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制冷安裝技巧>>螺桿式冷水機和離心式冷水機的不同特點

螺桿式冷水機和離心式冷水機的不同特點

日期:2020-07-13 10:26???點擊量:
一、兩種機型的簡介:
離心式冷水機:離心機是依靠離心式壓縮機中高速旋轉的葉輪產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,然后經冷凝節流降壓,蒸發等過程來實現制冷,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、潤滑系統和電氣控制冷凝器、節流機構、抽氣回收裝置、潤滑系統和電氣控制柜等。它具有單機制冷量大的特點,但存在壓力過高密封問題較難解決、工作轉速過高等缺點。
螺桿式冷水機:螺桿機屬于技術較為先進的一種機型。它是利用螺桿式壓縮機中兩個陰、陽轉子的相互嚙合,在機殼內回轉而完成吸氣、壓縮與排氣過程。其組成部件主要有螺桿式壓縮機、冷凝器、蒸發器、熱力膨脹閥以及其它控制元件,較離心機要少。它具有結構緊湊、運行平衡可靠、易損件少、部分負荷效率高及使用壽命長等特點。
二、兩種機組的市場狀況:
    離心式冷水機:由于離心式冷水機組適用的市場范圍相對較小,2008離心式冷水機組的市場銷售額大約在25億元的水平,僅占中央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3億以上的企業只有幾個,主要集中在幾大歐美品牌,這幾年國內也有一些企業進入這個市場,也取得了一些成績。
      由于離心機組生產企業不多,整體利潤還相當可觀。這幾年離心機組的市場年增長率都在15%左右。
    螺桿式冷水機:螺桿式冷水機組擁有眾多技術優勢,如具有效率高、噪聲低、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、醫院及現代代的工廠和辦公大樓的制冷及空調工程。
       2008年螺桿機的銷售額約為56億,約占全部市場銷售額的37%,相當于離心機、水冷柜機和模塊機之和。
      螺桿機市場現在正呈“兩極分化”的狀態,其容量朝更大和更小的方向發展。
      我國最早出現的中央空調產品是水冷螺桿機組,其優點是高效節能。目前國內各類型號建筑中正使用的最多就是水冷螺桿機組?,F在,建筑節能已被列為今后能源工作的重點,水冷螺桿機組高效節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制冷量較大,可以從150---3000RT,所以一般離心式制冷機都只設計一個離心式壓縮機就可以滿足冷量的需要。
單個螺桿式壓縮機的制冷較離心機要小,一般從30RT----500RT,所以現在大制冷的螺桿式制冷機都采用多機頭方式來滿足制冷量要求,由微電腦統一控制、調節,并且每臺壓縮機都有一個單獨制冷系統。 這種結構特點的不同對機器的控制、操作、維護都具有很重要的影響,在下面我將作詳細闡述。
三、 兩種壓縮機轉動和傳動部分結構特點:
在離心式壓縮機中,電動機通過一對增速齒輪進而帶動葉輪作高速旋轉;在螺桿式壓縮機中,電動機直接連同主轉子與副轉子相互嚙合旋轉。
由以上可以看出,螺桿式壓縮機結構更為簡單,而且離心機葉輪旋轉速較螺桿式轉子要高出許多,同時高壓氣體對葉片、葉輪都有較大沖擊壓力,故其故障率較螺桿機明顯要高。同時,離心式壓縮機因壓縮機體積龐大,在維護維修時非常麻煩,而螺桿式機組結構簡單,維護維修非常方便。
四、 兩種機型的容量調節問題:
在低負荷狀態下,離心機都共有一個喘振問題。離心式壓縮機發生喘振的原因是:進口壓力或流量突然降低,低過最低允許工況點時,壓縮機內的氣體由于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出現很大偏差),這時葉輪不能有效提高氣體的壓力,導致出口壓力降低.但是系統管網的壓力沒有瞬間相應地降下來,從而發生氣體從系統管網向壓縮機倒流,當系統管網壓力降至低于機出口壓力時,氣體又向系統管網流動.如此反復,使機組與管網發生周期性的軸向低頻大振幅的氣流振蕩現象.這對葉輪、葉片連續不平衡沖擊會大影響壽命?,F有廠家采用增加一個防喘振裝置可以部分解決這個問題,但同時也造成零部件易損件增加及消耗能量等問題。
螺桿式壓縮機機是利用油壓推動滑閥開關控制容量,部分負載時,絕無不平衡沖擊現象。
