磁悬浮离心冷水机组、螺杆式水冷冷水机组、离心式水冷冷机组及多联机组
方案比较文件
目录
一、总侧 (2)
二、氟系统与水系统的比较 (4)
三、磁悬浮冷水机组、离心式冷水机组及螺杆式冷水机组之间比较 (8)
四、磁悬浮离心机组、螺杆式水冷冷水机组、离心式水冷冷机组及多联机组的年运行费用的对比 (13)
3.1、工程概况（仅供参考） (13)
3.1、经济分析 (14)
3.3、维护保养对比 (16)
3.3、初投资费用分析 (18)
一、总侧
目前市场上中央空调系统主体上分为两类，一类为氟系统，即市场上的多联系，品牌有：大金、东芝、美的、格力、海尔等。另一类为水机，即市场上所说的冷水机组，品牌有麦克维尔、约克、特灵、捷丰、顿汉布什，清华同方等
图1：水系统示意图
图2：氟系统示意图
二、氟系统与水系统的比较
通过以上分析比较，我们可看出，无论在初投资，还是以后的运行成本，以及考虑到房间的使用者舒适度来说，采用冷水机组比较好。
水冷螺杆热泵机组+锅炉与风冷模块热泵机组 性能特点及运行维护费用比较分析 方案一: 风冷模块式热泵机组方案二: 水冷螺杆式机组 + 锅炉一、性能特点分析
二、经济性比较 1．一次性投资分析比较 单位：万元 三、电耗及运行费用
这里有两个问题应该搞清楚：一个是机组的装机容量不等于耗电量；二是全负荷运行和部分负荷运行时其机组效率和耗电量是有区别的。 全负荷时，风冷式冷水机组之冷凝温度高于水冷式机组，故风冷式冷水机组的压缩机需要较大的功率，但是空调负荷在整个夏季的分布是极不平均的，甚至在一天之内各小时负荷也差别很大，机组在最大负荷下运行的时间是极其有限的。按一般统计，空调负荷在90%以上时间仅占到全部时间的7%～8%，而60%以下负荷则要占到50%～60%，也就是说冷水机组在整个夏季几乎都不是处在全负荷运行之中。 水冷螺杆机和风冷模块机组耗电量比较 从表中可以看出，在全负荷时，风冷式冷水机组耗电量的确比水冷式冷水机组大，大约大17%左右，但在75%负荷时两者基本持平，且水冷机组略低，而在50%负荷时，风冷机组的耗电量低于水冷机组，而在25%负荷时，风冷机组的耗电量低于水冷机组，大约低17%左右。所以
总的来看，风冷冷水机组的全年耗电量并不会比水冷式机组高多少，加上水冷机组在设备保养方面的费用（冷却塔系统维护保养、水处理、冷凝器清洗等）较风冷机组为高，所以风冷机组总运行费用低于水冷机组。 2种机型年运行费用模拟分析结果如下表 1、使用模块机年费用模拟计算结果：
2、使用螺杆机加锅炉年费用模拟计算结果：
以上费用还未计算锅炉的年检费用、机房占用费用等； 综合以上计算：使用螺杆机 + 锅炉比使用模块机每年多花71万元左右费用；
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910124722.0 (22)申请日 2019.02.15 (71)申请人 青岛海尔空调电子有限公司 地址 266101 山东省青岛市崂山区海尔路1 号海尔工业园 申请人 青岛海尔股份有限公司 (72)发明人 张洪亮 张捷 赵雷 刘乾坤 谢吉培 徐志强 (74)专利代理机构 北京瀚仁知识产权代理事务 所(普通合伙) 11482 代理人 宋宝库 王世超 (51)Int.Cl. F25B 49/02(2006.01) F25B 41/04(2006.01) (54)发明名称风冷磁悬浮离心机组及其停机控制方法(57)摘要本发明属于换热技术领域，具体涉及一种风冷磁悬浮离心机组及其停机控制方法。本发明旨在解决现有磁悬浮离心压缩机的转轴在停机过程中很容易将轴承撞坏的问题。为此，本发明的停机控制方法包括：在接收到停机指令后，使磁悬浮离心压缩机泄压，以便磁悬浮离心压缩机的压比能够快速降低；获取第一预设时间内的磁悬浮离心压缩机的压比；根据第一预设时间内的磁悬浮离心压缩机的压比，使磁悬浮离心压缩机进入相应的停机模式，以便磁悬浮离心压缩机始终能够运行与实际情况相匹配的停机模式，从而有效减小磁悬浮离心压缩机在停机过程中对轴承造成的损伤，进而最大程度地延长轴承的使用寿 命。权利要求书2页 说明书8页 附图2页CN 109855338 A 2019.06.07 C N 109855338 A
权 利 要 求 书1/2页CN 109855338 A 1.一种用于风冷磁悬浮离心机组的停机控制方法，所述风冷磁悬浮离心机组包括磁悬浮离心压缩机，其特征在于，所述停机控制方法包括下列步骤： 在接收到停机指令后，使所述磁悬浮离心压缩机泄压； 获取第一预设时间内的所述磁悬浮离心压缩机的压比； 根据所述第一预设时间内的所述磁悬浮离心压缩机的压比，控制所述磁悬浮离心压缩机进入相应的停机模式。 2.根据权利要求1所述的停机控制方法，其特征在于，“根据所述第一预设时间内的所述磁悬浮离心压缩机的压比，使所述磁悬浮离心压缩机进入相应的停机模式”的步骤具体包括： 判断所述第一预设时间内的所述磁悬浮离心压缩机的压比是否减小至预设压比，若是，则所述磁悬浮离心压缩机进入辅助降速停机模式。 3.根据权利要求2所述的停机控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括： 在所述风冷磁悬浮离心机组运行辅助降速停机模式的过程中，获取第二预设时间内的所述磁悬浮离心压缩机的转速； 根据所述第二预设时间内的所述磁悬浮离心压缩机的转速，选择性地改变所述磁悬浮离心压缩机的停机模式。 4.