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開啟式(shi)、封閉式(shi)、半封閉式(shi)螺桿壓(ya)縮機的比較
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序號 |
項(xiang)目 |
開啟式 |
封閉式 |
半封閉式(shi) |
備注(zhu) |
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1 |
單機COP值(zhi) |
單機COP較高4.6~5.6，但機房降溫需消(xiao)耗額外的能(neng)量 |
較低(di)4.6~5.2 |
較(jiao)低4.6~5.2 |
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2 |
可維修性 |
方便維修 |
不(bu)方便維(wei)修，如需維(wei)修則需破(po)壞壓(ya)縮(suo)機(ji)外殼。維(wei)修之(zhi)前不(bu)方便維(wei)修 |
方便維修 |
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3 |
系統泄(xie)漏 |
因(yin)為電機(ji)(ji)(ji)(ji)與壓縮(suo)機(ji)(ji)(ji)(ji)用(yong)軸傳動，故機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)內的冷(leng)(leng)凍(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)油(you)(you)(you)和冷(leng)(leng)媒(mei)(mei)不可避免(mian)的產生泄(xie)漏(lou)問(wen)題(ti)，需經常添加冷(leng)(leng)媒(mei)(mei)和冷(leng)(leng)凍(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)油(you)(you)(you)。（為了接住機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)泄(xie)漏(lou)出(chu)來的冷(leng)(leng)凍(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)油(you)(you)(you)，某品牌機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)可以看見隨機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)配帶(dai)的承接泄(xie)漏(lou)出(chu)來的冷(leng)(leng)凍(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)油(you)(you)(you)的小(xiao)瓶子） |
因電機和壓縮機在一個殼體(ti)內(nei)，不存在泄露問題(ti) |
因(yin)電機和壓縮機在一個殼體(ti)內，不存在泄露問題 |
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4 |
是(shi)否需要軸(zhou)封 |
需要 |
不需要 |
不需要(yao) |
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是否存在軸(zhou)對中(zhong)的問題 |
開啟式壓(ya)縮機(ji)(ji)由于電機(ji)(ji)軸(zhou)與壓(ya)縮機(ji)(ji)軸(zhou)溫度不(bu)同造成不(bu)同膨脹量而(er)引(yin)起軸(zhou)不(bu)對中、破壞軸(zhou)封的(de)問題 |
不存在 |
不存在 |
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5 |
主(zhu)機房降溫處理措(cuo)施 |
因為開啟式壓縮(suo)機(ji)的電機(ji)冷卻是靠空氣冷卻，電機(ji)散(san)發的熱量全部散(san)入到主機(ji)房，考慮(lv)到機(ji)組(zu)的運行和操(cao)作(zuo)人員的原因，故(gu)主機(ji)房必須做降溫和通(tong)風處理(li)。如550RT的(de)機組輸入功(gong)率370KW，電機效率90%，則發(fa)熱量為37KW，需要(yao)給機房(fang)配置(zhi)一臺15HP的空調來降溫 |
只需要(yao)做普通(tong)的通(tong)風處理，以供給新風 |
只需要做普通的通風處理，以(yi)供給新風 |
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6 |
電機冷卻(que)方式 |
空氣冷(leng)卻，效率不穩定，不穩定且電機容易污(wu)損 |
封閉型(xing)電(dian)(dian)機(ji)采(cai)用(yong)獨立的制(zhi)冷劑回路冷卻電(dian)(dian)機(ji)，效率高而且電(dian)(dian)機(ji)工作(zuo)溫度低(di)而穩定，更好地保(bao)證了機(ji)組的穩定性，延長(chang)了電(dian)(dian)機(ji)壽(shou)命, 同時(shi)根本解決了困擾(rao)開啟式(shi)電機的漏油、漏氟和軸不對中等一系列問題 |
