè)壓縮機(jī)關(guān)閉，其它照常工作，絕對可滿足大樓負(fù)荷需要；而對離心機(jī)進(jìn)行維護(hù)、維修則整臺機(jī)器都得關(guān)閉，會極大的影響大樓工作需要，而且螺桿機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，零部件易損件少，維護(hù)費(fèi)用也較低。一般20000小時(shí)后才需維護(hù)，同時(shí)離心壓縮機(jī)為全封閉型，螺桿機(jī)為半封閉型，維護(hù)維修方面離心機(jī)要麻煩些。 

六、兩種機(jī)型對電網(wǎng)的沖擊問題： 

兩種機(jī)型耗電量較大，但由于相同制冷量下，螺桿機(jī)采用多臺壓縮機(jī)形式，可逐臺逐級啟動，所需起動電流較離心機(jī)要小得多，減小了對電網(wǎng)的沖擊。以

1000冷噸為列，離心機(jī)啟動電流大約2000A，臺佳螺桿機(jī)啟動電流約為1200A。 七、 兩種機(jī)型的噪音問題： 

離心機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度高，一般為9000~30000轉(zhuǎn)/分鐘，且利用葉片、葉輪吸、排氣，所以其噪音值較螺桿機(jī)要高一點(diǎn)，且尖銳些。螺桿機(jī)是靠陰、陽轉(zhuǎn)子的嚙合旋轉(zhuǎn)完成吸、排氣，其轉(zhuǎn)速較低，一般為2950轉(zhuǎn)/分鐘其噪音值約為75dBA，且不尖銳。

八、 兩種機(jī)型的工質(zhì)問題： 

離心機(jī)現(xiàn)在采用的工質(zhì)基本上是R-123和R-134a兩種。螺桿機(jī)大部分使用R-22，它們都是R-11、R-12的替代品，除非大規(guī)模泄漏并遇明火，R-22、R-134a都是無毒的，R-123具有毒性。但目前，由于螺桿機(jī)和離心機(jī)都具有較高技術(shù)水平，大規(guī)模泄漏基本上是不可能的。在三者中，R-22的單位容積制冷能力較強(qiáng)。根據(jù)蒙特利爾公約，將在2040年全面禁止R-22、R-123，但就中國具體情況而言，R-22占據(jù)市場30年主導(dǎo)地位應(yīng)不成問題，而且目前R-22的市場價(jià)格較R-134a要低許多。 

九、 兩種機(jī)型經(jīng)常性費(fèi)用開支對比： 

離心機(jī)和螺桿機(jī)的耗電量較大，但在相同制冷量情況，由于螺桿機(jī)部分負(fù)荷時(shí)能效要大大高于離心機(jī)組的部分負(fù)荷能效，所以螺桿機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用大大低于離心機(jī)組的運(yùn)行費(fèi)用。

本項(xiàng)目要求總冷量為10000Kw（2843冷噸）,如果采用3臺機(jī)組，每臺冷量約為1000冷噸。下面以1000冷噸冷水機(jī)組為例，對比分析兩種機(jī)組的耗電情況。根據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，冷水機(jī)組滿負(fù)荷即100%運(yùn)行時(shí)間占總運(yùn)行時(shí)間為2.3%，75%、50%、25%運(yùn)行時(shí)間分別占總運(yùn)行時(shí)間為41.5%、46.1%和10.1%。本項(xiàng)目按每年空調(diào)時(shí)間4個(gè)月進(jìn)行計(jì)算，總體運(yùn)行時(shí)間為4×30×10=1200小時(shí)。則機(jī)組100%、75%、50%、25%運(yùn)行時(shí)間分別為27.6、498、553、121小時(shí)。

1. 離心機(jī)組

1. 以C廠家的1000-19XR7070555EKS機(jī)組為例，機(jī)組滿負(fù)荷COP為5.58,機(jī)組的部分負(fù)荷能效比曲線見下圖。機(jī)組在75%、50%、25%負(fù)荷下COP分別為5.97、5.74、3.87。也就是說機(jī)組在100%、75%、50%、25%負(fù)荷下耗功分別為630kW（1000×3.517×100%÷5.58=630）、442 kW（1000×3.517×75%÷5.97=442）、306kW（1000×3.517×50%÷5.74=306）、227Kw（1000×3.517×25%÷3.8

   

   

   

   
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