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張家港市天賜機械有限公司
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| 全封閉離心機的優缺點 |
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來源： | 發布日期：2017-11-25 次 | 人氣：2029 |
全封閉離心機在世界中央空調冷水機組的歷史上，特靈1981年開發成功的三級離心式冷水機組是一次重要的革命。該產品一經出現，便改寫了世界冷水機組的最高效率，它將當時的機組效率從0.80kW/ton提高到0.68kW/ton，將所有的競爭對手遠遠甩在身后，奠定了特靈在離心機組生產廠商中“武林霸主”的地位。
在激烈的市場競爭壓力下，各公司不斷的調整自己的戰略，開發自己的新產品。在這種背景下YORK公司在當時不得不開始了提高機組效率的工作。由于他們的壓縮機是開式結構，壓縮機上帶有軸封，存在無法彌補的泄漏點，因此如果追隨特靈公司開發R123冷媒的冷水機組是沒有前途的。因為低壓制冷劑R123機組需要解決的最大問題不是制冷劑的泄漏，而是空氣的滲入問題。開式壓縮機存在泄漏點，無法避免的要進入空氣，而空氣的滲入量要遠遠大于閉式冷水機組中空氣的滲入量。（用氦檢的數量級來描述，開式壓縮機冷水機組的數量級為10-5m3bar/s， 而特靈的閉式壓縮機冷水機組達到的數量級為10-11m3bar/s。這樣就要求抽氣裝置既要有很高的質量（空氣滲入，抽氣裝置不得不長時間運轉，成了易損元件？！）， 還要求抽氣裝置能有很好的過濾冷媒效果），否則冷媒泄漏過多 不但影響機組的效率，而且還背上了危害環境的惡名。（這些就是為什么YORK公司有R123冷媒的冷水機組卻又不作為主流產品的原因。其實并不是制冷劑本身的問題，因為R134a本身也不環保，我會在另一篇文章中闡述）。在這樣的條件下，YORK公司不得不鋌而走險，使用在當時還并不是很成熟的變頻技術，試圖與特靈公司高效率的冷水機組一決高下。
2、 全封閉離心冷水機組，適合變頻嗎？
可以說在所有的壓縮機中，離心壓縮機是最不適合于使用變頻技術的，因為如果離心機組具有本身無法克服的致命問題-------喘振。我們知道，喘振的誘發因素是冷凝壓力與蒸發壓力壓差過高或壓縮機流量過低。也就是說在部分負荷時喘振是很容易發生的。而變頻技術恰恰要解決的是部分負荷的節能問題。這樣就為研制變頻技術的專家們制造了一個很大的問題。這猶如是在長江險灘中撐船的艄公，不得不小心翼翼的繞過每個負荷點的喘振極限。而如果有一個點控制不好的話，機組就會無法正常運行，嚴重時甚至會造成壓縮機軸承損壞。變頻對電機的要求很高，不能使用普通電機，只能購買特制的電機。這樣YORK在樣本、廣告中許下的諾言（電機更換容易、迅速）。
我們從中可以看得出，他們下定決心，排除萬難的去走華山一條道，其實也是迫不得已。在經過無數次試驗，歷經三代改革后，YORK公司的變頻冷水機組終于推向用戶了。YORK公司似乎很愿意將變頻機組作為與特靈CVHE/G離心機組相抗衡的產品。他們在中國市場極力推廣這種產品，在一定時期、一定區域內取得了一定的成功。那么，變頻離心冷水機組真的有他們所說的這么節電嗎？我愿意與大家一起認真的研究變頻離心冷水機組的原理后再下結論。
3、 全封閉離心冷水機組的原理
下文中關于變頻離心冷水機組的原理的闡述均引用YORK公司公開發表的論文，不代表我個人觀點。作為對我們競爭同行的尊重，我不愿去設想YORK公司在論文中提供的數據是否真實，我們引用論文的數據的前提條件是這些數據是真實可靠的。
1） 離心式冷水機組部分負荷調節與變頻器原理 我們知道，離心壓縮機是一種固定壓頭、變流量的壓縮機。單級離心壓縮機靠電機通過增速齒輪帶動葉輪高速旋轉，葉輪高速旋轉產生的離心力提高制冷劑氣體的速度，然后通過擴壓室，并在其中完成動能與壓力能的轉化。壓縮機的最大壓頭由壓縮機葉輪的最大線速度決定。對于制冷量較大的冷水機組，我們通常需要考慮增加能量調節機構，一方面是為了防止機組在滿負荷啟動時扭矩過大，另一方面是增加機組的適應能力，使機組的負荷能與系統用戶的負荷相匹配，避免頻繁的開啟機組。對于離心式壓縮機來說，通常采用通過導流葉片或改變壓縮機的轉速來實現。
A、 導流葉片控制
固定轉速的離心機通過導流葉片的作用就可以使壓縮機在最大壓頭下任意點運行。當壓縮機在系統低負荷運行時，導流葉片開始關閉，當機組發生喘振時，此時的負荷就是機組允許的最小負荷。導流葉片關小時，機組的冷媒的循環量就會減小，機組的制冷量相應有所下降。另一方面，由于導流葉片在關閉過程中葉片角度改變，此時進入壓縮機的冷媒氣體的方向也會相應改變，有效的改善了壓縮機內冷媒的壓縮條件，防止了機組的喘振。然而，導流葉片的調節范圍是有限的，對于單級壓縮機來說，通常只能下載到20%~30%。如果機組需要在20%以下運轉時，則需要熱氣旁通或是變頻機構來控制了。
B、 速度控制
在離心壓縮機中，壓縮機的功耗如下： BHP=FLOW*HEAD/EFF
式中：BHP--------壓縮機功耗 FLOW------制冷劑流量 HEAD-----壓縮機壓頭 EFF--------效率 對于離心壓縮機而言：
FLOW正變于速度PRM的一次方，HEAD正變于速度PRM的二次方，所以功耗BHP正變于速度PRM的三次方。由此可知，壓縮機的功耗與轉速的三次方成正比。當轉速降低時，功耗將急劇下降，從而達到部分負荷節能的效果。速度控制的弱點在于機組的下載范圍較小。在較低負荷（約小于60%）時，如果將壓縮機速度降低來控制部分負荷，機組將產生喘振。
C、 變頻驅動離心機組
如果將變頻控制與導流葉片控制有機結合，共同來控制壓縮機，就能充分利用這兩種控制方式的優點，既能使機組有較大的運行范圍，又能達到很好的節能目的。這種控制的邏輯如下： 70%~100% 機組保持導流葉片全開，通過變頻來下載。 50%~70% 導流葉片開始關閉，轉速維持恒定。 <50% 為避免出現喘振，適當增加轉速，增大運行范圍。 |
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