根据权利要求3所述的停机控制方法，其特征在于，“根据所述第二预设时间内的所述磁悬浮离心压缩机的转速，选择性地改变所述磁悬浮离心压缩机的停机模式”的步骤具体包括： 判断所述第二预设时间内的所述磁悬浮离心压缩机的转速是否降低至预设转速，若否，则将所述磁悬浮离心压缩机的停机模式改变为立即停机模式。 5.根据权利要求4所述的停机控制方法，其特征在于，“根据所述第二预设时间内的所述磁悬浮离心压缩机的转速，选择性地改变所述磁悬浮离心压缩机的停机模式”的步骤具体包括： 判断所述第二预设时间内的所述磁悬浮离心压缩机的转速是否降低至所述预设转速，若是，则维持所述磁悬浮离心压缩机的停机模式。 6.根据权利要求2所述的停机控制方法，其特征在于，“根据所述第一预设时间内的所述磁悬浮离心压缩机的压比，使所述磁悬浮离心压缩机进入相应的停机模式”的步骤具体包括： 判断所述第一预设时间内的所述磁悬浮离心压缩机的压比是否减小至所述预设压比，若否，则使所述磁悬浮离心压缩机进入立即停机模式。 7.根据权利要求1至6中任一项所述的停机控制方法，其特征在于，所述停机控制方法还包括： 获取所述磁悬浮离心压缩机的故障情况； 如果所述磁悬浮离心压缩机产生故障，则使所述磁悬浮离心压缩机进入立即停机模式。 8.根据权利要求7所述的停机控制方法，其特征在于，“如果所述磁悬浮离心压缩机产生故障，则使所述磁悬浮离心压缩机进入立即停机模式”的步骤具体包括：当所述磁悬浮离心压缩机的电流超过预设电流或者所述磁悬浮离心压缩机的转轴产 2
磁悬浮离心式冷水机组节能原理 1.采用磁悬浮无油压缩机 磁悬浮离心式冷水机组的核 心部件磁悬浮无油压缩机。磁悬 浮压缩机大致可分为压缩部分、 电机部分、磁悬浮轴承及控制器、 变频控制部分如图1所示。其中 压缩部分由两级离心叶轮和进口 导叶组成，两级叶轮中间预留补气口，可实现中间补气的两级压缩。压缩机采用永磁电机，结合集成在压缩机上的变频器设计，可实现0~48000r／min的宽广转速变化。叶轮直径小，磁悬浮轴承悬浮运转，启动转矩相应减小，结合变频和软启动模块，压缩机启动电流只需２A。磁悬浮轴承及其控制是该型压缩机的核心。 图2 磁悬浮轴承结构示意图 如图2所示，该压缩机设有２组径向和１组轴向磁悬浮轴承，在控制器的控制下，运行过程中可始终保证主轴与轴承座之间有约7μｍ的间隙由于无机械摩擦，相对于传统机组，减少了电机损耗，变频损耗，轴承损耗，轴承损耗。使输出能量损耗只有%，相比传统机组%，磁悬浮离心机组具有明显的节能优势，如图3所示 图1 磁悬浮压缩机图3 磁悬浮机组与其他机组能量损失对比
2.部分负荷优化节能 机组绝大部分时间是在部分负荷下运行的，当机组在部分负荷情况下，压缩机的部分节能优势来自于2个方面；第一是压缩机流量的减少而降低转速；第二是由于蒸发温度的提高和冷凝温度的降低带来的压力比下降从而降低转速。 当环境温度发生变化时，建筑冷负荷也相应变化。若冷水出水温度设定值不变，冷负荷降低。使得相应的冷水回水温度降低，对应的冷机蒸发温度上升。同时负荷小，冷却水进回水温度也会降低，冷凝温度相应降低。综合蒸发温度和冷凝温度变化，不难发现，部分负荷时冷机的工作压力比减小。传统离心机采用进口导叶调节，也只能在一定范围内适应这种压力比变化。只有采用变频技术的离心机才可以通过调节转速以适应压力比的变化。通过降低转速，降低压缩机功耗。而在实际工作中，普通变频离心机由于回油等技术限制，只能在一定范围内进行变频，因此获得的节能效果有限。只有采用磁悬浮变频冷水机组才能根据实际负荷和压力比调节转速，比传统技术的冷水机在部分负荷下表现出了极高的性能，如图4所示。从而获得最大的节能效果。 图4 磁悬浮机组与其他机组性能曲线对比
离心机组与溴化锂机组比较 -- 时间：2005-11-15 13:11来源：发布评论 摘要：以南宁地区某工程为例，从机组性能、运行费用、衰减程度、初投资等几方面对离心式冷水机组与直燃型溴化锂冷水机组进行了比较，得出了溴化锂吸收式机组在实际应用中的缺陷和在初投资和运行费用方面的优势。 关键词：离心式直燃型节能比较费用 一、比较条件 （1）本工程系南宁地区，总制冷量Q0为544万大卡/小时，制热量200万大卡/时，卫生热水量20吨/时（120万大卡/小时）。 （2）南宁地区室外气候条件：夏季空气调节室外计算干球温度：34.2℃，夏季空气调节室外计算湿球温度：27.5℃。 二、采用离心式冷水机组与直燃型溴化锂冷水机组定性比较
综合以上比较，我们不难发现，溴化锂吸收式机组在实际应用中难免存在如下缺陷： 1. 节电不节能： 从能源角度看溴化锂机组虽然运行时用电少，只需供溶液泵，溶剂泵用电即可，但煤气，油，蒸汽均属能源。若折合成标准煤来计算，溴化锂机组每万大卡耗煤为1.6-3.3公斤，而电制冷机每万大卡耗煤为1.11-1.32公斤，故溴化锂机组是省电不节能。 2. 运行时存在腐蚀现象： 因为溴化锂机组用溴化锂溶液为制冷剂，溴化锂是盐溶液，在高温时对换热管易产生微孔腐蚀，使机组真空度下降，影响机组制冷，另外，燃油型机组会硫化腐蚀，蒸汽型机组因蒸汽
