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開啟式、封閉式、半封閉式螺桿壓縮機(jī)的比較
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序號 |
項(xiàng)目 |
開啟式 |
封閉式 |
半封閉式 |
備注 |
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1 |
單機(jī)COP值 |
單機(jī)COP較高4.6~5.6，但機(jī)房降溫需消耗額外的能量 |
較低4.6~5.2 |
較低4.6~5.2 |
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2 |
可維修性 |
方便維修 |
不方便維修，如需維修則需破壞壓縮機(jī)外殼。維修之前不方便維修 |
方便維修 |
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3 |
系統(tǒng)泄漏 |
因?yàn)殡姍C(jī)與壓縮機(jī)用軸傳動，故機(jī)組內(nèi)的冷凍機(jī)油和冷媒不可避免的產(chǎn)生泄漏問題，需經(jīng)常添加冷媒和冷凍機(jī)油。（為了接住機(jī)組泄漏出來的冷凍機(jī)油，某品牌機(jī)組可以看見隨機(jī)組配帶的承接泄漏出來的冷凍機(jī)油的小瓶子） |
因電機(jī)和壓縮機(jī)在一個(gè)殼體內(nèi)，不存在泄露問題 |
因電機(jī)和壓縮機(jī)在一個(gè)殼體內(nèi)，不存在泄露問題 |
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4 |
是否需要軸封 |
需要 |
不需要 |
不需要 |
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是否存在軸對中的問題 |
開啟式壓縮機(jī)由于電機(jī)軸與壓縮機(jī)軸溫度不同造成不同膨脹量而引起軸不對中、破壞軸封的問題 |
不存在 |
不存在 |
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5 |
主機(jī)房降溫處理措施 |
因?yàn)殚_啟式壓縮機(jī)的電機(jī)冷卻是靠空氣冷卻，電機(jī)散發(fā)的熱量全部散入到主機(jī)房，考慮到機(jī)組的運(yùn)行和操作人員的原因，故主機(jī)房必須做降溫和通風(fēng)處理。如550RT的機(jī)組輸入功率370KW，電機(jī)效率90%，則發(fā)熱量為37KW，需要給機(jī)房配置一臺15HP的空調(diào)來降溫 |
只需要做普通的通風(fēng)處理，以供給新風(fēng) |
只需要做普通的通風(fēng)處理，以供給新風(fēng) |
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6 |
電機(jī)冷卻方式 |
空氣冷卻，效率不穩(wěn)定，不穩(wěn)定且電機(jī)容易污損 |
封閉型電機(jī)采用獨(dú)立的制冷劑回路冷卻電機(jī)，效率高而且電機(jī)工作溫度低而穩(wěn)定，更好地保證了機(jī)組的穩(wěn)定性，延長了電機(jī)壽命, 同時(shí)根本解決了困擾開啟式電機(jī)的漏油、漏氟和軸不對中等一系列問題 |
封閉型電機(jī)采用獨(dú)立的制冷劑回路冷卻電機(jī)，效率高而且電機(jī)工作溫度低而穩(wěn)定，更好地保證了機(jī)組的穩(wěn)定性，延長了電機(jī)壽命, 同時(shí)根本解決了困擾開啟式電機(jī)的漏油、漏氟和軸不對中等一系列問題 |
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8 |
對電網(wǎng)的沖擊 |
啟動電流大，對電網(wǎng)沖擊大，需用戶增加價(jià)格昂貴的軟啟動或變頻裝置來降低對電網(wǎng)的沖擊 |
啟動電流小，對電網(wǎng)沖擊小 |
啟動電流小，對電網(wǎng)沖擊小 |
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9 |
運(yùn)轉(zhuǎn)噪音 |
因電機(jī)外露，噪音大 |
噪音較小 |
噪音小 |
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10 |
在市場上所占份額 |
非主流產(chǎn)品，市場上只有2到3家做 |
