離心機(jī)-螺桿機(jī)-比較

離心機(jī)與螺桿機(jī)比較離心式制冷壓縮機(jī)作為一種速度型壓縮機(jī)，具有以下優(yōu)點(diǎn):

1.在相同冷量的情況下，特別在大容量時(shí)，與螺桿壓縮機(jī)組相比，省去了龐大的油分裝置，機(jī)組的重量及尺寸較小，占地面積小;

2.離心式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運(yùn)動(dòng)件少，工作可靠，經(jīng)久耐用，運(yùn)行費(fèi)用低;

3.容易實(shí)現(xiàn)多級(jí)壓縮和多種蒸發(fā)溫度，容易實(shí)現(xiàn)中間冷卻，使得耗功較低;

4.離心機(jī)組中混入的潤滑油極少，對(duì)換熱器的傳熱效果影響較小，機(jī)組具有較高的效率.

具有以下缺點(diǎn):

1.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較高，

為了保證葉輪一定的寬度，

必須用于大中流量場合，

不適合于小流量場合;

2.單級(jí)壓比低，為了得到較高壓比須采用多級(jí)葉輪，一般還要用增速齒輪;

3.喘振是離心式壓縮機(jī)固有的缺點(diǎn)，機(jī)組須添加防喘振系統(tǒng);

4.同一臺(tái)機(jī)組工況不能有大的變動(dòng)，適用的范圍較窄.

喘振：

喘振是透平式壓縮機(jī)(也叫葉片式壓縮機(jī))在流量減少到一定程度時(shí)所發(fā)生的一種非正常工況下的振動(dòng)。當(dāng)氣體流量小于某極限值時(shí)，氣體進(jìn)入葉輪的方向不再和葉片進(jìn)口角一致，在葉道中產(chǎn)生分離和旋渦，氣流受阻后向相鄰葉道轉(zhuǎn)移，并隨著流量減小使分離現(xiàn)象沿著與旋轉(zhuǎn)相反方向擴(kuò)展到整個(gè)葉輪，這就是“旋轉(zhuǎn)失速”現(xiàn)象。當(dāng)整個(gè)流道出現(xiàn)分離，壓縮機(jī)出口壓力突然下降，級(jí)后管網(wǎng)中的氣體發(fā)生倒流，直至管網(wǎng)中的壓力降到等于壓縮機(jī)出口壓力為止，又重復(fù)出現(xiàn)“旋轉(zhuǎn)失速”現(xiàn)象，從而在壓縮機(jī)管網(wǎng)系統(tǒng)中產(chǎn)生周期的低頻高振幅壓力脈動(dòng)，并會(huì)引起噪音和振動(dòng)，此現(xiàn)象叫作“喘振”。喘振嚴(yán)重時(shí)會(huì)使葉片疲勞斷裂，軸承燒壞，機(jī)器無法運(yùn)行。離心式壓縮機(jī)是透平式壓縮機(jī)的一種形式，喘振對(duì)于離心式壓縮機(jī)有著很嚴(yán)重的危害。

離心式壓縮機(jī)發(fā)生喘振時(shí)，典型現(xiàn)象有：

1)壓縮機(jī)的出口壓力最初先升高，繼而急劇下降，并呈周期性大幅波動(dòng)；

2)壓縮機(jī)的流量急劇下降，并大幅波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至出現(xiàn)空氣倒灌至吸氣管道；

3)拖動(dòng)壓縮機(jī)的電機(jī)的電流和功率表指示出現(xiàn)不穩(wěn)定，大幅波動(dòng)；

4)機(jī)器產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，同時(shí)發(fā)出異常的氣流噪聲。

但是制冷機(jī)的選擇，不能只簡單的考慮冷量效率。首先考慮負(fù)荷側(cè)的特點(diǎn)，平時(shí)使用負(fù)荷、最小負(fù)荷、臨時(shí)負(fù)荷以及末端情況，使用時(shí)間，功能要求等等?？紤]機(jī)組的最小負(fù)荷以及調(diào)節(jié)比例是不是滿足末端要求。第二、如果只看效率以及經(jīng)濟(jì)學(xué)，當(dāng)然是離心機(jī)效率要高，但是那是在額定工況下的條件，如果你根據(jù)負(fù)荷分析，把各種工況下的效率曲線畫出，然后再同你的負(fù)荷曲線對(duì)比，你可以看出螺桿機(jī)的效率反而高。離心機(jī)與螺桿機(jī)的區(qū)別還有以下幾點(diǎn)：

a：離心式冷水機(jī)組單離心壓縮機(jī)制冷量比單螺桿壓縮機(jī)制冷量大，但是螺桿壓縮機(jī)可以多臺(tái)（最多可4臺(tái)）并排使用，單機(jī)組制冷量并不比離心機(jī)組小；單臺(tái)離心壓縮機(jī)成本很高，維修費(fèi)用昂貴，而多臺(tái)螺桿壓縮機(jī)成本分?jǐn)偟礁鲏嚎s機(jī)上，成本不高，維修費(fèi)用大大下降。