含氧，在放热后变成水时会产生微量氧化腐蚀，这种情况在机组启停时最严重，久而久之会使传热管结垢降低制冷量，所以溴化锂机组的冷量衰减较大。 3. 真空度难以保障： 机组运行时会产生如氮、氧等不凝性气体，需及时排出，否则会使机组内真空下降，但通过抽气装置排出这些不凝性气体时，同时也将冷剂蒸汽排出，久而久之溴化锂溶液浓度升高，导致机组容易结晶，一旦结晶，消除需2～4天。 4. 不适在过滤季节且室外温度较低时开机： 溴化锂对冷却水的温度限制很高，在室内温度低于23C便不能开机，否则会因为冷却水温度低而产生结晶，但电制冷机组冷却水温度可达15.6C。下限为12.7C，因此溴化锂机组的使用范围及时间有限。 5. 一机多用，有名无实： 溴化锂机组可同时进行供热与制冷，但在燃烧器容量一定的情况下满足供热，则必须用于制冷的溴化锂温度降低导致制冷时易结晶，否则便加大燃烧器型号，增大投资。 6. 辅助设备的投资大： 溴化锂蒸发器，冷凝器管路长而复杂，水阻大，且冷却水需量大，如此，增加了冷却泵及冷却塔的投资。 7. 初投资大，管理复杂： 燃烧机组需另建油库，增设相应的消防投资和安全防护措施，用燃气机组则要开路铺管，增加附加道路建设费用及消防，防爆防火措施，一般比电制冷大20％。 8. 运行费用大： 目前煤气涨价，管道燃气：2005年8月，11元/m3；2005年9月，12元/m3；而2005年8月以前为10元/m3，短时间内上涨20%，意味着燃气机组的运行费用将会有所增加。而电力，因涉及到广大人民群众的用电，不可能出现如此大幅上涨。 9. 使用工况单一： 目前许多国家采用冰蓄冷来减少运行费用，而溴化锂制冷的最低极限温度为4.5 C,不可用于蓄冰。 10. 占地面积大，机房投资大： 同样制冷量下，溴化锂机组的占地比相应的电制冷机组占地大1～2倍，重2～4倍，这样便增加了机房的土建投资。
磁悬浮离心冷水机组、螺杆式水冷冷水机组、离心式水冷冷机组及多联机组 方案比较文件 目录 一、总侧 ............................................................................................................................................. 错误!未指定书签。 二、氟系统与水系统的比较 ............................................................................................................. 错误!未指定书签。 三、磁悬浮冷水机组、离心式冷水机组及螺杆式冷水机组之间比较.......................................... 错误!未指定书签。 四、磁悬浮离心机组、螺杆式水冷冷水机组、离心式水冷冷机组及多联机组的年运行费用的对比错误!未指定书签。 3.1、工程概况（仅供参考） ............................................................................................................ 错误!未指定书签。 3.1、经济分析 .................................................................................................................................... 错误!未指定书签。 3.3、维护保养对比 ............................................................................................................................ 错误!未指定书签。 3.3、初投资费用分析 ........................................................................................................................ 错误!未指定书签。 一、总侧 目前市场上中央空调系统主体上分为两类，一类为氟系统，即市场上的多联系，品牌有：大金、东芝、美的、格力、海尔等。另一类为水机，即市场上所说的冷水机组，品牌有麦克维 尔、约克、特灵、捷丰、顿汉布什，清华同方等 图1：水系统示意图 图2：氟系统示意图
500冷吨离心机与螺杆机组比较 水冷式冷水机组有离心机组和螺杆机组两种方式，因为螺杆机组和离心机组各自的性能特点和在各个冷量范围的性能的差异，虽然没有明确的界定，但在大冷量范围内设计人员一般会选用离心机组，主要原因如下： 一、使用寿命方面： 离心机组的使用寿命远大于螺杆机组的使用寿命，一般离心机组的设计使用寿命为20万小时而螺杆机组的只有10万小时。 二、易损件方面：
螺杆机组的易损件要比离心机组的易损件要多，所以出现故障的机率要高。从使用寿命开在大冷量情况下采用离心机组要比采用螺杆机组合适。 三、从能效比方面： 在大冷量情况下，离心机组的能效比尤其是部分负荷能效比要高于螺杆机组的能效比，按照能效比高低排列，依次是离心机组---螺杆机组---活塞机组---吸收式机组，而按照ARI国际认证可知，机组大部分时间运行在部分负荷下，所以部分负荷能效比是衡量机组能力的主要标准。所以从能效比方面，大冷量情况下采用离心机组要比采用螺杆机组合适。 四、从成本方面： 对于业主来说，投资成本有主机设备的成本、辅助设备的成本、机房投资成本。对于同一工程，同样冷量情况下螺杆机组和离心机组的辅助设备的成本基本相同；虽然离心机组主机设备的成本与螺杆机组相差不大，但大冷量情况下离心机组结构紧凑、机组的体积小、占地面积小所以机房投资成本小；节省的机房面积可以给业主做为停车位使用，同时因为离心机组的部分负荷能效比
