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螺杆式冷水（shuǐ）機組與離心式冷水機組比較
發布時間：[2013-11-05]
關於空調主機設備選型的建議
一、兩種機型的簡介：
離心式冷水（shuǐ）機：離心（xīn）機是依靠（kào）離心式壓縮機（jī）中高速旋轉的葉輪產生的（de）離心力來提高製（zhì）冷劑蒸氣壓力，以獲得對蒸氣的壓縮過（guò）程，然後經冷凝節流降（jiàng）壓，蒸發等過程來實現製冷，其組成部件主要有離心式壓縮機、蒸發器、冷凝器、節流機構、抽氣回收裝置、潤滑係統和電氣（qì）控製冷凝器、節流機構、抽氣回收裝（zhuāng）置、潤滑係統和電氣控（kòng）製櫃等。它具（jù）有單機製冷量（liàng）大（dà）的特點，但存在壓力（lì）過高密封問題較難解決、工作轉速過高等缺點（diǎn）。
螺杆式（shì）冷水機（jī）：螺杆機屬於技術較為先（xiān）進的一種機型。它是利用螺杆式壓縮（suō）機中兩（liǎng）個陰、陽轉子的相互齧合，在機殼內回轉（zhuǎn）而完成吸氣、壓（yā）縮與排氣過程。其組成部件主要有螺杆式壓縮機、冷（lěng）凝器、蒸發器、熱力膨脹閥以及（jí）其它控製元件，較離心機要少。它具有（yǒu）結構緊湊、運行平衡可靠、易（yì）損件少、部分負荷效（xiào）率高及使用壽命（mìng）長（zhǎng）等特點。
二、兩種機組的市場狀況：
離心式冷水機：由於離心式冷水機組適用的市場（chǎng）範圍相對較小（xiǎo），2008離心式冷水機（jī）組的市場銷售額（é）大約在（zài）25億元的水平，僅（jǐn）占中央（yāng）空調全部市場容量的10%。
分析整個國內市場離心機組生產企業的銷售情況，銷售額超過3億以上的企業（yè）隻有幾個，主要集中在幾大歐美品牌，這幾年（nián）國內（nèi）也有一些企業進入這個市場，也取得了一些成績。
由於離（lí）心機組生產企業不多，整體（tǐ）利潤還（hái）相（xiàng）當可觀。這幾年離心（xīn）機組的市場年增長率都在15%左右。
螺杆式冷水機：螺杆式冷水機組擁有眾多技術優勢，如具有效率高、噪聲（shēng）低、振動小、可靠性高、易損件少、運行平穩等，被廣泛應用在酒店、商場、醫院及（jí）現代代的工廠和辦公大樓的製冷及空（kōng）調工程。
2008年螺杆（gǎn）機的銷（xiāo）售額約為56億，約占全部市場銷售額的37%，相當於離心機（jī）、水（shuǐ）冷櫃機和（hé）模塊（kuài）機之和。
螺杆機市場現在正呈“兩極分化”的狀態，其容量朝更大和更小的方（fāng）向發展。
我國最早出（chū）現的中央（yāng）空調產品是水冷螺杆機組，其優點是高效節能。目前國內各類型號建築中（zhōng）正使用的最多就是水冷螺杆機組。現在，建築節能已被列為今後能源工作的重點，水（shuǐ）冷螺杆機組高效節（jiē）能的優勢使其再次成為銷售熱點，發展前景非常樂觀。
二、 兩種機型的結構特點：
單個離心式壓縮機的製冷量較大，可以從150---3000RT，所以一般離心式製冷機（jī）都（dōu）隻設計一個離心式壓縮機就可以滿足冷（lěng）量的（de）需要。
單個螺杆式壓縮機的製冷較離（lí）心機要小，一般從30RT----500RT，所以（yǐ）現在大製（zhì）冷的螺杆式製冷機（jī）都采用多機（jī）頭方式來滿足製冷量要求，由微電腦統一控製（zhì）、調節，並且每台壓縮機都有一個單獨製（zhì）冷（lěng）係（xì）統。 這（zhè）種結構特點的不同對機器的控（kòng）製（zhì）、操作、維護（hù）都具有很重（chóng）要的（de）影響（xiǎng），在下麵我將作詳細闡述。
三、 兩種壓縮機轉動和傳動部分結構特點：
在離心式（shì）壓縮機中，電動機通過一對增速齒輪進（jìn）而帶動葉輪作高速（sù）旋轉；在螺杆式壓（yā）縮（suō）機中（zhōng），電動機直接連同主轉（zhuǎn）子與（yǔ）副轉子相互齧合（hé）旋轉（zhuǎn）。
由以上可以看出，螺杆式壓縮機結構更為簡單，而且離心機（jī）葉輪旋轉速較螺杆（gǎn）式轉子要高出（chū）許多，同時高壓（yā）氣體對（duì）葉片、葉（yè）輪都有較大衝擊壓力，故其（qí）故障率較（jiào）螺杆機明顯要高。同時（shí），離心式壓（yā）縮（suō）機因壓縮機體積龐大，在維護維修時非常麻煩，而螺杆式機組結構（gòu）簡單，維護維修非常方便。
