单机头和多机头螺杆式冷水机组技术性能比较

1、制冷与空调REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING第6卷第1期2 0 0 6年2月86-881994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 制冷与空调REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING第6卷第1期2 0 0 6年2月86-88沈学明”邹国峰周金玉徐德强3)1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved,

2、 制冷与空调REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING第6卷第1期2 0 0 6年2月86-88（无锡商业职业技术学院）力（连云港市国联电器有限公司）淮海工学院）目前市场上螺杆式冷水机组品种集多单机头和多机头机组各有持点o就这两种机型的性能持 点进行分析比较供有关人员参考。螺杆式冷水机组 单机头 多机头 可靠性Performance comparison bet ween single-handpiece andmultr handpiece screw chillersShen Xue mi ng11 Zdu Guofeng2) Zhou Jinyu21 Xu De

3、qiang31n (Wuxi Vocational Institute of Commercial Technology)21 (Lianyungang Guolian Electric Apparatus Co. .Ltd.) (Huaihai Institute of Technology)ABSTRACT There are many varieties of screw chillers in current market with their own characteristies of single-handpiece and multi-handpiece ones Analyz

4、es and compares the features of1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 制冷与空调REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING第6卷第1期2 0 0 6年2月86-88the these two different types for referenceKEY WORDS screw chiller : single-handpiece ;螺杆式冷水机组由于机械结构简单检修方 便相对较低的价格和维护费用以及相对稳定的

5、运 行状况.目前在小冷吨市场上独占熬头受到广大 用户和设计人员的青睐。但是随着市场份额的扩 大客户需求的不断提升市场上出现了多机头的 螺杆式冷水机组。由于对空调市场缺乏深入的了 解许多用户甚至部分从事制冷空调行业的人员， 对单机头机组和多机头机组缺乏必要的了解经常 询问关于单机头机组和多机头机组的优劣问题。 为此，笔者就单机头机组和多机头机组的性能特点 作一分析比较供有关人员参考。1目前.市场上的螺杆式冷水机组品种繁多性 能各有特点。表1列出部分厂家机组的制冷量和 机头的数量。从表1可以看出半封闭和全封闭式机组的单台 制冷量基本上都比较小,除了约克的开启式机组和特 灵的机组外.其余机组的制冷量

6、基本上都在200冷吨multi-handpiece : reliability以下而前面提及的二种机型恰馅是单机头。根据我国目前市场的不完全统计，制冷量为 20（）40（）冷吨的冷水机组的需求量是相当大的。 由于离心机的性价比在4（）0冷吨以上才会突出所 以在这区间的主要机型绝大多数是螺杆机。基 于这样的情况.如果用户需要大冷量（200冷吨以 上）机组的话实际上目前很多厂家在这个区间的 产品就成了真空地带”。这显然是这些厂家所不 愿看到的于是就有了多机头的概念。所以多机头 冷水机组的诞生并不是因为其性能优越才出现的, 而实在是厂家应对市场的无奈之举。2多机头冷水机组能够打动用户的一个表面原 因

7、是多机头冷水机组在系统负荷减少到一定程度 时可以减少部分压缩机的运行（多机头就是多台螺 杆压缩机的模块组合当水温降到接近区间时，根 据出水温度的比例积分运算将关闭模块组合中运 行时间长、启动次数多的压缩机）。这样对一台压1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 制冷与空调REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING第6卷第1期2 0 0 6年2月86-881994-2007 China Academic Journal Electronic Pub

8、lishing House. All rights reserved, 制冷与空调REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING第6卷第1期2 0 0 6年2月86-88收稿日期:2005-03-26通讯作者：沈学明.Email:jssysxm 126. com1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 88 制冷与空调第6卷表1部分厂家机组参数山压缩机型式代表产品单台机俎制冷量 八冷吨)机头数歲开启式约克YS546单半封闭式开利30HXY95单30H

9、XC99多待灵RTHD400单约克YCWS90多专克维尔WHS107多PFS81多大金CUW54多日立RCU54多全封闭式顿汉布什WCFX-B159多WCFX-134a105多 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 88 制冷与空调第6卷 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 88 制冷与空调第6卷缩机而言是在60 %1()0 %的空调系统负

10、荷下运 行从而认为达到节能的目的。值得注意的是这 里讨论的是其中的一台(或多台)压缩机的效率而 不是指冷水机组的效率。按照常规的想法压缩机 与电动机的最佳效率应该是50 %90 %左右。当 压缩机与电动机在低于50 %的情况下工作时效率 急剧下降。单机头冷水机组的负荷变化量大调节范围 广根据实际负载的变化，单机头冷水机组能随之 改变，可以节省部分耗电量。根据某厂家提供的参 数机组的冷负荷与单位冷顿耗电量比较见表2。由表2看出，冷负荷在60 %80 %时.机组冷 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All r

11、ights reserved, 88 制冷与空调第6卷 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 88 制冷与空调第6卷表2机俎的冷负荷与单位冷吨耗电量的比较山负荷百分比/ %负荷/ ton输入电功率/ kW单位冷顿耗电量/ (kW/ton)能效比/ (kW/kW)1()03412340.695. 11903072040.665.25802731760.645 43702391500.635.57602051230.605.80501701040.615.71401368