高，节省的运行费用。所以从成本方面，大冷量情况下采用离心机组要比采用螺杆机组合适。 五、从运行费用方面： 机组每空调制冷季耗电费用: 每年3000小时，电费为0.6元/Kw，使用系数分别按各自的NPLV值计算： 六、从品牌选择方面： 大冷量的螺杆机组只有几个品牌具有，所以可比性比较差；而大冷量的离心机组各个厂家都有相关产品，具有很好的可比性，业主可以根据自己的需要进行充分的比较。所以从品牌选择和可比性方面，大冷量情况下采用离心机组要比采用螺杆机组合适。 七、从噪声方面：
螺杆式与离心式冷水机组的比较 一、两种机型的简介： 离心机：离心机是依靠离心式压缩机中高速旋转的叶轮产生的离心力来提高制冷剂蒸气压力，以获得对蒸气的压缩过程，然后经冷凝节流降压，蒸发等过程来实现制冷，其组成部件主要有离心式压缩机、蒸发器、冷凝器、节流机构、抽气回收装置、润滑系统和电气控制冷凝器、节流机构、抽气回收装置、润滑系统和电气控制柜等。它具有单机制冷量大的特点，但存在压力过高密封问题较难解决、工作转速过高等缺点。 螺杆机：螺杆机属于技术较为先进的一种机型。它是利用螺杆式压缩机中两个阴、阳转子的相互啮合，在机壳内回转而完成吸气、压缩与排气过程。其组成部件主要有螺杆式压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀以及其它控制元件，较离心机要少。它具有结构紧凑、运行平衡可靠、易损件少、部分负荷效率高及使用寿命长等特点。 二、两种机组的市场状况： 离心机：由于离心式冷水机组适用的市场范围相对较小，2008离心式冷水机组的市场销售额大约在25亿元的水平，仅占中央空调全部市场容量的10%。 分析整个国内市场离心机组生产企业的销售情况，销售额超过3亿以上的企业只有几个，主要集中在几大欧美品牌，这几年国内也有一些企业进入这个市场，也取得了一些成绩。 由于离心机组生产企业不多，整体利润还相当可观。这几年离心机组的市场年增长率都在15%左右。 螺杆机：螺杆式冷水机组拥有众多技术优势，如具有效率高、噪声低、振动小、可靠性高、易损件少、运行平稳等，被广泛应用在酒店、商场、医院及现代代的工厂和办公大楼的制冷及空调工程。 2008年螺杆机的销售额约为56亿，约占全部市场销售额的37%，相当于离心机、水冷柜机和模块机之和。 螺杆机市场现在正呈“两极分化”的状态，其容量朝更大和更小的方向发展。 我国最早出现的中央空调产品是水冷螺杆机组，其优点是高效节能。目前国内各类型号建筑中正使用的最多就是水冷螺杆机组。现在，建筑节能已被列为今后能源工作的重点，水冷螺杆机组高效节能的优势使其再次成为销售热点，发展前景非常乐观。
离心式压缩机与干螺杆压缩机对比 无论用户购买什么东西，民用也罢，工业设备也罢，决定他的购买意向的无非是三大要素：价格，质量，服务。 那么我们在这里说离心机比干螺杆要好，究竟好在什么地方？就让我们从以上三要素探讨一下。 一、价格 我们在这里所说的价格是一个广义的概念，实际上指的就是成本。那么空压机的成本如下图所示： 这里我们现撇开初购成本不谈，从运行成本，保养成本上对离心机和无油螺杆机作一下对比： 运行成本：我们讲离心机的运行成本比无油螺杆要低10%以上。为什么说10%呢？就让我们来分析分析。 首先现在市场上的无油螺杆机全是两极压缩，一级冷却，而离心式压缩机是三级压缩，两级冷却。多这一级意味着什么呢？意味着可以省6%的压缩功。 一台无油螺杆机有7个齿轮，14~18个轴承，4组啮合。而一台离心式压缩机有3个齿轮，6个轴承，2个啮合。由机械上
的经验可知每多一组啮合，机械损耗约增加2%，那么离心机在机械损耗上又可以节约4%左右的功。 6%+4%=10%！ 那么细心的朋友可以发现我们上文中还有个“以上”。这个以上又从何而来呢？那就是我们刚才所讲的“每增加一组啮合,机械损耗增加约2%”是有前提的：同样的齿轮加工精度，同样的轴承。那么离心机的齿轮加工精度一般都在AGMA12级，Seah 离心机的齿轮加工精度更是高达AGMA13，而现在市场上的无油螺杆压缩机的齿轮加工精度一般在AGMA7级!再有就是轴承，离心式压缩机的轴承是滑动轴承，而螺杆式压缩机均是滚动轴承。这也就是“以上”的由来！ 我们大概粗略的算了一下，如果同样一台进气流量为100m3/min、排气压力7kgf/cm2的压缩机，离心机比无油螺杆机在运行费用上要省30万元以上！（以每年运行8000小时，每度电0.7元计算。） 保养成本：每年的保养成本对于离心机和无油螺杆机来讲差不多，每年的投入大概就是初购成本的2~3%。但是有一点---螺杆机的机头设计寿命大概在4~5年（每年运行8000小时），这意味着什么呢？意味着压缩机在运行五年后必须更换一个新的机头！我们从市场上了解到，无油螺杆机更换一个机头的费用是整机价格的50~60%，也就是说每年要均摊到10~12%！换句话说无油螺杆机实际每年的保养费用在13~16%。那么离心机存在不存在上面的问题？离心机主要的零部件的设计寿命均在20年以上（每年运行8000小时）！离心机的用户根本没有这方面的顾虑。
磁悬浮离心式冷水机组节能原理 1. 采用磁悬浮无油压缩机 磁悬浮离心式冷水机组的核 心部件磁悬浮无油压缩机。磁悬 浮压缩机大致可分为压缩部分、 电机部分、磁悬浮轴承及控制器、 变频控制部分如图1所示。其中 压缩部分由两级离心叶轮和进口导叶组成，两级叶轮中间预留补气口，可实现中间补气的两级压缩。压缩机采用永磁电机，结合集成在压缩机上的变频器设计，可实现0~48000r ／min 的宽广转速变化。叶轮直径小，磁悬浮轴承悬浮运转，启动转矩相应减小，结合变频和软启动模块，压缩机启动电流只需２A 。磁悬浮轴承及其控制是该型压缩机的核心。 图2 磁悬浮轴承结构示意图 如图2所示，该压缩机设有２组径向和１组轴向磁悬浮轴承，在控制器的控制下，运行过程中可始终保证主轴与轴承座之间有约7μｍ的间隙由于无机械摩擦，相对于传统机组，减少了电机损耗，变频损耗，轴承损耗，轴承损耗。使输出能量损耗只有5.5%，相比传统机组15.8%，磁悬浮离心机组具有明显的节能优势，如图3所示