b：離心式冷水機(jī)組能力調(diào)節(jié)困難，過渡季節(jié)運(yùn)行費(fèi)用高；而多機(jī)頭螺桿機(jī)組，能量調(diào)節(jié)容易，單臺(tái)壓縮機(jī)就有25%-50%-75%-100%的能量調(diào)節(jié)范圍，何況多臺(tái)并聯(lián)使用呢！

c：離心式冷水機(jī)組大部分是開式（就是電機(jī)和壓縮機(jī)分開，轉(zhuǎn)速高，噪音大；而螺桿壓縮機(jī)是封閉或半封閉的，噪音低。

d：離心機(jī)組如果出故障，會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)制冷量大大下降，而多機(jī)頭螺桿機(jī)組，一臺(tái)壓縮機(jī)出現(xiàn)問題，不會(huì)影響其他壓縮機(jī)的正常運(yùn)行；對(duì)于系統(tǒng)制冷量影響很小，可以在別的壓縮機(jī)正常運(yùn)行的情況下，對(duì)出現(xiàn)問題的壓縮機(jī)進(jìn)行檢修。

e：離心式冷水機(jī)組制冷劑流量控制用的是線性浮閥或孔板節(jié)流，會(huì)受到工況和負(fù)荷的影響，能量調(diào)節(jié)性能不太好，對(duì)機(jī)組制冷量影響很大，我公司的螺桿機(jī)組使用的是電子膨脹閥，對(duì)制冷劑控制精確，是比較完美的制冷系統(tǒng)。最后，其實(shí)離心機(jī)組和螺桿機(jī)組各有優(yōu)點(diǎn)，就看使用情況了，說句實(shí)話，五星級(jí)大酒店，共28層，約60000平米，采用離心機(jī)組加螺桿機(jī)組聯(lián)合應(yīng)用還是比較合適的。離心式與螺桿式冷水機(jī)組的技術(shù)性能比較一、

兩種機(jī)型的簡介：離心機(jī)：最早出現(xiàn)在上個(gè)世紀(jì)二十年代，它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(duì)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)：屬于發(fā)展較晚、技術(shù)較為先進(jìn)的一種機(jī)型，迄今不過三十年。近二十年螺桿機(jī)發(fā)展迅猛。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、使用壽命長等特點(diǎn)，但其單機(jī)制冷量較離心機(jī)要小。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----400RT，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(tái)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(duì)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(dòng)和傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

在離心式壓縮機(jī)中，電動(dòng)機(jī)通過一對(duì)增速齒輪進(jìn)而帶動(dòng)葉輪作高速旋轉(zhuǎn)；在螺桿式壓縮機(jī)中，電動(dòng)機(jī)直接同軸主轉(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(duì)葉片、葉輪都有較大沖擊壓力，故其故障率較螺桿機(jī)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)型的安全保護(hù)裝置：

離心機(jī)和螺桿機(jī)一般都有諸如：空氣開關(guān)、溫度開關(guān)、高低壓開關(guān)、防凍開關(guān)、延時(shí)保護(hù)、過熱保護(hù)、逆向保護(hù)等功能，但在兩種情況下兩種機(jī)型有所不同。

1、突然斷電：

因?yàn)殡x心機(jī)的潤滑方式是以油泵送油。這樣，在高速旋轉(zhuǎn)狀況下，如果無油潤滑將對(duì)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)、傳動(dòng)部分造成巨大的破壞。雖然現(xiàn)在有的廠家采用緊急給油裝置，但不能保證長時(shí)間供油，而且緊急給油裝置本身也存在一個(gè)故障率問題。同時(shí)油泵本身也存在一個(gè)故障率問題。

2、低負(fù)荷狀態(tài)：

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，低過最低允許工況點(diǎn)時(shí)，壓縮機(jī)內(nèi)的氣體由于流量發(fā)生變化會(huì)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(dòng)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(dòng).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(duì)葉輪、葉片連續(xù)不平衡沖擊會(huì)大影響壽命。現(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等問題。螺桿機(jī)是利用油壓推動(dòng)滑閥開關(guān)控制容量，部分負(fù)載時(shí)，效率不變，且絕無不平衡沖擊現(xiàn)象。

五

兩種機(jī)型的容量調(diào)節(jié)問題：

離心機(jī)的容量控制是利用葉片轉(zhuǎn)速控制吸入口的大小控制容量，可以實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)，但在較低負(fù)荷下，會(huì)出現(xiàn)前面提到的喘振現(xiàn)象，其效率也將降低。

螺桿機(jī)是利用油壓推動(dòng)滑閥開關(guān)控制容量，而且采有多機(jī)頭形式，可以實(shí)現(xiàn)有段或無段容調(diào)、調(diào)節(jié)平衡，部分負(fù)載時(shí)效率不變，且絕無涌浪現(xiàn)象。