四、 兩種機型的容（róng）量調節問（wèn）題：
在低負荷狀態（tài）下，離心機都共有一個喘振問題。離心式（shì）壓縮機發生喘振的原因是:進口壓力或流量突（tū）然降低,低過最低允許工況點時,壓縮機內的氣體由於流量發生變化會出現嚴重的旋轉脫離,形成突變失速(指氣體在葉道進口的流動方向和葉片進口角（jiǎo）出現很大偏差),這時葉輪不能（néng）有效提高氣體的壓力（lì）,導致出口壓力降低.但是（shì）係（xì）統管網（wǎng）的壓力沒有瞬間相應（yīng）地降下來,從而發生氣體從係統管網向壓縮機倒流,當係統管網壓力降至低於機（jī）出（chū）口壓力時（shí）,氣體又向係統管網流動.如此反複,使機組（zǔ）與管網（wǎng）發生周期性的軸向低頻大振幅的氣流振蕩現象.這對葉輪、葉片連續不平衡衝擊會（huì）大影響壽命。現有廠家采用增加一個防喘振裝置可以部（bù）分解決這個問題，但同（tóng）時也造成（chéng）零部件（jiàn）易損件增加及消耗能量（liàng）等問題。
螺杆式壓縮機機是利用油壓推動滑閥開關控製容量，部分負載時，絕無不平衡（héng）衝擊現象。
一般來說離心機組的能量調節範圍為40%～100%,在低於（yú）40%負荷運行時，離心機組比較容易發生“喘振”現象，“喘振”嚴重時（shí），可以使機（jī）組（zǔ）的整個核心部件——葉輪被（bèi）損壞，使（shǐ）離心壓縮機（jī）報廢。目前很多離心（xīn）機組廠家（jiā）通過“補氣”手段是機組“喘振”臨界（jiè）點達到“20%”或“10%”，而“補氣”是（shì）需要消耗大量（liàng）能量的（de），使機組在50%以下能效比相對較低。而對於多機頭的螺杆機組來說，其能量調節（jiē）範圍一般在7.5%～100%之間，可以連續能量調節,且無“喘振”現象。特別是民用場所和商用場（chǎng）所，比如賓館、商（shāng）場、會議中（zhōng）心等，其空調負（fù）荷隨著（zhe）季節變（biàn）化（huà）和（hé）人流變化而變化較大，要求製冷機（jī）組有（yǒu）較寬的能（néng）量（liàng）調節範圍。
五、兩種機型的操作（zuò）及維護問題：
離心機與螺杆（gǎn）機都具有較高技（jì）術（shù）水平，一般都采用微（wēi）電腦自動（dòng）控製。具（jù）有（yǒu）自（zì）動診斷，自動調節功能及各種安全保護裝置，對操（cāo）作要求不高。
由於在相同製（zhì）冷量（liàng）下，離心機采用的是單（dān）壓縮機形式，而螺杆機為（wéi）多壓縮機形式，且具有獨（dú）立製冷係統（tǒng），這樣（yàng）在維護、維修狀態下，螺杆機隻需單個壓縮機關閉，其它照常（cháng）工作，不影響整體運行（háng），絕對可滿足大樓負（fù）荷需要（yào）；而對離心機（jī）進行（háng）維護、維修則整台機器都得關閉，會極（jí）大的影（yǐng）響大樓（lóu）工作需要（yào），而且（qiě）螺杆機結構簡單，零部件易損件少，維（wéi）護費用也較低。一般20000小時（shí）後才需維護，同時離心（xīn）壓縮機為全封閉型，螺杆機為半封閉型，維護維修方麵離心（xīn）機要麻煩些。
對於任何壓縮機而言，運轉部件越多，存在的維修概率越高。離心機屬於高速運轉設備（bèi），需要靠變速齒輪實現高（gāo）速運轉（zhuǎn），運轉部件多，對（duì）壓縮機的動平衡要求高，軸承和軸的磨損相對螺杆壓縮機而言（yán）嚴重（chóng），在機組使用受命內需（xū）要（yào）更換2-3次軸承。螺杆壓（yā）縮機屬於低（dī）速運轉設備，在壽命（mìng）周期內（nèi）不需要更換軸承。
六、兩種機型對電網的衝擊問題：
兩種機型耗電（diàn）量較大，但（dàn）由於相同製冷（lěng）量下，螺（luó）杆機（jī）采用多（duō）台機頭形式（shì），可逐台逐級啟（qǐ）動，所需起動電（diàn）流較離心機要小得多，減小了（le）對（duì）電網的衝（chōng）擊。
七、 兩種機型的噪音問題：