封閉型電(dian)機(ji)采用獨(du)立的制冷劑(ji)回路(lu)冷卻電(dian)機(ji)，效率高而且電(dian)機(ji)工作溫度低而穩定，更好(hao)地(di)保(bao)證了機(ji)組的穩定性，延長(chang)了電(dian)機(ji)壽(shou)命, 同(tong)時根本解(jie)決了(le)困擾開啟式(shi)電(dian)機的漏(lou)油(you)、漏(lou)氟和軸不對中(zhong)等一系列問題 |
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8 |
對電網的沖擊 |
啟動(dong)電流大(da)(da)，對電網沖擊大(da)(da)，需(xu)用戶增加(jia)價格昂貴(gui)的軟(ruan)啟(qi)動或變頻裝置來降低對(dui)電網的沖(chong)擊 |
啟(qi)動(dong)電(dian)流小，對電(dian)網(wang)沖擊小 |
啟動電(dian)流小，對電(dian)網沖擊小 |
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9 |
運(yun)轉噪音 |
因電機(ji)外露(lu)，噪音(yin)大 |
噪音較小 |
噪音小 |
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在市場(chang)上所占份(fen)額 |
非主流產品，市場(chang)上只(zhi)有2到3家做 |
非(fei)主(zhu)流(liu)產品，市場上只有1到(dao)2家做(zuo) |
主流產品，占市場80%以上 |
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螺桿式壓縮機是瑞典皇家工學院教授Alf Lysholm于1934年發明的，其初衷是用于柴油機和燃氣汽輪機的增壓。據有關統計：在3000小時運轉期間，活塞機組的故障是螺桿機組的10倍；在12,000小時運轉期間，活塞機組的故障是螺桿機組的4倍。螺桿機屬于回轉式機型，它的振幅是活塞機的1/5，故振動和噪聲都比較小。目前，噴油螺桿壓縮機已成為空氣動力和制冷空調這兩個領域的主要機型。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，占據了市場的優勢份額。在食品、醫藥等行業，無油螺桿壓縮機更是作為新穎清潔高效的工藝壓縮機大顯身手、備受推崇。
螺桿壓縮機的心臟部件是螺桿轉子，轉子型線的先進性又決定著整機的性能優劣，對加工精度和表面熱處理的要求都很高。能否加工出最先進的型線已成為衡量一個機加工企業經濟實力、技術實力的標志。目前轉子型線已發展到第三代——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。螺桿的加工設備和測量檢測設備基本依賴國外進口，主要有英國HOLROYD加工中心、德國MAUSER、意大利DEA、英國IMS的三坐標測量系統，但價格都非常昂貴，動輒幾千萬元，一般企業無力承受購買和日常維護，所以國內一些制冷機組生產企業在生產或供貨時會有兩種選擇：一是“拿來主義”，即壓縮機或機頭部件直接從國外專業的生產廠家采購，目前國際上比較優質的壓縮機品牌有臺灣漢鐘（HANBELL）、復盛、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）；蒸發器、冷凝器、除油器等在國內配套加工，外加一些進口的電氣控制元器件（像工業可編程控制器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，機頭部件和蒸發器、冷凝器都是由自己加工生產的，其企業規模一般比較大，鑄造、加工和檢測設備全部進口。
為了確保壓縮機的正常和安全可靠運行，需要確保機組中其他組件包括冷凝器、蒸發器、節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運行中的溫度、壓力參數進行即時檢測反饋，由工業可編程控制器統一協調整機的正常工作，這些自動保護功能必須包括高低壓保護、油位保護、排氣過熱保護、電機過熱過電流保護、缺相、逆相保護、斷水保護、防凍保護等，以便在系統出現異常的情況下能自動停機，鎖定故障，顯示報警/警告信息，并發出報警信號。
制冷機組一般都屬于大功率耗電設備，運行過程中對其節能要求顯得非常重要，要求機組可根據外部負載變化自動調整運行狀態，確保機組在最佳負荷下運行。同時機組必須具有部分負荷性能，即能在較低的負荷以及冷卻塔水溫較低時有效運行，實現無級調節，能量調節范圍自然越寬越好。在制冷系統設計中還常常通過采用經濟節能器，使部分制冷劑液體經過中間冷卻，提高過冷度，從而提高單位工質制冷能力。在衡量機組動力經濟性方面，單位輸入功率制冷量是一個重要參數，精良設備可達到4.5W/W以上，也稱作能效比或性能系數，用COP（Coefficient of performance）來表示。
友好的人機界面也是制造精良的制冷機組必不可少的組成部分。一般要求采用工業級可編程控制器+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，自動化程度高。操作人員可以根據生產實際需求，自由進行參數設定變更，并具備“運行狀態顯示”、“故障原因顯示”、“累計運行時間顯示”等多項功能，提供的數據信息完善詳細，便于歷史查詢和維修保養。
