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离心机与螺杆机的对比分析
作者:亚博  来源:亚博网址多少  时间:2019-11-10 03:49  点击:

  离心机与螺杆机的对比分析_机械/仪表_工程科技_专业资料。离心机与螺杆机的对比分析 离心机:离心机是依靠离心式压缩机中高速旋转的叶轮产生的离心 力来提高制冷剂蒸气压力,以获得对蒸气的压缩过程,然后经冷凝节流 降压,蒸发等过程来实现制冷,其组成部件主要有离心式

  离心机与螺杆机的对比分析 离心机:离心机是依靠离心式压缩机中高速旋转的叶轮产生的离心 力来提高制冷剂蒸气压力,以获得对蒸气的压缩过程,然后经冷凝节流 降压,蒸发等过程来实现制冷,其组成部件主要有离心式压缩机、蒸发 器、冷凝器、节流机构、抽气回收装置、润滑系统和电气控制冷凝器、 节流机构、抽气回收装置、润滑系统和电气控制柜等。它具有单机制冷 量大的特点,但存在压力过高密封问题较难解决、工作转速过高等缺 点。 螺杆机:螺杆机属于技术较为先进的一种机型。它是利用螺杆式压 缩机中两个阴、阳转子的相互啮合,在机壳内回转而完成吸气、压缩与 排气过程。其组成部件主要有螺杆式压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨 胀阀以及其它控制元件,较离心机要少。它具有结构紧凑、运行平衡可 靠、易损件少、部分负荷效率高及使用寿命长等特点。 一、两种机组的市场状况: 离心机:由于离心式冷水机组适用的市场范围相对较小,2008离心 式冷水机组的市场销售额大约在25亿元的水平,仅占中央空调全部市场 容量的10%。 分析整个国内市场离心机组生产企业的销售情况,销售额超过3亿以 上的企业只有几个,主要集中在几大欧美品牌,这几年国内也有一些企 业进入这个市场,也取得了一些成绩。 由于离心机组生产企业不多,整体利润还相当可观。这几年离心机 组的市场年增长率都在15%左右。 螺杆机:螺杆式冷水机组拥有众多技术优势,如具有效率高、噪声 低、振动小、可靠性高、易损件少、运行平稳等,被广泛应用在酒店、 商场、医院及现代代的工厂和办公大楼的制冷及空调工程。 2008年螺杆机的销售额约为56亿,约占全部市场销售额的37%,相 当于离心机、水冷柜机和模块机之和。 螺杆机市场现在正呈“两极分化”的状态,其容量朝更大和更小的方 向发展。 我国最早出现的中央空调产品是水冷螺杆机组,其优点是高效节 能。目前国内各类型号建筑中正使用的最多就是水冷螺杆机组。现在, 建筑节能已被列为今后能源工作的重点,水冷螺杆机组高效节能的优势 使其再次成为销售热点,发展前景非常乐观。 二、 两种机型的结构特点: 单个离心式压缩机的制冷量较大,可以从150---3000RT,所以一般 离心式制冷机都只设计一个离心式压缩机就可以满足冷量的需要。 单个螺杆式压缩机的制冷较离心机要小,一般从30RT----500RT,所 以现在大制冷的螺杆式制冷机都采用多机头方式来满足制冷量要求,由 微电脑统一控制、调节,并且每台压缩机都有一个单独制冷系统。 这 种结构特点的不同对机器的控制、操作、维护都具有很重要的影响,在 下面我将作详细阐述。 三、 两种压缩机转动和传动部分结构特点: 在离心式压缩机中,电动机通过一对增速齿轮进而带动叶轮作高速 旋转;在螺杆式压缩机中,电动机直接连同主转子与副转子相互啮合旋 转。 由以上可以看出,螺杆式压缩机结构更为简单,而且离心机叶轮旋 转速较螺杆式转子要高出许多,同时高压气体对叶片、叶轮都有较大冲 击压力,故其故障率较螺杆机明显要高。同时,离心式压缩机因压缩机 体积庞大,在维护维修时非常麻烦,而螺杆式机组结构简单,维护维修 非常方便。 四、 两种机型的容量调节问题: 在低负荷状态下,离心机都共有一个喘振问题。离心式压缩机发生 喘振的原因是:进口压力或流量突然降低,低过最低允许工况点时,压缩机 内的气体由于流量发生变化会出现严重的旋转脱离,形成突变失速(指气 体在叶道进口的流动方向和叶片进口角出现很大偏差),这时叶轮不能有 效提高气体的压力,导致出口压力降低.但是系统管网的压力没有瞬间相 应地降下来,从而发生气体从系统管网向压缩机倒流,当系统管网压力降 至低于机出口压力时,气体又向系统管网流动.如此反复,使机组与管网发 生周期性的轴向低频大振幅的气流振荡现象.这对叶轮、叶片连续不平 衡冲击会大影响寿命。现有厂家采用增加一个防喘振装置可以部分解决 这个问题,但同时也造成零部件易损件增加及消耗能量等问题。 螺杆机是利用油压推动滑阀开关控制容量,部分负载时,绝无不平 衡冲击现象。 一般来说离心机组的能量调节范围为40%~100%,在低于40%负荷运 行时,离心机组比较容易发生“喘振”现象,“喘振”严重时,可以使机组 的整个核心部件——叶轮被损坏,使离心压缩机报废。目前很多离心机 组厂家通过“补气”手段是机组“喘振”临界点达到“20%”或“10%”,而“补 气”是需要消耗大量能量的,使机组在50%以下能效比相对较低。