非主流產(chǎn)品，市場上只有1到2家做 |
主流產(chǎn)品，占市場80%以上 |
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螺桿式壓縮機(jī)的發(fā)展史與現(xiàn)狀
螺桿式壓縮機(jī)是瑞典皇家工學(xué)院教授Alf Lysholm于1934年發(fā)明的，其初衷是用于柴油機(jī)和燃?xì)馄啓C(jī)的增壓。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)：在3000小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，活塞機(jī)組的故障是螺桿機(jī)組的10倍；在12,000小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，活塞機(jī)組的故障是螺桿機(jī)組的4倍。螺桿機(jī)屬于回轉(zhuǎn)式機(jī)型，它的振幅是活塞機(jī)的1/5，故振動和噪聲都比較小。目前，噴油螺桿壓縮機(jī)已成為空氣動力和制冷空調(diào)這兩個(gè)領(lǐng)域的主要機(jī)型。在中等容積流量的空氣動力裝置及中等制冷量的制冷裝置中，占據(jù)了市場的優(yōu)勢份額。在食品、醫(yī)藥等行業(yè)，無油螺桿壓縮機(jī)更是作為新穎清潔高效的工藝壓縮機(jī)大顯身手、備受推崇。
螺桿壓縮機(jī)的心臟部件是螺桿轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子型線的先進(jìn)性又決定著整機(jī)的性能優(yōu)劣，對加工精度和表面熱處理的要求都很高。能否加工出最先進(jìn)的型線已成為衡量一個(gè)機(jī)加工企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力、技術(shù)實(shí)力的標(biāo)志。目前轉(zhuǎn)子型線已發(fā)展到第三代——不對稱型線，主要有德國的GHH型線、日本的日立型線和瑞典的Atlas copco SAP型線，采用5對6非對稱齒形。螺桿的加工設(shè)備和測量檢測設(shè)備基本依賴國外進(jìn)口，主要有英國HOLROYD加工中心、德國MAUSER、意大利DEA、英國IMS的三坐標(biāo)測量系統(tǒng)，但價(jià)格都非常昂貴，動輒幾千萬元，一般企業(yè)無力承受購買和日常維護(hù)，所以國內(nèi)一些制冷機(jī)組生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)或供貨時(shí)會有兩種選擇：一是“拿來主義”，即壓縮機(jī)或機(jī)頭部件直接從國外專業(yè)的生產(chǎn)廠家采購，目前國際上比較優(yōu)質(zhì)的壓縮機(jī)品牌有臺灣漢鐘（HANBELL）、復(fù)盛、德國的比澤爾（BITZER）、格拉索、意大利萊富康（REFCOMP）、富士豪、考瑪（COMA）、日本的日立、大金、三菱重工、神鋼、美國富利克（FRICK）、瑞典阿特拉斯·科普柯（Atlas copco）；蒸發(fā)器、冷凝器、除油器等在國內(nèi)配套加工，外加一些進(jìn)口的電氣控制元器件（像工業(yè)可編程控制器PLC、可編程終端觸摸屏、過濾器、熱力膨脹閥等）完成組裝出廠。。二是“自力更生”，即除電氣控制元器件外，機(jī)頭部件和蒸發(fā)器、冷凝器都是由自己加工生產(chǎn)的，其企業(yè)規(guī)模一般比較大，鑄造、加工和檢測設(shè)備全部進(jìn)口。
為了確保壓縮機(jī)的正常和安全可靠運(yùn)行，需要確保機(jī)組中其他組件包括冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流或膨脹閥工作的正常，也需要一系列控制元器件對壓縮機(jī)運(yùn)行中的溫度、壓力參數(shù)進(jìn)行即時(shí)檢測反饋，由工業(yè)可編程控制器統(tǒng)一協(xié)調(diào)整機(jī)的正常工作，這些自動保護(hù)功能必須包括高低壓保護(hù)、油位保護(hù)、排氣過熱保護(hù)、電機(jī)過熱過電流保護(hù)、缺相、逆相保護(hù)、斷水保護(hù)、防凍保護(hù)等，以便在系統(tǒng)出現(xiàn)異常的情況下能自動停機(jī)，鎖定故障，顯示報(bào)警/警告信息，并發(fā)出報(bào)警信號。