一般來說離心機組的能量調節范圍為40%~100%,在低于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,可以使機組的整個核心部件——葉輪被損壞,使離心壓縮機報廢。目前很多離心機組廠家通過“補氣”手段是機組“喘振”臨界點達到“20%”或“10%”,而“補氣”是需要消耗大量能量的,使機組在50%以下能效比相對較低。而對于多機頭的螺桿機組來說,其能量調節范圍一般在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所,比如賓館、商場、會議中心等,其空調負荷隨著季節變化和人流變化而變化較大,要求制冷機組有較寬的能量調節范圍。
五、兩種機型的操作及維護問題:
離心機與螺桿機都具有較高技術水平,一般都采用微電腦自動控制。具有自動診斷,自動調節功能及各種安全保護裝置,對操作要求不高。
由于在相同制冷量下,離心機采用的是單壓縮機形式,而螺桿機為多壓縮機形式,且具有獨立制冷系統,這樣在維護、維修狀態下,螺桿機只需單個壓縮機關閉,其它照常工作,不影響整體運行,絕對可滿足大樓負荷需要;而對離心機進行維護、維修則整臺機器都得關閉,會極大的影響大樓工作需要,而且螺桿機結構簡單,零部件易損件少,維護費用也較低。一般20000小時后才需維護,同時離心壓縮機為全封閉型,螺桿機為半封閉型,維護維修方面離心機要麻煩些。
對于任何壓縮機而言,運轉部件越多,存在的維修概率越高。離心機屬于高速運轉設備,需要靠變速齒輪實現高速運轉,運轉部件多,對壓縮機的動平衡要求高,軸承和軸的磨損相對螺桿壓縮機而言嚴重,在機組使用受命內需要更換2-3次軸承。螺桿壓縮機屬于低速運轉設備,在壽命周期內不需要更換軸承。
六、兩種機型對電網的沖擊問題:
兩種機型耗電量較大,但由于相同制冷量下,螺桿機采用多臺機頭形式,可逐臺逐級啟動,所需起動電流較離心機要小得多,減小了對電網的沖擊。
七、 兩種機型的噪音問題:
離心機的旋轉速度高,一般為9000~30000轉/分鐘,且利用葉片、葉輪吸、排氣,所以其噪音值較螺桿機要高約5 dBA,且尖銳些。螺桿機是靠陰、陽轉子的嚙合旋轉完成吸、排氣,其轉速較低,一般為2950轉/分鐘其噪音值約為75dBA,且不尖銳。
八、 兩種機型的工質問題:
離心機現在采用的工質基本上是R-123和R-134a兩種。螺桿機大部分使用R-22,它們都是R-11、R-12的替代品,除非大規模泄漏并遇明火,R-22、R-134a都是無毒的,R-123具有毒性。但目前,由于螺桿機和離心機都具有較高技術水平,大規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最強。根據蒙特利爾公約,將在2040年全面禁止R-22、R-123,但就中國具體情況而言,R-22占據市場30年主導地位應不成問題,而且目前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:
離心機和螺桿機的耗電量較大,但在相同制冷量情況,由于螺桿機部分負荷時能效要大大高于離心機組的部分負荷能效,所以螺桿機組的運行費用大大低于離心機組的運行費用。
以總冷量為5632Kw(1600冷噸),如果采用3臺機組,每臺冷量約為650冷噸。下面以650冷噸冷水機組為例,對比分析兩種機組的耗電情況。根據統計表明,冷水機組滿負荷即100%運行時間占總運行時間為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,總體運行時間為4×30×10=1200小時。則機組100%、75%、50%、25%運行時間分別為27.6、498、553、121小時。
離心機組
以C廠家的1000-19XR7070555EKS機組為例,機組滿負荷COP為5.58,機組的部分負荷能效比曲線見下圖。機組在75%、50%、25%負荷下COP分別為5.97、5.74、3.87。也就是說機組在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個月總耗電為410×27.6+276×498+199×553+148×121=276719度
 
螺桿機組
 
以T廠家的RSW-1000-4機組為例,機組滿負荷COP為5.24,機組的部分負荷
能效比曲線見下圖。機組在75%、50%、25%負荷下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,螺桿機組總耗電為239884.6度,離心機組總耗電為276719度,也就是說螺桿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,則一臺650冷噸螺桿機組比一臺相同冷量的離心機組要節約36834.4元,本項目共3臺二主一備650冷噸機組,共節約73668.8元運行費用。
注:①1美國冷噸=3024千卡/小時(kcal/h)=3.517千瓦(KW)
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