2.部分负荷优化节能 机组绝大部分时间是在部分负荷下运行的，当机组在部分负荷情况下，压缩机的部分节能优势来自于2个方面；第一是压缩机流量的减少而降低转速；第二是由于蒸发温度的提高和冷凝温度的降低带来的压力比下降从而降低转速。 当环境温度发生变化时，建筑冷负荷也相应变化。若冷水出水温度设定值不变，冷负荷降低。使得相应的冷水回水温度降低，对应的冷机蒸发温度上升。同时负荷小，冷却水进回水温度也会降低，冷凝温度相应降低。综合蒸发温度和冷凝温度变化，不难发现，部分负荷时冷机的工作压力比减小。传统离心机采用进口导叶调节，也只能在一定范围内适应这种压力比变化。只有采用变频技术的离心机才可以通过调节转速以适应压力比的变化。通过降低转速，降低压缩机功耗。而在实际工作中，普通变频离心机由于回油等技术限制，只能在一定范围内进行变频，因此获得的节能效果有限。只有采用磁悬浮变频冷水机组才能根据实际负荷和压力比调节转速，比传统技术的冷水机在部分负荷下表现出了极高的性能，如图4所示。从而获得最大的节能效果。 图4 磁悬浮机组与其他机组性能曲线对比
离心机和离带式压滤机相比 过去，国内城市污水处理厂的污泥（浓缩）脱水，绝大部分都采用带式压滤机（以下简称带机），离心机因其噪音大、能耗高、处理能力低而很少采用，然而，最近几年来，卧螺式离心机（以下简称离心机）的应用大有超过带式压滤机之势。 在国外，卧螺离心（浓缩）脱水机的应用很普遍，而在国内，卧螺式离心机的推广主要得益于离心机厂家成功的市场营销。国外采用离心机的主要原因是其脱水后含固率高，可达30％以上，而国内由于污泥处置费用不高，对含固率要求也不高，一般只要求超过20％，这样国外供给国内的离心机的材质和加工精度降低一个档次仍能满足要求。由于国内部分设计人员对采用离心机的认识模糊，选用离心机而对其处理后含固率仍与带机要求相同，这样离心机就失去了其竞争优势。国内许多设计院或用户常常忽视了这一点。下面笔者根据带机和离心机的使用调查情况，结合设计经验，就污泥浓缩脱水设备的选型问题作以下探讨。 1 带机与离心机的理论比较 由于带机为污水处理厂污泥脱水的主流，因此离心机的优点主要建立在与带机的比较上，离心机厂商认为，离心机对带机来说，具有如下优点： ①卧螺离心机利用离心沉降原理，使固液分离，由于役有滤网，不会引起堵塞，而带机利用滤带使固液分离，为防止滤带堵塞，需高压水不断冲刷； ②离心机适用各类污泥的浓缩和脱水，带机也适用各类污泥，但对剩余活性污泥需投药量大且脱水困难； ③离心机在脱水过程中当进料浓度变化时，转鼓和螺旋的转差和扭矩会自动跟踪调整，所以可不设专人操作，而带滤机在脱水过程中当进料浓度变化时，带速、带的张紧度、加药量、冲洗水压力均需调整，操作要求较高； ④在离心机内，细小的污泥也能与水分离，所以絮凝剂的投加量较少，一般混合污泥脱水时的加药量为：1.2kg／t[干泥]，污泥回收率为95％以上，脱水后泥饼的含水率为65％－75％左右，而带滤机由于滤带不能织得太密，为防止细小的污泥漏网，需投加较多的絮凝剂以使污泥形成较大絮团，一般混合污泥脱水时的加药量大于3kg/L［干泥］，污泥回收率为90％左右，脱水后泥饼含水率80％左右； ⑤离心机每立方米污泥脱水耗电为1.2kw／m3，运行时噪音为76－80db，全天24h连续运行滁停机外，运行中不需清洗水；而带机每立方米污泥脱水耗电为0.8kw／m3，运行时噪音为70－75db，滤布需松驰保养，一般每天只安排二班操作，运行过程中需不断用高压水冲洗滤布； ⑥离心机占用空间小，安装调试简单，配套设备仅有加药和进出料输送机，整机全密封操作，车间环境好；而带机占地面积大，配套设备除加药和进出料输送机外，还需冲洗泵，空压机，污泥调理器等等，整机密封性差，高压清洗水雾和臭味污染环境，如管理不好，会造成泥浆四溢； ⑦离心机易损件为轴承和密封件，卸料螺旋的维修周期一般在3a以上；而带机易损件除轴承、密封件外，滤带也需更换，价格昂贵； ⑧运行费用的计算。离心机厂商在进行离心脱水与带式压滤脱水运行费用比较时，采用如下算法：
项目水冷离心机水冷螺杆机 机型比较两台制冷量为1000冷吨的冷水机组（离心机与螺杆机的比较）型号YK12K4H95CWG（约克）KLFW-1050T 制冷量（kw）3516 3624 制冷功率（kw）657 705 制冷性能COP=5.35（约克）COP=5.14（堃霖）外形尺寸（mm）4997*2477*2748 5300*2500*2800 运行费用（夏季 制冷，4个月） 725357.12元61966633.6元 运行费用分析满负载时，能效稍高，运行费用较节 省，但部分负载时，能效低，运行费 用高，综合运行费用较高。 满负载时，能效较离心机稍低，部分负载 时，可停开部分机头，因此，节能优势明 显，综合运行费用低。 工作原理主要依靠离心式压缩机中高速旋转的 叶轮产生的离心力产生动力进行制 冷。 利用螺杆式压缩机中两个阴、阳转子的相 互啮合，在机壳内回转完成吸气、压缩与 排气过程。 冷量调节范围离心机的调节范围一般在60%~100% 螺杆机利用油压推动滑阀开关控制容量，三级头调节范围一般在8%～100%之间，且 标配为无级容调。 调节范围说明离心压缩机低负荷运转时，会产生喘 振现象，比较适合在较大负荷下工作， 此时机组才可保证运转平稳，效率高。 对于螺杆压缩机而言，最小的容量受形成 一个完整的压缩过程时螺杆的长度所决 定，因而适合在任何的负荷下工作，而且 都保持较高的效率 喘振 离心压缩机运转在60%以下的负荷时 会进入喘振区，连续对叶轮、叶片产 生不平衡冲击，严重时导致叶轮损坏， 从而压缩机报废。目前通过“补气” 手段使机组“喘振”临界点达到20%， 但“补气”消耗大量能量，降低机组 效率。 部分负载时，不会出现“喘振”现象 转速说明 离心压缩机属于高速运转设备， 需要靠变速齿轮实现高速运转，运转 部件多，对压缩机的动平衡要求高， 轴承和轴的磨损相对螺杆压缩机而言 严重，在机组使用寿命内需要更换2~3 次轴承。 螺杆压缩机属于低速运转设备，在寿命周 期内不需要更换轴承。