六、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(dòng)控制。具有自動(dòng)診斷，自動(dòng)調(diào)節(jié)功能及各種安全保護(hù)裝置，對(duì)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(duì)可滿足大樓負(fù)荷需要；而對(duì)離心機(jī)進(jìn)行維護(hù)、維修則整臺(tái)機(jī)器都得關(guān)閉，會(huì)極大的影響大樓工作需要，而且螺桿機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，零部件易捐件少，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，維修起業(yè)離心機(jī)要麻煩些。在離心式壓縮機(jī)中，電動(dòng)機(jī)通過一對(duì)增速齒輪進(jìn)而帶動(dòng)葉輪作高速旋轉(zhuǎn)；在螺桿式壓縮機(jī)中，電動(dòng)機(jī)直接同軸主轉(zhuǎn)子與副轉(zhuǎn)子相互嚙合旋轉(zhuǎn)。

在低負(fù)荷狀態(tài)下，離心機(jī)都共有一個(gè)喘振問題。R-22的單位容積制冷能力最強(qiáng)。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(duì)可滿足大樓負(fù)荷需要；

多機(jī)頭螺桿機(jī)是不是采用多個(gè)蒸發(fā)器，故障壓縮機(jī)是不是真的不會(huì)影響制冷機(jī)的正常運(yùn)行。需要多了解一下自身的產(chǎn)品和業(yè)內(nèi)的杰出產(chǎn)品。如果了解不夠的話。那用螺桿機(jī)是肯定玩不過離心機(jī)的。對(duì)于你這個(gè)項(xiàng)目較好的方案是多臺(tái)離心機(jī)＋1臺(tái)螺桿機(jī)。

原因如下：

在一般飯店類建筑中中央空調(diào)的能源消耗約占到建筑總能源的一半或以上，而中央空調(diào)主機(jī)又是空調(diào)系統(tǒng)耗能的核心部分，對(duì)于業(yè)主而言合理的主機(jī)配置不僅可以減少投資更可以在運(yùn)營中大大地降低運(yùn)行能耗。一般而言中央空調(diào)主機(jī)選型可以遵循以下方法：

一、首先分析當(dāng)?shù)啬茉磧r(jià)格，在主機(jī)選型中盡量避開高價(jià)能源種類：

不同種類能源價(jià)格見表1－1

表1－1

不同種類能源的單位熱值價(jià)格

能源名稱0＃柴油天然氣0.6MPa蒸汽電煙煤

單位熱值10200

Kcal/㎏8400

Kcal/m365×104

Kcal/m3860

Kcal/KWh5000

Kcal/㎏

能源價(jià)格7.0元/㎏2.7元/

m3200元/

m30.8元/

KWh0.8元/㎏

每萬大卡熱值單價(jià)6.86元3.21元3.07元9.3元1.6元

注：表1－1中，隨各地的能源價(jià)格不同，每萬大卡熱值單價(jià)也會(huì)不同。因煙煤通過燃煤鍋爐使用時(shí)污染大，在許多城市以限制使用，且煤鍋爐熱效率低只有60％左右，考慮熱效率后每萬大卡熱值單價(jià)也需達(dá)到2.7元左右，且各地的原煤熱值也有很大差異，所以在以下的比較中僅按商品蒸汽為標(biāo)準(zhǔn)。

從表1－1中可以看出不同的能源種類，每萬大卡熱值單價(jià)也是不同的，而往往一個(gè)特定區(qū)域所擁有的能源種類是固定的。如在我國西部地區(qū)煤、天然氣等能源價(jià)格便宜，而在東部地區(qū)又缺少這些優(yōu)勢(shì)，所以在中央空調(diào)驅(qū)動(dòng)能源選擇時(shí)應(yīng)選擇當(dāng)?shù)氐淖顑?yōu)勢(shì)能源。中央空調(diào)分制冷和制熱兩部分，有些機(jī)型可冷暖兩用，空調(diào)驅(qū)動(dòng)能源種類見表1－2

表1－2

不同類型空調(diào)主機(jī)的能效比及輸出能量單價(jià)

主機(jī)類型吸收式活塞式螺桿式離心式渦旋式模塊式

能源種類0＃柴油天然氣蒸汽電電電電電

功能冷暖雙效單冷單冷單冷雙效雙效

COP(制冷)1.1－1.31.1－1.31.0－1.33.57－4.164.50－5.564.76－6.03.0－4.0約3.5

COP(制熱)0.950.950.95―――――――――2.5－3.0約2.8

輸出單位冷量單價(jià)(元/104Kcal)6.24－5.282.46－2.912.36－3.072.23－2.611.67－2.11.55－1.952.35－3.1約2.65

輸出單位熱量單價(jià)(元/104Kcal)7.223.383.23―――――――――3.1－3.72約3.32

注：表1－2中，輸出單位冷量（熱量）的單價(jià)隨表1－1中能源價(jià)格的變動(dòng)而變動(dòng)。

從表1－2中可知，不同類型的中央空調(diào)驅(qū)動(dòng)能源種類不同，COP（能效比）也不一樣，電制冷壓縮式空調(diào)COP明顯高于吸收式。雖表1－1中電的單位熱值單價(jià)最高，但用于空調(diào)制冷時(shí)，輸出單位冷量的單價(jià)又是另外一種情況，了解這一參數(shù)對(duì)中央空調(diào)主機(jī)的選擇更具有指導(dǎo)意義。

