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开启式、封闭式、半封闭式螺杆压缩机的比较
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序号 |
项目 |
开启式 |
封闭式 |
半封闭式 |
备注 |
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1 |
单机COP值 |
单机COP较高4.6~5.6，但机房降温需消耗额外的能量 |
较低4.6~5.2 |
较低4.6~5.2 |
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2 |
可维修性 |
方便维修 |
不方便维修，如需维修则需破坏压缩机外壳。维修之前不方便维修 |
方便维修 |
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3 |
系统泄漏 |
因为电机与压缩机用轴传动，故机组内的冷冻机油和冷媒不可避免的产生泄漏问题，需经常添加冷媒和冷冻机油。（为了接住机组泄漏出来的冷冻机油，某品牌机组可以看见随机组配带的承接泄漏出来的冷冻机油的小瓶子） |
因电机和压缩机在一个壳体内，不存在泄露问题 |
因电机和压缩机在一个壳体内，不存在泄露问题 |
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4 |
是否需要轴封 |
需要 |
不需要 |
不需要 |
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是否存在轴对中的问题 |
开启式压缩机由于电机轴与压缩机轴温度不同造成不同膨胀量而引起轴不对中、破坏轴封的问题 |
不存在 |
不存在 |
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5 |
主机房降温处理措施 |
因为开启式压缩机的电机冷却是靠空气冷却，电机散发的热量全部散入到主机房，考虑到机组的运行和操作人员的原因，故主机房必须做降温和通风处理。如550RT的机组输入功率370KW，电机效率90%，则发热量为37KW，需要给机房配置一台15HP的空调来降温 |
只需要做普通的通风处理，以供给新风 |
只需要做普通的通风处理，以供给新风 |
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6 |
电机冷却方式 |
空气冷却，效率不稳定，不稳定且电机容易污损 |
封闭型电机采用独立的制冷剂回路冷却电机，效率高而且电机工作温度低而稳定，更好地保证了机组的稳定性，延长了电机寿命, 同时根本解决了困扰开启式电机的漏油、漏氟和轴不对中等一系列问题 |
封闭型电机采用独立的制冷剂回路冷却电机，效率高而且电机工作温度低而稳定，更好地保证了机组的稳定性，延长了电机寿命, 同时根本解决了困扰开启式电机的漏油、漏氟和轴不对中等一系列问题 |
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8 |
对电网的冲击 |
启动电流大，对电网冲击大，需用户增加价格昂贵的软启动或变频装置来降低对电网的冲击 |
启动电流小，对电网冲击小 |
启动电流小，对电网冲击小 |
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9 |
运转噪音 |
因电机外露，噪音大 |
噪音较小 |
噪音小 |
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10 |
在市场上所占份额 |
非主流产品，市场上只有2到3家做 |
非主流产品，市场上只有1到2家做 |
主流产品，占市场80%以上 |