离心机与带式压滤机的比较 离心机是继板框压滤机和带式压滤机之后，又一代新型先进的污泥脱水设备，在国外早已是污泥脱水的首选设备。它与带式机相比，有着独特优点，具体体现为： ①卧螺离心机利用离心沉降原理，使固液分离，由于没有滤网，不会引起 堵塞，而带机利用滤带使固液分离，为防止滤带堵塞，需高压水不断冲 刷； ②离心机适用各类污泥的浓缩和脱水，带机也适用各类污泥，但对油性、 粘性、剩余活性污泥需投药量大且脱水困难； ③离心机在脱水过程中当进料浓度变化时，转鼓和螺旋的转差和扭矩会自 动跟踪调整，所以可不设专人操作，而带滤机在脱水过程中当进料浓度 变化时，带速、带的张紧度、加药量、冲洗水压力均需调整，操作要求 较高； ④在离心机内，细小的污泥也能与水分离，所以絮凝剂的投加量较少，一 般混合污泥脱水时的加药量为：3-5kg／t[干泥]，污泥回收率为95％ 以上，脱水后泥饼的含水率为70％－85％左右。而带滤机由于滤带不 能织得太密，为防止细小的污泥漏网，需投加较多的絮凝剂以使污泥形 成较大絮团，一般混合污泥脱水时的加药量大于5kg/t［干泥］，污泥 回收率为90％以上，脱水后泥饼含水率80％左右； ⑤离心机每立方米污泥脱水耗电为1.5kw／m3，运行时噪音为小于 85db，全天24h连续运行除停机外，运行中不需清洗水；而带机每立 方米污泥脱水耗电为0.8kw／m3，运行时噪音为80db，滤布需松驰 保养，一般每天只安排二班操作，运行过程中需不断用高压水冲洗滤布； ⑥离心机占用空间小，安装调试简单，配套设备仅有加药和进出料输送机， 整机全密封操作，车间环境好；而带机占地面积大，配套设备除加药和 进出料输送机外，还需冲洗泵，空压机，污泥调理器等等，整机密封性 差，高压清洗水雾和臭味污染环境，如管理不好，会造成泥浆四溢； ⑦离心机易损件为轴承和密封件，卸料螺旋推料器的维修周期一般在3年 以上，进口名牌轴承和密封件可保证设备长时间高强度运行，正常的保 养后可大大延长维修周期；而带机易损件轴承数量比离心机多数倍外， 滤带也需更换，价格昂贵，冲洗泵，空压机，污泥调理器也需要常维护， 劳动强度大。 ⑧运行费用的计算。在进行离心脱水与带式压滤脱水运行费用比较时，采用 如下算法： 例如如： 带机投药量7kg／（t[干泥]）计，单机处理电耗以0.8kW／m3泥浆计，冲洗水：污泥浆为1：2；离心机投药量以5kg／（t[干泥]）计，单机处理电耗以1.5kw／m3泥浆计，冲洗水以0计，电费1.5元／kw，水费5元／m3，药费60元／kg。 泥浆量为30X16m3／d，脱水后污泥含固率≥20%，湿泥19.2t。
离心机与螺杆机比较 离心式制冷压缩机作为一种速度型压缩机，具有以下优点: 1.在相同冷量的情况下，特别在大容量时，与螺杆压缩机组相比，省去了庞大的油分装置，机组的重量及尺寸较小，占地面积小; 2.离心式压缩机结构简单紧凑，运动件少，工作可靠，经久耐用，运行费用低; 3.容易实现多级压缩和多种蒸发温度，容易实现中间冷却，使得耗功较低; 4.离心机组中混入的润滑油极少，对换热器的传热效果影响较小，机组具有较高的效率. 具有以下缺点: 1.转子转速较高，为了保证叶轮一定的宽度，必须用于大中流量场合，不适合于小流量场合; 2.单级压比低，为了得到较高压比须采用多级叶轮，一般还要用增速齿轮; 3.喘振是离心式压缩机固有的缺点，机组须添加防喘振系统; 4.同一台机组工况不能有大的变动，适用的范围较窄. 喘振： 喘振是透平式压缩机(也叫叶片式压缩机)在流量减少到一定程度时所发生的一种非正常工况下的振动。当气体流量小于某极限值时，气体进入叶轮的方向不再和叶片进口角一致，在叶道中产生分离和旋涡，气流受阻后向相邻叶道转移，并随着流量减小使分离现象沿着与旋转相反方向扩展到整个叶轮，这就是“旋转失速”现象。当整个流道出现分离，压缩机出口压力突然下降，级后管网中的气体发生倒流，直至管网中的压力降到等于压缩机出口压力为止，又重复出现“旋转失速”现象，从而在压缩机管网系统中产生周期的低频高振幅压力脉动，并会引起噪音和振动，此现象叫作“喘振”。喘振严重时会使叶片疲劳断裂，轴承烧坏，机器无法运行。离心式压缩机是透平式压缩机的一种形式，喘振对于离心式压缩机有着很严重的危害。 离心式压缩机发生喘振时，典型现象有： 1)压缩机的出口压力最初先升高，继而急剧下降，并呈周期性大幅波动； 2)压缩机的流量急剧下降，并大幅波动，严重时甚至出现空气倒灌至吸气管道； 3)拖动压缩机的电机的电流和功率表指示出现不稳定，大幅波动； 4)机器产生强烈的振动，同时发出异常的气流噪声。 但是制冷机的选择，不能只简单的考虑冷量效率。首先考虑负荷侧的特点，平时使用负荷、最小负荷、临时负荷以及末端情况，使用时间，功能要求等等。考虑机组的最小负荷以及调节比例是不是满足末端要求。第二、如果只看效率以及经济学，当然是离心机效率要高，但是那是在额定工况下的条件，如果你根据负荷分析，把各种工况下的效率曲线画出，然后再同你的负荷曲线对比，你可以看出螺杆机的效率反而高。 离心机与螺杆机的区别还有以下几点： a：离心式冷水机组单离心压缩机制冷量比单螺杆压缩机制冷量大，但是螺杆压缩机可以多台（最多可4台）并排使用，单机组制冷量并不比离心机组小；单台离心压缩机成本很高，维修费用昂贵，而多台螺杆压缩机成本分摊到各压缩机上，成本不高，维修费用大大下降。b：离心式冷水机组能力调节困难，过渡季节运行费用高；而多机头螺杆机组，能量调节容易，单台压缩机就有25%-50%-75%-100%的能量调节范围，何况多台并联使用呢！