二、空調(diào)主機(jī)設(shè)備的選擇：

1、制冷設(shè)備選擇：

表1－2中能源價(jià)格參照的是我國東南部地區(qū)的一般單價(jià)，按表中的數(shù)據(jù)，選擇空調(diào)制冷主機(jī)時(shí)應(yīng)首選電驅(qū)動(dòng)類空調(diào)；但在我國的西、北部地區(qū)，由于煤、天然氣等自然資源充足，價(jià)格也有較大優(yōu)勢(shì)，或有些城市實(shí)行天然氣峰谷價(jià)，在夏季氣價(jià)較低，或有些建筑靠近市政熱力管網(wǎng)有較低價(jià)格的商品蒸汽，以上這些情況可以考慮選用吸收式空調(diào)主機(jī)，但我個(gè)人認(rèn)為最好在天然氣或市政蒸汽價(jià)格有較大優(yōu)勢(shì)時(shí)才選用吸收式空調(diào)，因?yàn)橥陨夏茉磧r(jià)格的上漲速度會(huì)高于電價(jià)上漲速度，且吸收式空調(diào)有效率逐年下降的缺點(diǎn)。

2、采暖設(shè)備的選擇：

按表1－2所示，部分空調(diào)只有單冷功能，冬季采暖必須通過其他設(shè)備，因電的單位熱值單價(jià)最高，且需有大功率的供電設(shè)備與之配套，所以一般不采用電直接采暖的方式。冬季采暖常通過熱水鍋爐、容積式交換器、板式交換器、蒸汽散熱片等設(shè)備，采用燃油、天然氣、蒸汽等間接采暖。設(shè)備選型應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)刈顑?yōu)勢(shì)單位熱值的能源種類取定，已采用空調(diào)水系統(tǒng)的，為減少投資一般不再采用蒸汽散熱片采暖方式。

三、電驅(qū)動(dòng)中央空調(diào)主機(jī)的選型：

1、全年綜合部分負(fù)荷值的計(jì)算：

在選擇電驅(qū)動(dòng)中央空調(diào)主機(jī)時(shí)，不同機(jī)型的選擇也會(huì)對(duì)運(yùn)行能耗產(chǎn)生影響，按表1－2所示，不同的電制冷空調(diào)COP不一樣，且同一設(shè)備隨著實(shí)際使用負(fù)荷的變化COP也會(huì)產(chǎn)生變化。在同樣的工作條件下，大部分冷水機(jī)組在部分負(fù)荷下工作時(shí)COP會(huì)有不同程度的下降，也就是說：某一冷水機(jī)組在實(shí)際使用負(fù)荷達(dá)到該機(jī)組的額定負(fù)荷或達(dá)到該機(jī)組單機(jī)頭額定負(fù)荷的整數(shù)倍時(shí)能效比最高，而在實(shí)際使用中冷水機(jī)組在很多時(shí)候是在部分負(fù)荷的情況下運(yùn)行的，所以冷水機(jī)組的全年綜合部分負(fù)荷值COP對(duì)于空調(diào)主機(jī)的選型比表1－2中給定的COP值更具有參考意義。

為了計(jì)算空調(diào)系統(tǒng)全年運(yùn)行能耗和對(duì)不同冷水機(jī)組部分負(fù)荷性能進(jìn)行比較，美國制冷空調(diào)協(xié)會(huì)根據(jù)美國29個(gè)城市25年的平均氣象條件，在ARI550/590-1998標(biāo)準(zhǔn)中給出了部分負(fù)荷計(jì)算系數(shù)，即該空調(diào)負(fù)荷在全年空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的百分?jǐn)?shù)，見表1－3

表1－3

部分負(fù)荷計(jì)算系數(shù)

負(fù)荷率/％計(jì)算系數(shù)負(fù)荷率/％計(jì)算系數(shù)

1000.01500.45

750.42250.12

從表1－3可以看出，空調(diào)負(fù)荷非滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間占運(yùn)行中時(shí)間的99％，可見全年綜合部分負(fù)荷值的計(jì)算相當(dāng)重要，全年綜合部分負(fù)荷值（IPLV）按下式計(jì)算：

IPLV=0.01A+0.42B+0.45C+0.12D

(KW/KW)

式中

A――在100％負(fù)荷下的COP

B――在75％負(fù)荷下的COP

C――在50％負(fù)荷下的COP

D――在25％負(fù)荷下的COP

由于中國和美國的氣象條件不同，空調(diào)的使用條件不同，所以按表1－3中的計(jì)算系數(shù)也有變化，但由于美國是世界空調(diào)行業(yè)的領(lǐng)跑者，許多國家的空調(diào)制造參數(shù)都是參考美國行業(yè)協(xié)會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)，所以表1－3對(duì)我們計(jì)算全年綜合部分負(fù)荷值仍有較重要的參考價(jià)值，其中特定空調(diào)部分負(fù)荷下的COP可以按廠家提供的技術(shù)參數(shù)取定。