12、80.655.4330102760.754.69 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 88 制冷与空调第6卷 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 88 制冷与空调第6卷凝器和蒸发器增加了换热余量即增加了冷凝器和 蒸发器的相对换热面枳同时冷却塔的相对散热面 枳也增大这样就减小了制冷剂和冷冻水、空气和 冷却水的换热温差使机组的冷凝温度下降、蒸

13、发 温度升高从而提高机组的效率.降低用户使用成 本。当机组在60%冷负荷时最省电.单位冷吨耗 电为0. 6 kW/ton，此时机组的能效比为5. 80 o对于多机头冷水机组由于各制冷系统通常各 自独立每台压缩机很难利用整个机组的冷凝器和 蒸发器面枳。例如有两个压缩机头的机组当整个 空调系统的负荷下降到50 %时关闭一台压缩机 而只让其中的一台压缩机运转此时正在运行的压 缩机无法利用关闭侧的冷凝器和蒸发器的面枳。正 在运转的压缩机实际上还是在满负荷状态下运行 这将导致多机头机组的部分负荷效率的下降。用户能否正常使用空调系统机组的可靠性是 十分重要的。那么机组的可靠性是如何计算的呢？ 根据美国AS

14、HRAE协会1999年的应用手册第 37.2条.机组的可靠性R = RR心心。其中几代表机组关键零部件的可靠性。当机组 使用多个压缩机时.机组的运转部件加倍或者更多0 表3为单机头机组和多机头机组的可靠性比较。表3单机头和多机头机组的可靠性比较；单机头 机俎二台压缩 机的机俎三台压缩 机的机俎每个轶子的可靠性99.90%每个滑阀的可靠性99.90 %机俎的转亍数量246机俎的滑阀数量123机俎的可靠性/ %99.7099.4099. 10由表3看出，机组的运转部件越多机组的可 靠性越差。因为在同样的技术水平下机组的故障 率和机组的零部件、控制系统的控制对象数量呈正 比。单机头机组配置一套制冷系

15、统及单个控制元 件控制对象少控制准确性高因此机组的可靠性 较高、使用寿命校长。多机头的机组中配置多个 压缩机，一套控制器要控制多个控制元件由于系 统复杂设备繁多所以机组的可靠性相对要低、使 用寿命相对较短些。基于此情况部分生产厂家改 进设计方法使每个机头可相对独立运转降低单 个系统的故障对整机的影响。4对于大冷量的单机头螺杆机组而言、生产厂家 一般采用精心设计的滑块，在15 %100 %的冷量 范SI内实现无级调节,既为用户提供舒适的空调环 境，同时又节约能源。在冷冻机负荷调节中，对于 不同的工况.均能保持冷冻机的高效率运转。在多机头的机组中制冷量为分级调节，一般 是通过压缩机的启停来实现制冷

16、量调节因此负荷 调节效果差。同时由于多机头的机组在负荷调节 时往往是通过压缩机的启停来操作这样一方面 影响了调节的准确性:另一方面压缩机的的频繁 启停对压缩机乃至整个机组的使用寿命都会有极 大的负面影响。5在一定的空调负荷条件下.多机头机组在启动 的时候可以做到多个机头先后启动这样由于较小 机头的启动电流较小所以多机头机组会在这一点 上有良好的表现。臂如:单个大机头的启动电流为 500 A .运行电流为15（） A :两个小机头的启动电流 分别为300 A .运行电流为100 A o那么在启动时:单机头的启动电流= 500 A;多机头的一次启动电流=300 A 二次启动电 流=100 + 30

17、0 = 400 A ;从上面的简易计算中可以得知.采用多机头的 机组如果已经有部分压缩机在运行之中在再次 启动其他压缩机时整个机组的电流并不是如想象 中的那样有优势并且机组的压缩机头越多优势 越小。当然，一些对电网内电流波动十分敏感的用 户，在机组选型时可以把多机头机组作为选择的条 件之一。6在冷量相同的情况下单机头螺杆机组的体积 相对要小些故安装灵活方便。由干冷却、冷冻水 的接口少所以现场安装时单机头机组的工程量比 多机头机组要少:单机头机组运行可靠性高故维 护保养简单。另外,多机头的机组中 制冷管路接 口多这样就导致系统的泄漏点増多增加了日常 运行的维修量。个别生产厂家往往会给用户灌输这样

18、的思想: 多机头机组可以有备用机。这个观点表面上很有 道理，但笔者认为有片面性。在部分负荷运行（有 待运行的压缩机）时多机头机组确实有这方面的 优势一旦运行中的压缩机出现故障就可以用待 机作为备用机:而在满负荷（满负荷也是用户最需 要冷量的时候）的情况下，如果其中的某个压缩机 出现故障那么剩余的压缩机势必处在超负荷状态 下长时间运转空调系统也会出现制冷量不足的情 况这显然是不合理的。7从目前的情况来看.单机头机和多机头机组是 市场上并存的两种机组型式，各有自己的特点单 机头螺杆机组在使用效率（成本）、控制可靠性、使 用寿命、现场安装和维护保养等方面与多机头机组 相比有一定的优势用户在机组选型时（特别是大 冷量用户）可以参考。上述观点为笔者通过资料整 理，结合市场调査和分析比较后的一点拙见.不足 和错误之处在所难免，望同行专家批评指正。 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 88 制冷与空调第6卷 1994-2007 China Academic Journal Elec