克莱门特磁悬浮离心机组TECS 发展： 2003开发出第一台磁悬浮离心式冷水机组并投入商业运行，2008年克莱门特全球领先推出磁悬浮离心式水地源热泵机组 目前:全球有5百多台克莱门特磁悬浮机组在运行中！ 水冷冷水机组（200～2000KW）-FH/LC 水地源热泵机组（200～2000KW）-HF/HC 风冷冷水机（200～1300KW）-SL/XL-CA 其中SL超低噪音 XL极限低噪（-6） 一种划时代的机组心脏 磁悬浮技术：采用磁悬浮是技术，无常规轴承，无任何接触摩擦，无需润滑油系统，制冷系统无油运行，当然更无回油问题，更无换热器油膜热阻，可提高换热效率15%左右，显著增加机组可靠性，保养简单方便。 革命性的离心技术： 变频驱动的高效磁悬浮小型离心式压缩机，保持了离心机组的压缩高效率，同时克服了大型离心机组的技术瓶颈。压缩机在各种工况下和部分负荷优化运行控制，完全克服了离心压缩机喘振问题。 采用变频离心技术，10%～100%无级调节和优化控制技术，保证了机组的综合能效显著提升。 压缩机运行无摩擦，无往复冲击运动，振动小，噪音低，比常规同容量机组低6-10dBA,同时对周围建筑物没有振动影响，无需费用昂贵的消音减振部件。 优化的制冷剂循环： 克莱门特在RECS风冷系列上增加了一个经济器循环以进一步提高离心压缩机的性能系数。
高精度电子膨胀阀控制： 由克莱门特软件控制出蒸发器的制冷剂最小的过热度并且可以随室外温度变化精确调节制冷剂流量，优化控制制冷剂的循环。 高效满液式蒸发器： 采用高效满液式蒸发器，提高系统蒸发温度，促进系统效率进一步提高。 节能EC风扇（风冷）： 采用高效无刷直流电机，无级调速，保持高效率和低噪音。
磁悬浮冷水机组的优缺点 磁悬浮离心式冷水机组是一种利用先进的磁悬浮技术的空调系统， 其高效的节能率、卓越的负载性能和超长的使用寿命，使其尤其适 合于大型能耗建筑下的中央空调系统替换或改造，而它又有哪些优 点和缺点呢? 磁悬浮离心式变频机组 1. 节能高效，运行费用低； 机组采用磁悬浮压缩机技术、直流变频控制技术、无油润滑等先进 技术，产品能效比有了很大提高，机组部分负荷最高能效比达26； 2. 稳定可靠维保费用低； 压缩机部件采用航空合金材料和航空发动机涡轮设计，运行更安全 稳定；抗喘震，磁悬浮多机头产品，运行可靠性高；无油运行，完 全避免常规压缩机轴承的高摩擦损失；压缩机由航空等级的铝制铸 件和高强度的热塑电子外壳制造而成，使用寿命比普通机组长15年； 3. 安装简单施工费用低； 无需软启动器，在节省数十万元变压设备的同时，对电网无冲击； 无油路系统，免维护，降低运营成本； 4. 性能卓越，高效舒适； 采用磁悬浮变频压缩机，机组可实现2%—100%负荷连续智能调节，出水温度控制精度± 0.1℃，温度波动小，舒适性高； 5. 静音无振动； 运动部件在磁悬浮作用下完全悬浮，压缩机内完全无摩擦，结构振 动接近0，无须昂贵的减震配件；
6. 绿色环保； 采用环保型冷媒R134a，对臭氧层损耗为0，属正压型冷媒，避免 系统混入空气的危险。 磁悬浮离心式冷水机组，总体而言缺点也不多，主要表现在造价相 对较高，业主单次投入较大，尤其是在项目中使用机组台数较多时，需要多台磁悬浮离心机组来运行调节负荷时。 中央空调系统节能改造 但如果运用合适的改造合作模式，可以极大的缓解业主的初期投资 压力，如心日源推行的运用可从节能效益中支付投资成本的合同能 源管理式的节能改造模式，可以令业主在不花钱的情况下完成对中央空调系统的替换或节能改造，不仅可以实现较高的节能效益，也 可极大的降低风险，对改造方而言，是一种几乎不存在风险、又能 实现优化设备、节能减耗的最为可行的降低运营成本的手段。
安德里茨离心机特点 及同其它国际知名品牌离心机的比较 安德里茨（中国）有限公司于2002年2月9日在广东省佛山市注册成立，注册资本为2,094万欧元，是隶属于奥地利安德里兹集团的外商独资公司。公司的生产制造基地主要位于佛山市禅城城西工业区、三水乐平工业区和成都青白江区工业区，并在北京、上海、杭州等地设有办事处，目前员工人数达1500多人。公司自成立以来营业额保持每年快速增长，到2010年已突破30亿元人民币。 安德里茨集团属于上市的跨国集团公司, 总部在奥地利格拉兹, 安德里茨中国总部设在广东佛山, 集团总部从欧洲派了众多的高管和高级技术专家在佛山公司工作,以保证欧洲总部的先进技术和先进的管理理念在中国的公司得到延续，欧洲式的人性化管理模式为全体员工提供了团结互助、和睦相处的人性化工作氛围，以及浓厚的知识技术氛围。 作为高品质的产品，安德里茨是最早在国内设有离心脱水机生产工厂的国际知名品牌。因此，安德里茨离心脱水机较其他国际知名品牌更有优势，同时有专门为市政行业研发的离心脱水机，更适合水处理领域。 （1）价格 进口设备，同其他国际品牌价格接近，但售后服务价格明显低于其他各家。 由于国内进口不予免税，许多用户采用佛山组装离心机，价格较进口有优势，品质不比纯进口差。 （2）技术来源 安德里茨公司先后收购了法国坚纳，德国洪宝，美国BIRD等多家离心机公司，其中法国坚纳是专为市政污泥脱水而开发，当前市政领域推广离心机主要采用坚纳机型。 （3）售后服务 安德里茨离心机的安装调试是由具有专业素质和多年经验的厂家安装工程师负责安装调试，相关人员素质和能力及服务人员数量较其他国际品牌有明显优势，同时大大降低了服务价格和维修时间。