而对 于多机头的螺杆机组来说,其能量调节范围一般在7.5%~100%之间, 可以连续能量调节,且无“喘振”现象。特别是民用场所和商用场所,比如 宾馆、商场、会议中心等,其空调负荷随着季节变化和人流变化而变化 较大,要求制冷机组有较宽的能量调节范围。 五、两种机型的操作及维护问题: 离心机与螺杆机都具有较高技术水平,一般都采用微电脑自动控 制。具有自动诊断,自动调节功能及各种安全保护装置,对操作要求不 高。 由于在相同制冷量下,离心机采用的是单压缩机形式,而螺杆机为 多压缩机形式,且具有独立制冷系统,这样在维护、维修状态下,螺杆 机只需单个压缩机关闭,其它照常工作,不影响整体运行,绝对可满足 大楼负荷需要;而对离心机进行维护、维修则整台机器都得关闭,会极 大的影响大楼工作需要,而且螺杆机结构简单,零部件易损件少,维护 费用也较低。一般20000小时后才需维护,同时离心压缩机为全封闭 型,螺杆机为半封闭型,维护维修方面离心机要麻烦些。 对于任何压缩机而言,运转部件越多,存在的维修概率越高。离心 机属于高速运转设备,需要靠变速齿轮实现高速运转,运转部件多,对 压缩机的动平衡要求高,轴承和轴的磨损相对螺杆压缩机而言严重,在 机组使用受命内需要更换2-3次轴承。螺杆压缩机属于低速运转设备, 在寿命周期内不需要更换轴承。 六、两种机型对电网的冲击问题: 两种机型耗电量较大,但由于相同制冷量下,螺杆机采用多台机头 形式,可逐台逐级启动,所需起动电流较离心机要小得多,减小了对电 网的冲击。 七、 两种机型的噪音问题: 离心机的旋转速度高,一般为9000~30000转/分钟,且利用叶片、叶 轮吸、排气,所以其噪音值较螺杆机要高约5 dBA,且尖锐些。螺杆机 是靠阴、阳转子的啮合旋转完成吸、排气,其转速较低,一般为2950 转/分钟其噪音值约为75dBA,且不尖锐。 八、 两种机型的工质问题: 离心机现在采用的工质基本上是R-123和R-134a两种。螺杆机大部分 使用R-22,它们都是R-11、R-12的替代品,除非大规模泄漏并遇明火, R-22、R-134a都是无毒的,R-123具有毒性。但目前,由于螺杆机和离 心机都具有较高技术水平,大规模泄漏基本上是不可能的。在三者中, R-22的单位容积制冷能力最强。根据蒙特利尔公约,将在2040年全面禁 止R-22、R-123,但就中国具体情况而言,R-22占据市场30年主导地位 应不成问题,而且目前R-22的市场价格较R-134a要低许多。 九、 两种机型经常性费用开支对比: 离心机和螺杆机的耗电量较大,但在相同制冷量情况,由于螺杆机 部分负荷时能效要大大高于离心机组的部分负荷能效,所以螺杆机组的 运行费用大大低于离心机组的运行费用。以总冷量为5632Kw(1600冷 吨),如果采用3台机组,每台冷量约为650冷吨。下面以650冷吨冷水机 组为例,对比分析两种机组的耗电情况。根据统计表明,冷水机组满负 荷即100%运行时间占总运行时间为2.3%,75%、50%、25%运行时间分 别占总运行时间为 41.5%、46.1%和10.1%。本项目按每年空调时间4个 月进行计算,总体运行时间为4×30×10=1200小时。则机组100%、 75%、50%、25%运行时间分别为27.6、498、553、121小时。 (1) 离心机组 1) 以C厂家的1000-19XR7070555EKS机组为例,机组满负荷COP为 5.58,机组的部分负荷能效比曲线%负荷 下COP分别为5.97、5.74、3.87。也就是说机组在100%、75%、50%、 25%负荷下耗功分别为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)。 2) 机组4个月总耗电为 410×27.6+276×498+199×553+148×121=276719度 (2) 螺杆机组 1) 以T厂家的RSW-1000-4机组为例,机组满负荷COP为5.24,机组的部 分负荷 能效比曲线%负荷下COP分 别为6.63、7.23、6.03。也就是说机组在100%、75%、50%、25%负荷下 耗功分别为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)。2) 机组4个月总耗电为 436×27.6+259×498+158×553+95×121=239884度。 (3)650冷吨机组在4个月的运行中,螺杆机组总耗电为239884.6度, 离心机组总耗电为276719度,也就是说螺杆机组比离心机组节电 36834.4度,即节约了近15%运行费用。以商业用电1元/度计算,则一台 650冷吨螺杆机组比一台相同冷量的离心机组要节约36834.4元,本项目共 3台二主一备650冷吨机组,共节约73668.8元运行费用。 注:①1美 国冷吨=3024千卡/小时(kcal/h)=3.517千瓦(KW)

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