2、幾種常規(guī)壓縮式冷水機(jī)組的優(yōu)缺點(diǎn)及選擇：

⑴、活塞式冷水機(jī)組：

活塞式冷水機(jī)組通過活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)壓縮制冷劑，從而達(dá)到制冷的目的，按壓縮機(jī)數(shù)量分為單機(jī)頭和多機(jī)頭冷水機(jī)組，市場上用于空調(diào)系統(tǒng)的一般是多機(jī)頭冷水機(jī)組，配置多機(jī)頭冷水機(jī)組具有明顯的節(jié)能效果，這種機(jī)組在部分負(fù)荷時(shí)仍有較高的效率，而且多機(jī)頭順序啟動(dòng)，每臺(tái)壓縮機(jī)功率小，對(duì)電網(wǎng)沖擊小，該機(jī)型的最大特點(diǎn)是：多個(gè)機(jī)頭同時(shí)對(duì)應(yīng)多個(gè)制冷回路，這幾個(gè)回路可以同時(shí)運(yùn)行，也可以單獨(dú)運(yùn)行，起到互為備用的作用，提高了機(jī)組運(yùn)行的可靠性，用于民用建筑的單機(jī)制冷量范圍約為30－500KW；

優(yōu)點(diǎn)：a、機(jī)組裝置簡單；

b、使用普通金屬材料、容易加工、造價(jià)低、維修成本低；

c、多機(jī)頭互為備用，整機(jī)運(yùn)行可靠；

d、多機(jī)頭每臺(tái)壓縮機(jī)制冷量小，隨空調(diào)負(fù)荷的變化，經(jīng)常能維持壓縮機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)；

缺點(diǎn)：a、與其他冷水機(jī)組相比能效比低；

b、工作部件多、易損件多、維修頻率高；

c、調(diào)節(jié)性能差；

d、往復(fù)運(yùn)動(dòng)慣性力大，震動(dòng)及噪音較大；

該機(jī)型在小冷量領(lǐng)域具有一定的優(yōu)勢(shì)，在總冷負(fù)荷不大于500KW且只配置一臺(tái)冷水機(jī)組時(shí)，可優(yōu)先選用該機(jī)型。

⑵、螺桿式冷水機(jī)組：

螺桿式壓縮機(jī)是一種容積型回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)，它依靠氣缸內(nèi)一對(duì)螺旋齒轉(zhuǎn)子相互嚙合旋轉(zhuǎn)，造成由齒形空間形成的基元容積的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)制冷劑氣體的壓縮，從而達(dá)到制冷目的。該機(jī)型按壓縮機(jī)數(shù)量分為單機(jī)頭和多機(jī)頭，根據(jù)轉(zhuǎn)子類型又分為單螺桿和雙螺桿，該機(jī)組通過安裝在兩個(gè)轉(zhuǎn)子的高壓側(cè)之間的滑閥來調(diào)節(jié)能量，可使能量在100％～10％之間連續(xù)無級(jí)調(diào)節(jié)，螺桿式冷水機(jī)組的的單機(jī)容量一般為120～1000KW.

優(yōu)點(diǎn)：a、與活塞式相比運(yùn)動(dòng)部件少、無往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力、運(yùn)行平穩(wěn)可靠，可在較高的壓縮比工況下運(yùn)行；

b、機(jī)組易耗件少，零部件僅為活塞式的1/10，易于維修；

c、制冷量調(diào)節(jié)范圍大，制冷量可通過滑閥在10％－100％的范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)節(jié)；

d、能效比高、部分負(fù)荷特性好；

由于螺桿式冷水機(jī)組具有上述特征，在集中式空調(diào)制冷系統(tǒng)中已基本替代活塞式冷水機(jī)組。

缺點(diǎn)：a、加工精度和裝配精度的要求高，造價(jià)較高；

b、能效比比離心機(jī)組低；

該機(jī)型目前在公共建筑中選用的幾率較高，制冷總負(fù)荷在500－2500KW時(shí)可優(yōu)先選用該機(jī)型。一般同時(shí)配置多臺(tái)機(jī)組時(shí)，其中至少配置一臺(tái)螺桿機(jī)可以滿足低負(fù)荷段的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

⑶、離心式冷水機(jī)組：

離心式制冷機(jī)屬大冷量制冷機(jī)組，單機(jī)制冷量在1160K以上，他具有占地面積小、初期投資省、能耗低、易損件少、可靠性高、維修率低等特點(diǎn)，離心式壓縮機(jī)分單級(jí)壓縮和多級(jí)壓縮兩種類型，其結(jié)構(gòu)和工作原理和鼓風(fēng)機(jī)很相似，離心式壓縮機(jī)能量調(diào)節(jié)一般采用進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)，近幾年已開發(fā)出變頻控制系統(tǒng)以調(diào)節(jié)葉輪轉(zhuǎn)速，采用變頻調(diào)節(jié)的機(jī)組全年平均可節(jié)能30％左右，但專用變頻設(shè)備造價(jià)較高。