離心機的旋轉（zhuǎn）速度高，一般為9000~30000轉/分鍾（zhōng），且利用葉片、葉輪吸、排氣，所以其噪音值較螺（luó）杆機要高約（yuē）5 dBA，且尖銳些。螺杆機是靠陰、陽轉子的齧合旋轉完成吸、排氣，其轉速較低，一般為2950轉/分鍾其噪音值約為75dBA，且不尖銳。
八、 兩種機型的工質問題：
離心機現在采用的工（gōng）質基本上是（shì）R-123和R-134a兩種。螺杆機大部分使用R-22，它們都是R-11、R-12的替（tì）代品，除非大規模泄漏並遇明火，R-22、R-134a都是無毒的，R-123具有毒性。但目前，由於螺杆機和離心機都具（jù）有（yǒu）較高技術水（shuǐ）平（píng），大規模泄漏基本上是不可能的（de）。在三者中，R-22的單位容積製冷能力最強。根據蒙（méng）特利爾公（gōng）約，將在2040年全麵禁止R-22、R-123，但就中國具體（tǐ）情況（kuàng）而言，R-22占據市（shì）場30年主導地位（wèi）應不成問題（tí），而且目（mù）前R-22的市場價格較R-134a要低許多。
九、 兩種機型經常性費用開支對比：
離心機（jī）和（hé）螺杆機的耗電量較大，但在（zài）相同製冷量情況，由於（yú）螺杆機部分負荷時能效要大大高於離心機組的部分負荷能效，所以螺杆機組（zǔ）的運行費用（yòng）大（dà）大低於離心機組的運行費用。
以總冷量為5632Kw（1600冷噸）,如果采用3台機組，每台冷量約為650冷噸。下麵以650冷噸冷水機組為例，對比（bǐ）分析兩種機組的耗電情況。根據統計表明，冷（lěng）水機組滿負荷即100%運行（háng）時（shí）間占總運行時間為2.3%，75%、50%、25%運行時間分別占總運行時間為 41.5%、46.1%和10.1%。本項目按每年空調時間4個月進行計算，總體運行（háng）時間為4×30×10=1200小時。則機組100%、75%、50%、25%運行時間分別（bié）為27.6、498、553、121小時。
離心機（jī）組
以C廠家的1000-19XR7070555EKS機組為例，機（jī）組滿負（fù）荷COP為5.58,機組的部分（fèn）負荷能效比曲線見下（xià）圖。機（jī）組在75%、50%、25%負荷（hé）下COP分（fèn）別為5.97、5.74、3.87。也就是（shì）說機組在100%、75%、50%、25%負荷下耗功分別為410kW（650×3.517×100%÷5.58=410）、276 kW（650×3.517×75%÷5.97=276）、199kW（650×3.517×50%÷5.74=199）、148Kw（650×3.517×25%÷3.87=148）。
機組4個月總耗電（diàn）為410×27.6+276×498+199×553+148×121=276719度
螺杆機組
以T廠家的（de）RSW-1000-4機組為例，機組滿負荷COP為5.24,機組的部分負荷
能效比曲（qǔ）線見下圖。機組在75%、50%、25%負荷下（xià）COP分別為6.63、7.23、6.03。也就是說機組在100%、75%、50%、25%負荷下耗功分別為436kW（650×3.517×100%÷5.24=436）、259kW（650×3.517×75%÷6.63=259）、158 kW（650×3.517×50%÷7.23=158）、95kW（650×3.517×25%÷6.03=95）。
機組4個月總耗電（diàn）為436×27.6+259×498+158×553+95×121=239884度。
（3）650冷噸機組在4個月的運行中，螺杆機組總耗電為（wéi）239884.6度，離心機組總耗電為276719度，也就是說螺（luó）杆（gǎn）機組比離心機組節電36834.4度，即節約了近15%運行費用。以商業用電1元/度計算（suàn），則一台650冷噸螺杆機（jī）組比一台相同冷量的離心機組要節約36834.4元,本項目共3台二主一備650冷噸機（jī）組，共節約73668.8元運行費用。
注：①1美國冷噸=3024千卡（kǎ）/小時（kcal/h）=3.517千瓦（KW）
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