制冷機(jī)組一般都屬于大功率耗電設(shè)備，運(yùn)行過程中對其節(jié)能要求顯得非常重要，要求機(jī)組可根據(jù)外部負(fù)載變化自動調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)，確保機(jī)組在最佳負(fù)荷下運(yùn)行。同時(shí)機(jī)組必須具有部分負(fù)荷性能，即能在較低的負(fù)荷以及冷卻塔水溫較低時(shí)有效運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，能量調(diào)節(jié)范圍自然越寬越好。在制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還常常通過采用經(jīng)濟(jì)節(jié)能器，使部分制冷劑液體經(jīng)過中間冷卻，提高過冷度，從而提高單位工質(zhì)制冷能力。在衡量機(jī)組動力經(jīng)濟(jì)性方面，單位輸入功率制冷量是一個(gè)重要參數(shù)，精良設(shè)備可達(dá)到4.5W/W以上，也稱作能效比或性能系數(shù)，用COP（Coefficient of performance）來表示。
友好的人機(jī)界面也是制造精良的制冷機(jī)組必不可少的組成部分。一般要求采用工業(yè)級可編程控制器+觸摸屏操作的全中文界面，這種組合模式簡便易懂，抗干擾能力強(qiáng)，自動化程度高。操作人員可以根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際需求，自由進(jìn)行參數(shù)設(shè)定變更，并具備“運(yùn)行狀態(tài)顯示”、“故障原因顯示”、“累計(jì)運(yùn)行時(shí)間顯示”等多項(xiàng)功能，提供的數(shù)據(jù)信息完善詳細(xì)，便于歷史查詢和維修保養(yǎng)。
螺桿式制冷壓縮機(jī)都采用噴油潤滑的方式進(jìn)行，按壓縮機(jī)與電動機(jī)聯(lián)結(jié)的方式不同，分為開啟式、半封閉式和全封閉式三種。
開啟式機(jī)組：壓縮機(jī)通過聯(lián)軸器與電動機(jī)相聯(lián)，要求在壓縮機(jī)伸出軸上加裝可靠的軸封，以防制冷劑和潤滑油泄漏。
半封閉式機(jī)組：電動機(jī)與壓縮機(jī)做為一體，中間用法蘭聯(lián)接，能有效防止制冷劑和潤滑油的泄漏，并采用制冷劑冷卻電動機(jī)，消除了開啟式機(jī)組中電動機(jī)冷卻風(fēng)扇的噪聲。
全封閉式機(jī)組：把電動機(jī)與壓縮機(jī)封閉在一個(gè)容器內(nèi)，徹底消除了制冷劑和潤滑油的泄漏，噪聲為最低。目前該制冷壓縮機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)工況下（蒸發(fā)溫度：-15℃，冷凝溫度：30℃）制冷量范圍已經(jīng)超過3500KW。
全封閉式螺桿壓縮機(jī)組主要適用于寫字樓、運(yùn)輸工具、圖書館、商廈、醫(yī)院、民用住宅、賓館等對噪聲特別敏感場所的獨(dú)立空調(diào)或中央空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)。開啟式與半封閉式機(jī)組在工礦企業(yè)、人防工程運(yùn)用較多。
兩種形式壓縮機(jī)組的比較
1.開啟式機(jī)組 優(yōu)點(diǎn)：
(1) 壓縮機(jī)與電動機(jī)相對分離，對電動機(jī)沒有特殊的要求，故壓縮機(jī)的適用范圍較廣。
(2) 同一臺壓縮機(jī)，可適應(yīng)不同制冷劑，除了采用鹵代烴制冷劑外，通過更改部分零件的材質(zhì)，還可采用氨作制冷劑。
(3) 可根據(jù)不同的制冷劑和使用工況條件，配用不同容量的電動機(jī)。
(4) 單機(jī)頭機(jī)組制冷量可達(dá)200萬大卡以上。
(5) 成本較低，價(jià)格較便宜。
缺點(diǎn)：
(1) 需要軸封封住制冷劑和潤滑油泄漏的通道，這也是用戶經(jīng)常維護(hù)的重點(diǎn)。JB/T6906-93 螺桿式單級制冷壓縮機(jī)標(biāo)準(zhǔn)中對滲油量規(guī)定：開啟式機(jī)組運(yùn)行時(shí)的軸封處滲油量應(yīng)不大于3ml/h。由于氟利昂和冷凍油是互溶的，故在使用過程中氟利昂與冷凍油的同步泄漏無法避免，尤其在運(yùn)行滿1000小時(shí)以后，由于軸封的磨損，會加劇氟利昂與冷凍油的泄漏，加大維修和運(yùn)行費(fèi)用，影響正常使用。
