大型中央空調(diào)水冷螺桿冷水機組與直燃機性能比較
信息來源：www.qiansoft.net 發(fā)布時間：2021.09.23
目前螺桿式冷水機組的COP值已經(jīng)接近離心式冷水機組的水平。加上螺桿機組能耐液擊、零件少、運行平穩(wěn)，其產(chǎn)量在逐步擴大。螺桿式制冷機組適用于高低溫范圍，包括空調(diào)和商業(yè)冷凍設(shè)備中，長期以來主要是R22制冷劑，近期許多廠商開始使用R134A制冷劑。近，特別是歐洲市場出現(xiàn)以R404A和R407C為制冷劑的螺桿式制冷機。
螺桿制冷壓縮機的特點之一是單級壓縮比大。但隨著壓比的增大，循環(huán)的節(jié)流損失增加，機器的泄漏損失也增加，效率急劇下降。為了提率，改善性能，常利用螺桿壓縮機吸氣、壓縮、排氣為單方向進行的特點，在壓縮機的中部設(shè)置一個中間補氣口，吸入從經(jīng)濟器來的閃發(fā)蒸汽。帶經(jīng)濟器的螺桿壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)有兩種：一種是兩次節(jié)流的系統(tǒng)；一種是一次節(jié)流，使液體過冷的系統(tǒng)。
一）螺桿式壓縮機優(yōu)點：
1) 螺桿式壓縮機只有旋轉(zhuǎn)運動，沒有往復運動，因此壓縮機平衡性好，振動小，可以提高壓縮機的轉(zhuǎn)速。
2) 螺桿式壓縮機的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，重量輕，無吸、排氣閥，易損件少，可靠性高，檢修周期長。
3) 在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下，用單級壓縮仍然可以正常工作，且有良好的性能。這是由于螺桿式壓縮機沒有余隙，故在這種不利工況下仍然有較高的容積效率；還由于氣缸內(nèi)噴油冷卻，排氣溫度比活塞式壓縮機低得多。
4) 螺桿式壓縮機的制冷量可以在10％～100％范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)，但在40％以上負荷時的調(diào)節(jié)比較經(jīng)濟。
二）螺桿式壓縮機缺點：
1) 加工要求高，轉(zhuǎn)子部件表面呈曲面形狀，必須用精密機床。
2) 噪聲大，以及需要一套潤滑油分離、冷卻、過濾和加壓的輔助設(shè)備，造成機組體積大。
二、直燃機性能特點
一）直燃機的優(yōu)點：
1) 直燃型溴化鋰吸收式冷、熱水機組就是把鍋爐的功能與溴化鋰吸收式冷水機組的功能合二為一，簡化了熱源供應(yīng)系統(tǒng)，減少了熱輸送過程的損失；
2) 一機多用，使用范圍廣。既可以單獨供冷，也能實現(xiàn)夏季供冷，冬季供熱，必要時還可提供生活用熱水；
3) 用電量很小，對電力供應(yīng)緊張的地區(qū)可以起到電力調(diào)峰的作用；
4) 在電價較高的地區(qū)，運行費用較電制冷低。
二）直燃機的缺點：
1) 在沒有余熱、廢熱可利用時，直燃機節(jié)電不節(jié)能，即便是雙效直燃型溴化鋰吸收式制冷機其一次能源的性能系數(shù)也低于電制冷機；
2) 直燃機價格貴，初投資高。單臺機組制冷量在100萬kcal/h以下時價格更貴，因此，直燃機用在制冷量大于200萬kcal/h以上的工程中；
3) 如果當?shù)氐碾妰r與燃氣價的比為1/3時，直燃機運行費的節(jié)省已顯現(xiàn)不出其性，即初投資的增加通過運行費的節(jié)約來回收的年限會較長；
4) 由于直燃機的冷凝器和吸收器均需要冷卻水，因此，與同等冷量的電制冷機組比較，冷卻水量將增大40~，即冷卻塔和冷卻水泵將增大；
5) 直燃機的供熱量一般為供冷量的80%，它比較適合于空調(diào)耗冷量與耗熱量在數(shù)值上相差不多的地區(qū)。在重慶地區(qū)，空調(diào)熱負荷只有夏季冷負荷的40~60%，因此，直燃機冬季供熱雖然可以調(diào)節(jié)，但仍然是大馬拉小車。
三、水冷螺桿與直然機綜合比較
四、結(jié)論：
（1）由于溴化鋰機組以消耗熱能為代價達到空調(diào)目的，所以它的耗電量很小（僅為電動式的2％左右），但它單位制冷量的熱耗較大，即其制冷系數(shù)較小，國內(nèi)目前的值也僅為1.2左右，而電動式機組則在3.5以上。故溴化鋰機組只有少用電，并不能節(jié)能。所以這種機型的使用條件是有余熱、廢熱的場合或缺電地區(qū)（熱水型、蒸汽型而不是直燃式），它決不可能取代電動式制冷。
（2）我國的能源以煤碳、水力資源為主，石油、天然氣資源短缺、產(chǎn)量不足，隨著這種需求增劇，天然氣價格會急劇上升。因此，空調(diào)機的發(fā)展應(yīng)以電動式為主，而以油為燃料的直燃機吸收式溴化鋰機組在我國的發(fā)展不可取。
（3）在電價定位相對合理的前提下，采用了蓄冷、蓄熱技術(shù)的電力中央空調(diào)的年度運行費用低于溴化鋰直燃機組，特別是在使用壽命和維護管理方面，電力空調(diào)更具有勢，若計入這一因素，電力空調(diào)的運行成本更低。