優(yōu)點(diǎn)：a、單位制冷量重量最輕，占地面積最?。?/p>

b、在各類冷水機(jī)組中COP最高；

c、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，震動(dòng)小，噪音較低；

d、能量調(diào)節(jié)方便，在較大冷量范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的無級(jí)調(diào)節(jié)；

e、無氣閥、活塞等易損件，工作可靠，維修工作量?。?/p>

缺點(diǎn)：a、機(jī)組轉(zhuǎn)速高，對(duì)材料強(qiáng)度、加工精度和制造質(zhì)量要求嚴(yán)格；

b、低負(fù)荷時(shí)能效比低、易發(fā)生喘振；

喘振是離心式壓縮機(jī)特有的一種故障現(xiàn)象，在低負(fù)荷時(shí)當(dāng)排氣量低于某一特定值時(shí)，葉輪內(nèi)氣流能量較低，此時(shí)高壓側(cè)氣流會(huì)突然向葉輪內(nèi)倒灌，倒流回的氣流使葉輪內(nèi)的壓力升高，向外排出氣體，然后葉輪內(nèi)壓力又下降，又發(fā)生倒灌，這種周期性的氣體脈沖稱為喘振，喘振發(fā)生時(shí)機(jī)組和管道會(huì)產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)，如不及時(shí)采取措施會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)損壞。采用普通進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)時(shí)，其喘振點(diǎn)在20％～30％負(fù)荷間，但目前較先進(jìn)的進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)輔以壓縮機(jī)擴(kuò)壓器寬度調(diào)節(jié)，其喘振點(diǎn)可控制在額定負(fù)荷的20％左右，離心式壓縮機(jī)的喘振范圍對(duì)制冷機(jī)的選擇和運(yùn)行至關(guān)重要。

一般在總冷負(fù)荷大于2500KW時(shí)可考慮選用離心式冷水機(jī)組，但建議和其他機(jī)型混合配置，因?yàn)樵陲埖觐惤ㄖ?，制冷機(jī)在許多時(shí)候是在低負(fù)荷運(yùn)行的，如全部配置離心式冷水機(jī)組，運(yùn)行中極易接近機(jī)組的喘振點(diǎn)。

⑷、模塊式冷水機(jī)組：

模塊式制冷機(jī)組就制冷方式而言不能單獨(dú)列為一種制冷機(jī)，因?yàn)槟K式冷水機(jī)組的壓縮機(jī)有活塞式、渦旋式、螺桿式等，但由于該機(jī)型結(jié)構(gòu)和安裝方式與其他冷水機(jī)組有區(qū)別，所以現(xiàn)在往往把它看成一類獨(dú)特的冷水機(jī)組。模塊式冷水機(jī)組是一組并列的模塊單元系統(tǒng)，每個(gè)單元都結(jié)構(gòu)相同、性能一致，是一個(gè)獨(dú)立的制冷單元，電腦系統(tǒng)使它一體化，并監(jiān)控所有的模塊單元，使其按一定的規(guī)律和程序運(yùn)行，模塊式冷水機(jī)組有水冷式和風(fēng)冷式兩種，目前市場上使用的較多的是風(fēng)冷式，模塊式冷水機(jī)組的特點(diǎn)：

a、組裝靈活方便，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來便利；

b、單機(jī)體積小、重量輕，運(yùn)輸安裝方便；

c、運(yùn)轉(zhuǎn)效率基本不會(huì)因負(fù)荷下降而下降，在運(yùn)行中始終處于高效狀態(tài)；

d、具有可靠的互為備用能力，維修方便；

e、維護(hù)成本低、自動(dòng)化程度高，零部件通用；

模塊式冷水機(jī)組一般適用于以下情況：

a、建筑面積緊張、無合適中央空調(diào)機(jī)房；

b、總冷負(fù)荷小于500KW，且運(yùn)轉(zhuǎn)中實(shí)際冷負(fù)荷多變；

c、庭院式建筑，管道輸送距離較長，或建筑群中各建筑空調(diào)使用時(shí)段不一致；

d、風(fēng)冷模塊式可用于小規(guī)模建筑、不再選用鍋爐且無市政熱力管網(wǎng)的場所；

e、風(fēng)冷模塊式可用于缺水、水價(jià)較高的地區(qū)；

⑸、VRV：

VRV源于日本大金空調(diào)，其含義即是可變流量冷媒，實(shí)質(zhì)就是分體空調(diào)多聯(lián)機(jī)，制冷COP約3左右，一般每臺(tái)VRV模塊有2－3臺(tái)壓縮機(jī)，其中一臺(tái)為變頻機(jī)，可隨末端的負(fù)荷變化而隨機(jī)調(diào)節(jié)，從效率上講VRV遠(yuǎn)低于水冷機(jī)，但其特點(diǎn)就是省卻了冷媒泵、冷卻泵、冷卻塔等一系列附機(jī)系統(tǒng)，并且系統(tǒng)的負(fù)荷調(diào)控性遠(yuǎn)高于水冷機(jī)，所以其系統(tǒng)的運(yùn)行能耗沒有現(xiàn)象的那么高，并且在許多工程案例中，運(yùn)行費(fèi)用反而低于水冷系統(tǒng)。VRV具有如下特點(diǎn)：