螺桿式制冷壓縮機都采用噴油潤滑的方式進行，按壓縮機與電動機聯結的方式不同，分為開啟式、半封閉式和全封閉式三種。
開啟式機組：壓縮機通過聯軸器與電動機相聯，要求在壓縮機伸出軸上加裝可靠的軸封，以防制冷劑和潤滑油泄漏。
半封閉式機組：電動機與壓縮機做為一體，中間用法蘭聯接，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，消除了開啟式機組中電動機冷卻風扇的噪聲。
全封閉式機組：把電動機與壓縮機封閉在一個容器內，徹底消除了制冷劑和潤滑油的泄漏，噪聲為最低。目前該制冷壓縮機在標準工況下（蒸發溫度：-15℃，冷凝溫度：30℃）制冷量范圍已經超過3500KW。
全封閉式螺桿壓縮機組主要適用于寫字樓、運輸工具、圖書館、商廈、醫院、民用住宅、賓館等對噪聲特別敏感場所的獨立空調或中央空調系統內。開啟式與半封閉式機組在工礦企業、人防工程運用較多。
兩種形式壓縮機組的比較
1.開啟式機組 優點：
(1) 壓縮機與電動機相對分離，對電動機沒有特殊的要求，故壓縮機的適用范圍較廣。
(2) 同一臺壓縮機，可適應不同制冷劑，除了采用鹵代烴制冷劑外，通過更改部分零件的材質，還可采用氨作制冷劑。
(3) 可根據不同的制冷劑和使用工況條件，配用不同容量的電動機。
(4) 單機頭機組制冷量可達200萬大卡以上。
(5) 成本較低，價格較便宜。
缺點：
(1) 需要軸封封住制冷劑和潤滑油泄漏的通道，這也是用戶經常維護的重點。JB/T6906-93 螺桿式單級制冷壓縮機標準中對滲油量規定：開啟式機組運行時的軸封處滲油量應不大于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，尤其在運行滿1000小時以后，由于軸封的磨損，會加劇氟利昂與冷凍油的泄漏，加大維修和運行費用，影響正常使用。
(2) 配套的電動機高速旋轉，冷卻風扇形成的氣流噪聲大，壓縮機本身噪聲也比較大，開啟式機組一般噪聲在90dB(A)以上，導致噪聲污染環境。
(3) 需要配置單獨的油分離器和油冷卻器等復雜的油系統部件，導致機組體積龐大，使用維護不便，且重量和占地面積都大。
(4) 效率低，由于需要用外置電動機驅動油泵及配用普通低效率電機，名義工況能效比一般不超過4.0。
2. 半封閉式機組 優點：
(1) 由于采用半封閉式方式，電動機與壓縮機一體化設計，故噪聲低、振動小，不存在開啟式機組的氟利昂和潤滑油的泄漏等問題，減少了用戶的維護和管理成本，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，電動機與壓縮機合為一體，加上內置分油消音器，大大地降低了運行噪聲，同等冷量開啟式與半封閉式噪聲差別約為15 dB(A)。
(3) 由于內置油分離器采用內壓差供油方式，無需配外置電動機驅動油泵，提高了運行的能效比，名義工況下能效比一般大于4.5。
(4) 對要求較高的場合，可采用雙機頭或三機頭型式，各制冷系統相對獨立，一旦某系統出現故障，其他系統可以正常工作，不會對生產和環境造成太大影響。
缺點：
(1) 目前國內所采用半封閉式螺桿壓縮機大部分為國外原裝進口，價格較高。
(2) 由于采用耐氟利昂、耐潤滑油和耐高溫特種電機，增加了壓縮機的材料成本，故同檔次半封閉式壓縮機價格高于開啟式壓縮機。
(3) 單機容量較小，單機頭容量一般不超過150萬大卡。
螺桿式制(zhi)冷(leng)機組在黃(huang)酒企業冷(leng)凍系統的應(ying)用
古越龍山紹興酒多年來位居行業龍頭，不僅得益于其獨特的地理、氣候優勢，也與其一直堅持實事求是、敢為人先的科學發展觀、敢于不斷借鑒引進先進工藝、設備為我所用，使企業裝備水平始終引領行業之先密切相關。
自從黃酒生產機械化新工藝進入行業以來，大罐發酵品溫控制、勾兌澄清、冷凍除濁過濾工藝都離不開制冷設備。從某種角度上講，制冷設備的變遷也是企業不斷發展壯大的一個縮影。
古越龍山在2006年以前的項目建設中，控制黃酒發酵品溫的設備主要是采用活塞式氨制冷機組，以液態氨為制冷劑，氯化鈣溶液為載冷劑。活塞式制冷機設備占地面積大、噪聲大、潤滑油泄漏嚴重，作業環境油水混雜、油氣彌漫致使工作環境惡劣；零配件多，故障率高，維修量大，液氨微量泄漏無法完全避免，只要稍靠近冷凍機房，就能聞到一股刺鼻的氨氣味，空氣污染嚴重；液氨易燃易爆被列為危險化學品，冷凍房則被理所當然劃歸為危險源工作場所，操作工基本為男性。
2008年在對純生黃酒項目的設計中，首次引入螺桿式半封閉氟利昂制冷機組，以R22/ R134a鹵代烴為制冷劑，丙烯乙二醇為蒸發載冷劑。投入使用后，機組噪聲小，無潤滑油（冷凍油）滴漏， PLC控制簡便、高效，零件數只是活塞機組的1/10，故障率低，工作環境潔凈，面貌煥然一新，普通女職工稍加指導培訓，即可操作上崗，徹底改變了人們一直對冷凍機房工作的認識。2009年在對二分廠味淋車間的搬遷改造中，半封閉螺桿制冷機組成為不二的選擇。在原基礎上又試用了雙機頭機組，并且對不同制冷溫度要求的用冷點采用中低溫丙烯乙二醇機組（鹽水機組）和以水為載冷劑的冷水機組相結合，可以分別提供輸出（－15℃～－5℃）和（4℃～6℃）的載冷劑滿足糖化、發酵、煎酒工序對溫控的需求.
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