（4）溴化鋰直燃機組對大氣污染所造成的危害雖然低于溴化鋰蒸汽型和熱水型，但因其燃燒排放仍然污染環(huán)境，所造成的溫室效應(yīng)均比電動式機組嚴重，其SO2、CO2 的排放量約為電動式機組的1.5倍以上。
無論是從能源利用率、經(jīng)濟性或是能源消費對環(huán)境的影響來分析，電動式空調(diào)均優(yōu)于直燃式溴化鋰吸收式機型。
螺桿制冷壓縮機的特點之一是單級壓縮比大。但隨著壓比的增大，循環(huán)的節(jié)流損失增加，機器的泄漏損失也增加，效率急劇下降。為了提率，改善性能，常利用螺桿壓縮機吸氣、壓縮、排氣為單方向進行的特點，在壓縮機的中部設(shè)置一個中間補氣口，吸入從經(jīng)濟器來的閃發(fā)蒸汽。帶經(jīng)濟器的螺桿壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)有兩種：一種是兩次節(jié)流的系統(tǒng)；一種是一次節(jié)流，使液體過冷的系統(tǒng)。
一）螺桿式壓縮機優(yōu)點：
1) 螺桿式壓縮機只有旋轉(zhuǎn)運動，沒有往復運動，因此壓縮機平衡性好，振動小，可以提高壓縮機的轉(zhuǎn)速。
2) 螺桿式壓縮機的結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，重量輕，無吸、排氣閥，易損件少，可靠性高，檢修周期長。
3) 在低蒸發(fā)溫度或高壓縮比工況下，用單級壓縮仍然可以正常工作，且有良好的性能。這是由于螺桿式壓縮機沒有余隙，故在這種不利工況下仍然有較高的容積效率；還由于氣缸內(nèi)噴油冷卻，排氣溫度比活塞式壓縮機低得多。
4) 螺桿式壓縮機的制冷量可以在10％～100％范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)，但在40％以上負荷時的調(diào)節(jié)比較經(jīng)濟。
二）螺桿式壓縮機缺點：
1) 加工要求高，轉(zhuǎn)子部件表面呈曲面形狀，必須用精密機床。
2) 噪聲大，以及需要一套潤滑油分離、冷卻、過濾和加壓的輔助設(shè)備，造成機組體積大。
二、直燃機性能特點
一）直燃機的優(yōu)點：
1) 直燃型溴化鋰吸收式冷、熱水機組就是把鍋爐的功能與溴化鋰吸收式冷水機組的功能合二為一，簡化了熱源供應(yīng)系統(tǒng)，減少了熱輸送過程的損失；
2) 一機多用，使用范圍廣。既可以單獨供冷，也能實現(xiàn)夏季供冷，冬季供熱，必要時還可提供生活用熱水；
3) 用電量很小，對電力供應(yīng)緊張的地區(qū)可以起到電力調(diào)峰的作用；
4) 在電價較高的地區(qū)，運行費用較電制冷低。
二）直燃機的缺點：
1) 在沒有余熱、廢熱可利用時，直燃機節(jié)電不節(jié)能，即便是雙效直燃型溴化鋰吸收式制冷機其一次能源的性能系數(shù)也低于電制冷機；
2) 直燃機價格貴，初投資高。單臺機組制冷量在100萬kcal/h以下時價格更貴，因此，直燃機用在制冷量大于200萬kcal/h以上的工程中；
3) 如果當?shù)氐碾妰r與燃氣價的比為1/3時，直燃機運行費的節(jié)省已顯現(xiàn)不出其性，即初投資的增加通過運行費的節(jié)約來回收的年限會較長；
4) 由于直燃機的冷凝器和吸收器均需要冷卻水，因此，與同等冷量的電制冷機組比較，冷卻水量將增大40~，即冷卻塔和冷卻水泵將增大；
5) 直燃機的供熱量一般為供冷量的80%，它比較適合于空調(diào)耗冷量與耗熱量在數(shù)值上相差不多的地區(qū)。在重慶地區(qū)，空調(diào)熱負荷只有夏季冷負荷的40~60%，因此，直燃機冬季供熱雖然可以調(diào)節(jié)，但仍然是大馬拉小車。
三、水冷螺桿與直然機綜合比較
四、結(jié)論：
（1）由于溴化鋰機組以消耗熱能為代價達到空調(diào)目的，所以它的耗電量很小（僅為電動式的2％左右），但它單位制冷量的熱耗較大，即其制冷系數(shù)較小，國內(nèi)目前的值也僅為1.2左右，而電動式機組則在3.5以上。故溴化鋰機組只有少用電，并不能節(jié)能。所以這種機型的使用條件是有余熱、廢熱的場合或缺電地區(qū)（熱水型、蒸汽型而不是直燃式），它決不可能取代電動式制冷。
（2）我國的能源以煤碳、水力資源為主，石油、天然氣資源短缺、產(chǎn)量不足，隨著這種需求增劇，天然氣價格會急劇上升。因此，空調(diào)機的發(fā)展應(yīng)以電動式為主，而以油為燃料的直燃機吸收式溴化鋰機組在我國的發(fā)展不可取。
（3）在電價定位相對合理的前提下，采用了蓄冷、蓄熱技術(shù)的電力中央空調(diào)的年度運行費用低于溴化鋰直燃機組，特別是在使用壽命和維護管理方面，電力空調(diào)更具有勢，若計入這一因素，電力空調(diào)的運行成本更低。
（4）溴化鋰直燃機組對大氣污染所造成的危害雖然低于溴化鋰蒸汽型和熱水型，但因其燃燒排放仍然污染環(huán)境，所造成的溫室效應(yīng)均比電動式機組嚴重，其SO2、CO2 的排放量約為電動式機組的1.5倍以上。
無論是從能源利用率、經(jīng)濟性或是能源消費對環(huán)境的影響來分析，電動式空調(diào)均優(yōu)于直燃式溴化鋰吸收式機型。