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螺杆式压缩机是瑞典皇家工学院教授Alf Lysholm于1934年发明的，其初衷是用于柴油机和燃气汽轮机的增压。据有关统计：在3000小时运转期间，活塞机组的故障是螺杆机组的10倍；在12,000小时运转期间，活塞机组的故障是螺杆机组的4倍。螺杆机属于回转式机型，它的振幅是活塞机的1/5，故振动和噪声都比较小。目前，喷油螺杆压缩机已成为空气动力和制冷空调这两个领域的主要机型。在中等容积流量的空气动力装置及中等制冷量的制冷装置中，占据了市场的优势份额。在食品、医药等行业，无油螺杆压缩机更是作为新颖清洁高效的工艺压缩机大显身手、备受推崇。
螺杆压缩机的心脏部件是螺杆转子，转子型线的先进性又决定着整机的性能优劣，对加工精度和表面热处理的要求都很高。能否加工出最先进的型线已成为衡量一个机加工企业经济实力、技术实力的标志。目前转子型线已发展到第三代——不对称型线，主要有德国的GHH型线、日本的日立型线和瑞典的Atlas copco SAP型线，采用5对6非对称齿形。螺杆的加工设备和测量检测设备基本依赖国外进口，主要有英国HOLROYD加工中心、德国MAUSER、意大利DEA、英国IMS的三坐标测量系统，但价格都非常昂贵，动辄几千万元，一般企业无力承受购买和日常维护，所以国内一些制冷机组生产企业在生产或供货时会有两种选择：一是“拿来主义”，即压缩机或机头部件直接从国外专业的生产厂家采购，目前国际上比较优质的压缩机品牌有台湾汉钟（HANBELL）、复盛、德国的比泽尔（BITZER）、格拉索、意大利莱富康（REFCOMP）、富士豪、考玛（COMA）、日本的日立、大金、三菱重工、神钢、美国富利克（FRICK）、瑞典阿特拉斯·科普柯（Atlas copco）；蒸发器、冷凝器、除油器等在国内配套加工，外加一些进口的电气控制元器件（像工业可编程控制器PLC、可编程终端触摸屏、过滤器、热力膨胀阀等）完成组装出厂。。二是“自力更生”，即除电气控制元器件外，机头部件和蒸发器、冷凝器都是由自己加工生产的，其企业规模一般比较大，铸造、加工和检测设备全部进口。
为了确保压缩机的正常和安全可靠运行，需要确保机组中其他组件包括冷凝器、蒸发器、节流或膨胀阀工作的正常，也需要一系列控制元器件对压缩机运行中的温度、压力参数进行即时检测反馈，由工业可编程控制器统一协调整机的正常工作，这些自动保护功能必须包括高低压保护、油位保护、排气过热保护、电机过热过电流保护、缺相、逆相保护、断水保护、防冻保护等，以便在系统出现异常的情况下能自动停机，锁定故障，显示报警/警告信息，并发出报警信号。
制冷机组一般都属于大功率耗电设备，运行过程中对其节能要求显得非常重要，要求机组可根据外部负载变化自动调整运行状态，确保机组在最佳负荷下运行。同时机组必须具有部分负荷性能，即能在较低的负荷以及冷却塔水温较低时有效运行，实现无级调节，能量调节范围自然越宽越好。在制冷系统设计中还常常通过采用经济节能器，使部分制冷剂液体经过中间冷却，提高过冷度，从而提高单位工质制冷能力。在衡量机组动力经济性方面，单位输入功率制冷量是一个重要参数，精良设备可达到4.5W/W以上，也称作能效比或性能系数，用COP（Coefficient of performance）来表示。
友好的人机界面也是制造精良的制冷机组必不可少的组成部分。一般要求采用工业级可编程控制器+触摸屏操作的全中文界面，这种组合模式简便易懂，抗干扰能力强，自动化程度高。操作人员可以根据生产实际需求，自由进行参数设定变更，并具备“运行状态显示”、“故障原因显示”、“累计运行时间显示”等多项功能，提供的数据信息完善详细，便于历史查询和维修保养。
螺杆式制冷压缩机都采用喷油润滑的方式进行，按压缩机与电动机联结的方式不同，分为开启式、半封闭式和全封闭式三种。
开启式机组：压缩机通过联轴器与电动机相联，要求在压缩机伸出轴上加装可靠的轴封，以防制冷剂和润滑油泄漏。
半封闭式机组：电动机与压缩机做为一体，中间用法兰联接，能有效防止制冷剂和润滑油的泄漏，并采用制冷剂冷却电动机，消除了开启式机组中电动机冷却风扇的噪声。
全封闭式机组：把电动机与压缩机封闭在一个容器内，彻底消除了制冷剂和润滑油的泄漏，噪声为最低。目前该制冷压缩机在标准工况下（蒸发温度：-15℃，冷凝温度：30℃）制冷量范围已经超过3500KW。
全封闭式螺杆压缩机组主要适用于写字楼、运输工具、图书馆、商厦、医院、民用住宅、宾馆等对噪声特别敏感场所的独立空调或中央空调系统内。开启式与半封闭式机组在工矿企业、人防工程运用较多。