a、組裝靈活方便，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來便利；

b、單機(jī)體積小、重量輕，運(yùn)輸安裝方便（可通過電梯運(yùn)輸）；

c、運(yùn)轉(zhuǎn)效率基本不會(huì)因負(fù)荷下降而下降，在運(yùn)行中始終處于高效狀態(tài)；

d、具有可靠的互為備用能力，維修方便；

e、維護(hù)成本低、自動(dòng)化程度高，無需專業(yè)運(yùn)行管理，零部件通用；

f、配管長度最遠(yuǎn)可達(dá)120m，但實(shí)際配管超過90m時(shí)效率會(huì)大幅下降；

g、具有氟機(jī)固有的缺點(diǎn)：在冬季－5℃以下及夏季35℃以上時(shí)，運(yùn)行效果較差；

VRV機(jī)組一般適用于以下情況：

a、建筑面積緊張、無合適中央空調(diào)機(jī)房；

b、運(yùn)轉(zhuǎn)中實(shí)際冷負(fù)荷多變；

c、庭院式建筑，管道輸送距離較長，或建筑群中各建筑空調(diào)使用時(shí)段不一致；

d、小規(guī)模建筑、不再選用鍋爐且無市政熱力管網(wǎng)的場所；

e、無固定工程管理隊(duì)伍的建筑；

f、對(duì)冷熱需求不固定卻又不宜設(shè)置四管制空調(diào)的場所；四、空調(diào)設(shè)計(jì)負(fù)荷的一般指標(biāo)，實(shí)際使用負(fù)荷與設(shè)計(jì)值的差異：

空調(diào)負(fù)荷的計(jì)算較為煩瑣，需計(jì)算潛熱和顯熱，且需計(jì)算構(gòu)成空調(diào)負(fù)荷的各類因素如人體散熱、照明設(shè)備散熱、維護(hù)結(jié)構(gòu)傳遞得熱、日照透射得熱等負(fù)荷，所以設(shè)計(jì)上常按估算指標(biāo)進(jìn)行估算，旅館、飯店類建筑部分區(qū)域空調(diào)冷負(fù)荷估算指標(biāo)見表1－4

表1－4

區(qū)域客房酒吧中餐廳宴會(huì)廳大會(huì)議室健身房

冷負(fù)荷(W/㎡)150256360410358272

一般飯店類建筑的裝機(jī)容量在依據(jù)上述指標(biāo)估算后，考慮空調(diào)實(shí)際同時(shí)使用系數(shù)，最后裝機(jī)容量一般在100

W/㎡－120

W/㎡之間，但當(dāng)前在空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中普遍存在冷負(fù)荷估算過大，致使裝機(jī)容量偏大，造成投資浪費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)用增加。有關(guān)人員曾對(duì)24家飯店空調(diào)制冷機(jī)的裝機(jī)容量和實(shí)際開機(jī)容量進(jìn)行調(diào)查分析，調(diào)查結(jié)果見表1－5

表1－5

飯店裝機(jī)和開機(jī)容量的冷負(fù)荷統(tǒng)計(jì)分析

冷負(fù)荷指標(biāo)裝機(jī)容量的冷負(fù)荷指標(biāo)（W/㎡）

＜5858.1-69.869.9-81.481.5-9394-104.7104.8-116.3＞116.3

飯店個(gè)數(shù)/個(gè)01254210

所占百分比/％04.18.320.316.78.341.7

分計(jì)百分比/％12.43750

冷負(fù)荷指標(biāo)實(shí)際開機(jī)容量的冷負(fù)荷指標(biāo)（W/㎡）

＜5858.1-69.869.9-81.481.5-9394-104.7104.8-116.3＞116.3

飯店個(gè)數(shù)/個(gè)2893200

所占百分比/％8.433.337.512.58.300

分計(jì)百分比/％8.470.820.80

從表1－5可以看出，目前飯店類建筑冷水機(jī)組裝機(jī)容量普遍過大，79.2％的飯店實(shí)際開機(jī)容量的負(fù)荷指標(biāo)為58－81.4

W/㎡（包括＜58

W/㎡），這一現(xiàn)象應(yīng)引起業(yè)主、空調(diào)設(shè)計(jì)人員及運(yùn)行管理人員的重視，一般在江浙地區(qū)，空調(diào)裝機(jī)冷量控制在80－100W/㎡是比較適宜的。

五、空調(diào)負(fù)荷的分布特性及機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行：

設(shè)計(jì)的空調(diào)冷負(fù)荷是指夏季室外空氣處于設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)、室內(nèi)負(fù)荷處于最不理?xiàng)l件下的負(fù)荷，空調(diào)建筑的實(shí)際冷負(fù)荷是隨室外氣象條件和室內(nèi)工作條件的變化而變化的。因此空調(diào)系統(tǒng)的實(shí)際冷負(fù)荷不是一個(gè)恒定值，不但每天在變化，而且每天24小時(shí)內(nèi)也在不斷變化。表1－6和表1－7是有關(guān)人員統(tǒng)計(jì)的北京和江浙兩地飯店類建筑夏季運(yùn)行平均空調(diào)負(fù)荷時(shí)間頻數(shù)，