(2) 配套的電動機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，冷卻風(fēng)扇形成的氣流噪聲大，壓縮機(jī)本身噪聲也比較大，開啟式機(jī)組一般噪聲在90dB(A)以上，導(dǎo)致噪聲污染環(huán)境。
(3) 需要配置單獨(dú)的油分離器和油冷卻器等復(fù)雜的油系統(tǒng)部件，導(dǎo)致機(jī)組體積龐大，使用維護(hù)不便，且重量和占地面積都大。
(4) 效率低，由于需要用外置電動機(jī)驅(qū)動油泵及配用普通低效率電機(jī)，名義工況能效比一般不超過4.0。
2. 半封閉式機(jī)組 優(yōu)點(diǎn)：
(1) 由于采用半封閉式方式，電動機(jī)與壓縮機(jī)一體化設(shè)計(jì)，故噪聲低、振動小，不存在開啟式機(jī)組的氟利昂和潤滑油的泄漏等問題，減少了用戶的維護(hù)和管理成本，不會因泄漏而影響用戶的正常使用。
(2) 由于采用半封閉式方式，電動機(jī)與壓縮機(jī)合為一體，加上內(nèi)置分油消音器，大大地降低了運(yùn)行噪聲，同等冷量開啟式與半封閉式噪聲差別約為15 dB(A)。
(3) 由于內(nèi)置油分離器采用內(nèi)壓差供油方式，無需配外置電動機(jī)驅(qū)動油泵，提高了運(yùn)行的能效比，名義工況下能效比一般大于4.5。
(4) 對要求較高的場合，可采用雙機(jī)頭或三機(jī)頭型式，各制冷系統(tǒng)相對獨(dú)立，一旦某系統(tǒng)出現(xiàn)故障，其他系統(tǒng)可以正常工作，不會對生產(chǎn)和環(huán)境造成太大影響。
缺點(diǎn)：
(1) 目前國內(nèi)所采用半封閉式螺桿壓縮機(jī)大部分為國外原裝進(jìn)口，價(jià)格較高。
(2) 由于采用耐氟利昂、耐潤滑油和耐高溫特種電機(jī)，增加了壓縮機(jī)的材料成本，故同檔次半封閉式壓縮機(jī)價(jià)格高于開啟式壓縮機(jī)。
(3) 單機(jī)容量較小，單機(jī)頭容量一般不超過150萬大卡。
螺桿式制冷機(jī)組在黃酒企業(yè)冷凍系統(tǒng)的應(yīng)用
古越龍山紹興酒多年來位居行業(yè)龍頭，不僅得益于其獨(dú)特的地理、氣候優(yōu)勢，也與其一直堅(jiān)持實(shí)事求是、敢為人先的科學(xué)發(fā)展觀、敢于不斷借鑒引進(jìn)先進(jìn)工藝、設(shè)備為我所用，使企業(yè)裝備水平始終引領(lǐng)行業(yè)之先密切相關(guān)。
自從黃酒生產(chǎn)機(jī)械化新工藝進(jìn)入行業(yè)以來，大罐發(fā)酵品溫控制、勾兌澄清、冷凍除濁過濾工藝都離不開制冷設(shè)備。從某種角度上講，制冷設(shè)備的變遷也是企業(yè)不斷發(fā)展壯大的一個(gè)縮影。
古越龍山在2006年以前的項(xiàng)目建設(shè)中，控制黃酒發(fā)酵品溫的設(shè)備主要是采用活塞式氨制冷機(jī)組，以液態(tài)氨為制冷劑，氯化鈣溶液為載冷劑�；钊街评錂C(jī)設(shè)備占地面積大、噪聲大、潤滑油泄漏嚴(yán)重，作業(yè)環(huán)境油水混雜、油氣彌漫致使工作環(huán)境惡劣；零配件多，故障率高，維修量大，液氨微量泄漏無法完全避免，只要稍靠近冷凍機(jī)房，就能聞到一股刺鼻的氨氣味，空氣污染嚴(yán)重；液氨易燃易爆被列為危險(xiǎn)化學(xué)品，冷凍房則被理所當(dāng)然劃歸為危險(xiǎn)源工作場所，操作工基本為男性。
2008年在對純生黃酒項(xiàng)目的設(shè)計(jì)中，首次引入螺桿式半封閉氟利昂制冷機(jī)組，以R22/ R134a鹵代烴為制冷劑，丙烯乙二醇為蒸發(fā)載冷劑。投入使用后，機(jī)組噪聲小，無潤滑油（冷凍油）滴漏， PLC控制簡便、高效，零件數(shù)只是活塞機(jī)組的1/10，故障率低，工作環(huán)境潔凈，面貌煥然一新，普通女職工稍加指導(dǎo)培訓(xùn)，即可操作上崗，徹底改變了人們一直對冷凍機(jī)房工作的認(rèn)識。2009年在對二分廠味淋車間的搬遷改造中，半封閉螺桿制冷機(jī)組成為不二的選擇。在原基礎(chǔ)上又試用了雙機(jī)頭機(jī)組，并且對不同制冷溫度要求的用冷點(diǎn)采用中低溫丙烯乙二醇機(jī)組（鹽水機(jī)組）和以水為載冷劑的冷水機(jī)組相結(jié)合，可以分別提供輸出（－15℃～－5℃）和（4℃～6℃）的載冷劑滿足糖化、發(fā)酵、煎酒工序?qū)乜氐男枨?SPAN lang=EN-US>.
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