两种形式压缩机组的比较
1.开启式机组 优点：
(1) 压缩机与电动机相对分离，对电动机没有特殊的要求，故压缩机的适用范围较广。
(2) 同一台压缩机，可适应不同制冷剂，除了采用卤代烃制冷剂外，通过更改部分零件的材质，还可采用氨作制冷剂。
(3) 可根据不同的制冷剂和使用工况条件，配用不同容量的电动机。
(4) 单机头机组制冷量可达200万大卡以上。
(5) 成本较低，价格较便宜。
缺点：
(1) 需要轴封封住制冷剂和润滑油泄漏的通道，这也是用户经常维护的重点。JB/T6906-93 螺杆式单级制冷压缩机标准中对渗油量规定：开启式机组运行时的轴封处渗油量应不大于3ml/h。由于氟利昂和冷冻油是互溶的，故在使用过程中氟利昂与冷冻油的同步泄漏无法避免，尤其在运行满1000小时以后，由于轴封的磨损，会加剧氟利昂与冷冻油的泄漏，加大维修和运行费用，影响正常使用。
(2) 配套的电动机高速旋转，冷却风扇形成的气流噪声大，压缩机本身噪声也比较大，开启式机组一般噪声在90dB(A)以上，导致噪声污染环境。
(3) 需要配置单独的油分离器和油冷却器等复杂的油系统部件，导致机组体积庞大，使用维护不便，且重量和占地面积都大。
(4) 效率低，由于需要用外置电动机驱动油泵及配用普通低效率电机，名义工况能效比一般不超过4.0。
2. 半封闭式机组 优点：
(1) 由于采用半封闭式方式，电动机与压缩机一体化设计，故噪声低、振动小，不存在开启式机组的氟利昂和润滑油的泄漏等问题，减少了用户的维护和管理成本，不会因泄漏而影响用户的正常使用。
(2) 由于采用半封闭式方式，电动机与压缩机合为一体，加上内置分油消音器，大大地降低了运行噪声，同等冷量开启式与半封闭式噪声差别约为15 dB(A)。
(3) 由于内置油分离器采用内压差供油方式，无需配外置电动机驱动油泵，提高了运行的能效比，名义工况下能效比一般大于4.5。
(4) 对要求较高的场合，可采用双机头或三机头型式，各制冷系统相对独立，一旦某系统出现故障，其他系统可以正常工作，不会对生产和环境造成太大影响。
缺点：
(1) 目前国内所采用半封闭式螺杆压缩机大部分为国外原装进口，价格较高。
(2) 由于采用耐氟利昂、耐润滑油和耐高温特种电机，增加了压缩机的材料成本，故同档次半封闭式压缩机价格高于开启式压缩机。
(3) 单机容量较小，单机头容量一般不超过150万大卡。
螺杆式制冷机组在黄酒企业冷冻系统的应用
古越龙山绍兴酒多年来位居行业龙头，不仅得益于其独特的地理、气候优势，也与其一直坚持实事求是、敢为人先的科学发展观、敢于不断借鉴引进先进工艺、设备为我所用，使企业装备水平始终引领行业之先密切相关。
自从黄酒生产机械化新工艺进入行业以来，大罐发酵品温控制、勾兑澄清、冷冻除浊过滤工艺都离不开制冷设备。从某种角度上讲，制冷设备的变迁也是企业不断发展壮大的一个缩影。
古越龙山在2006年以前的项目建设中，控制黄酒发酵品温的设备主要是采用活塞式氨制冷机组，以液态氨为制冷剂，氯化钙溶液为载冷剂。活塞式制冷机设备占地面积大、噪声大、润滑油泄漏严重，作业环境油水混杂、油气弥漫致使工作环境恶劣；零配件多，故障率高，维修量大，液氨微量泄漏无法完全避免，只要稍靠近冷冻机房，就能闻到一股刺鼻的氨气味，空气污染严重；液氨易燃易爆被列为危险化学品，冷冻房则被理所当然划归为危险源工作场所，操作工基本为男性。
2008年在对纯生黄酒项目的设计中，首次引入螺杆式半封闭氟利昂制冷机组，以R22/ R134a卤代烃为制冷剂，丙烯乙二醇为蒸发载冷剂。投入使用后，机组噪声小，无润滑油（冷冻油）滴漏， PLC控制简便、高效，零件数只是活塞机组的1/10，故障率低，工作环境洁净，面貌焕然一新，普通女职工稍加指导培训，即可操作上岗，彻底改变了人们一直对冷冻机房工作的认识。2009年在对二分厂味淋车间的搬迁改造中，半封闭螺杆制冷机组成为不二的选择。在原基础上又试用了双机头机组，并且对不同制冷温度要求的用冷点采用中低温丙烯乙二醇机组（盐水机组）和以水为载冷剂的冷水机组相结合，可以分别提供输出（－15℃～－5℃）和（4℃～6℃）的载冷剂满足糖化、发酵、煎酒工序对温控的需求.
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