表1－6

北京地區(qū)夏季空調(diào)負(fù)荷時(shí)間頻數(shù)

％

（全年總運(yùn)行時(shí)間2850h）

負(fù)荷率5102030405060708090100

時(shí)間頻數(shù)12.26.523.616.514.910.17.34.72.91.00.3

累計(jì)時(shí)間頻數(shù)12.218.742.358.873.783.891.195.898.799.7100表1－7江浙地區(qū)夏季空調(diào)負(fù)荷時(shí)間頻數(shù)

％

（全年總運(yùn)行時(shí)間3372h）

負(fù)荷率5102030405060708090100

時(shí)間頻數(shù)0.10.14.919.531.620.811.97.62.30.90.3

累計(jì)時(shí)間頻數(shù)0.10.25.124.656.27788.996.598.899.7100

從上表可以看出：

1、全年有98％以上時(shí)間是在設(shè)計(jì)負(fù)荷的80％以下運(yùn)行；

2、全年有80％以上時(shí)間是在設(shè)計(jì)負(fù)荷的50％－55％以下運(yùn)行；

這一數(shù)據(jù)和表1－3中的數(shù)據(jù)也相接近，了解空調(diào)負(fù)荷的分布特性對(duì)空調(diào)設(shè)備的選型和節(jié)能運(yùn)行具有重要意義，我們已經(jīng)知道，某一冷水機(jī)組在實(shí)際使用負(fù)荷達(dá)到該機(jī)組的額定負(fù)荷或達(dá)到該機(jī)組單機(jī)頭額定負(fù)荷的整數(shù)倍時(shí)能效比最高，運(yùn)行也最經(jīng)濟(jì)。所以按常規(guī)配置在總冷負(fù)荷確定后，平均分配各冷水機(jī)組的制冷量也是不盡合理的，如表1－6、表1－7所示，北京地區(qū)夏季空調(diào)使用中20％、30％、40％負(fù)荷的時(shí)間頻數(shù)最高，江浙地區(qū)則在30％、40％、50％負(fù)荷段時(shí)間頻數(shù)最高，在配置機(jī)組時(shí)最好一只多機(jī)頭冷水機(jī)組的整機(jī)額定負(fù)荷或單機(jī)頭額定負(fù)荷能與以上負(fù)荷段相匹配；在配置冷水機(jī)組時(shí)應(yīng)更重視占總運(yùn)行時(shí)間80％的50－55％冷負(fù)荷的配置，在該負(fù)荷段螺桿機(jī)具有一定的優(yōu)勢(shì)。

六、中央空調(diào)與分體式空調(diào)的比較：

分體式空調(diào)（商用機(jī)、多聯(lián)機(jī)）因控制方便、獨(dú)立運(yùn)行、效率不受系統(tǒng)影響等特點(diǎn)，在飯店類建筑特別是經(jīng)濟(jì)型飯店中占有一席之地，但與冷水機(jī)組相比COP較低且使用壽命短、維修費(fèi)用高。

中央空調(diào)與分體式空調(diào)相比最大的缺點(diǎn)是：1、初始運(yùn)行成本大，因飯店類建筑的空調(diào)供應(yīng)并不是持續(xù)不斷的，特別是接近空調(diào)交換季節(jié)，業(yè)主為滿足最大程度的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，會(huì)盡量合理控制中央空調(diào)的啟停。因中央空調(diào)系統(tǒng)中冷媒介質(zhì)一般是水，空調(diào)末端要有制冷效果，首先是冷水機(jī)組對(duì)冷媒降溫，水冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)冷媒標(biāo)準(zhǔn)是出水7℃回水12℃，初始運(yùn)行時(shí)一般出水需達(dá)到12℃左右末端才能達(dá)到明顯的制冷效果，如果某水系統(tǒng)水量50T、初始水溫20℃，初始運(yùn)行成本為（20—12）×1000×50＝40×104Kcal（可按表1－2查的相應(yīng)費(fèi)用，其中還不包括冷媒輸送成本和冷卻運(yùn)行成本），當(dāng)然由于末端電磁二通閥的作用，并不是每次初始運(yùn)行成本都這么高，有效減少干管冷媒體積、合理的水系統(tǒng)分區(qū)、對(duì)末端電磁二通閥進(jìn)行經(jīng)常的檢查和維護(hù)，對(duì)中央空調(diào)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行起著重要的作用；而分體式空調(diào)由于冷媒管路短，初始運(yùn)行成本基本可以忽略不計(jì)；2、存在管路損耗、存在冷媒輸送成本及冷卻設(shè)備能耗成本，在中央空調(diào)水系統(tǒng)中，冷媒泵和冷卻泵也是構(gòu)成空調(diào)系統(tǒng)能耗的重要組成部分，稍大一點(diǎn)的空調(diào)系統(tǒng)，以上泵組動(dòng)輒幾十千瓦，而分體式空調(diào)不存在以上能耗；例