一、螺杆式空气压缩机的基本原理和特点 1、基本原理： 螺杆式压缩机的气缸呈"∞”型,里面平行的布置着两个按一定传动比例反向旋转、相互啮合的阴阳螺旋转子。 螺杆压缩机工作时气体经吸入口分别进入阴阳螺杆的齿间空腔，随着螺杆的不断旋转各自的齿间容积也不断增大，当齿间容积达到最大值时与吸气口断开，吸气过程结束。压缩过程是紧随其后进行的，阴阳螺杆的相互啮合使齿间使齿间容积值不断减小，气体的压力不断提高，当齿间容积与排气口相通时，压缩过程结束，进入排气过程；在排气过程中螺杆的不断旋转连续的将压缩空气送至排气管道。 2、主要特点： 就压缩原理而言螺杆式与活塞式的压缩机相同，属于容积式；就运动形式而言螺杆式又与透平式一样做高速旋转运动；所以螺杆式压缩机兼有二者的特点。 A、转速高、结构紧凑；单位排气量的体积、重量、占地面积均远比活塞机小。 B、没有气阀、活塞环等易损件，因而运转可靠、寿命长并易于实现远距离监控。 C、进排气均匀，无压力脉冲，加上没有不平衡惯性力矩，安装无需基础。 D、喷油螺杆压缩机可获得高的单级压比及低的排气温度。 E、具有强制排气的特点，即排气量不受排气压力的影响。 F、工作点在较大范围内吧变化时，机器效率变化不大，没有速度型压缩机在小排气量时出现的喘振现象。 二、离心式空气压缩机基本原理和特点 1、基本原理 离心式空气压缩机是利用高速旋转的叶轮使空气受到离心力的作用产生压力，同时获得速度，离开叶轮后空气经扩压器等扩张通道将动能逐渐转化成压力能，从而使压力得到提高，一级压缩完成后再进入下一级压缩，至达到额定压力后排出。 离心式空气压缩机一般由多级组成，排气压力越高所需级数越多，分为多段，段与段之间有中间气体冷却器。 2、主要特点 A、转速高、结构紧凑，排气量范围大； B、制造、操作和维护的要求较高，难度大； C、排气量的变化对机械效率影响很大； D、启动和停车过程中容易出现喘振现象； E、齿轮箱噪声大并不易防治； F、压缩空气无润滑油冷却，空气品质高； 河南省国信机电——河南省最大的空压机代理商！ 追问 请问什么情况下容易发生压缩机的喘振？喘振时应采取何措施呢？ 回答 当入口流量低到喘振曲线以下时，它就不能提供足够的压缩气给出口来维持高压，这时的出口压力就会给转子一个反向阻力，使得旋转困难，发生喘振；或者当出口压力由于某种原因突然变大超过喘振曲线时，同样造成系统的不平衡，产生喘振！喘振的继续恶化就是逆流，可以理解成压缩机瞬间变成透平机。当然，喘振，逆流都是很危险的工况，不仅仅引起机组振动加大，对工艺，设备，乃至人生安全都是不利的！压缩空气的话,离心式适合大风量\低压力,一般上了3-500立方才用.螺杆式适合中小 风量\中低压力
33 中国设备工程 2014.10 中国设备 工程 Engineering China Plant 用离心压缩机替代螺杆压缩机节能 朱松俊 （杭州钢铁集团公司设备管理处，浙江 杭州 310022） 摘 要：为推进企业节能降耗，采用离心压缩机替代螺杆压缩机达到节能的目的，并取得预期效果。关键词：螺杆压缩机；离心压缩机；节能 中图分类号：TH452 文献标识码：B 文章编号：1671-0711（2014）10-0033-02 一、概述 空气压缩机其理想的压缩过程是等温压缩，虽然事实上做不到这一点，但是越接近等温压缩，则效率越高。压缩过程中温升越低，压缩机越节能。目前冶金行业普遍使用的是螺杆压缩机，一般是一级压缩，每年需更换润滑油，每50 000h 需对机头进行大修，运行成本较高。螺杆压缩机主机排出的压缩空气需要在内部进行油气分离，大约要消耗0.5kg 的压力。 二、离心式压缩机优点 离心式空气压缩机是利用高速旋转的叶轮使空气受到离心力的作用产生压力，同时获得速度，离开叶轮后空气经扩压器等扩张通道将动能逐渐转化成压力能，从而使压力得到提高，一级压缩完成后再进入下一级压缩，至达到额定压力后排出。离心式空气压缩机一般由多级组成，排气压力越高所需级数越多，一般常用压力为三级压缩。多级压缩的目的是降低和控制压缩过程的温升，离心机采用油封和气封，100%隔离油气运行，不存在分离耗能损失，确保100%无油压缩空气，更洁净更环保。 1台0.7MPa、190 m 3/min 离心机和5台40～60 m 3/min 螺杆机运行能耗对比分析如表1所示（按年产气190m 3 /min 计算）。 三、离心压缩机替代螺杆压缩机实践应用 根据上述对比分析，为节省设备运行成本，杭钢集团公司在炼铁烧结空压站空压机更新改造中，尝试采用离心压缩机替代螺杆压缩机。烧结空压站装备有螺杆式空压机6台（40m 3/min 的2台、60m 3/min 的4台），正常运行模式为：运行2台60m 3/min、1台40m 3/min，3台备机。装机容量及运行参数如下。 60m 3/min：335kW、电压380V、电流615A；40m 3/min：262kW、电压380V、电流390A、功率因数0.85。 表1品牌IHI-SULLAIR 离心 式压缩机SULLAIR 螺杆式压 缩机 型号TRE-950kW 5台LS25S-300L 气量/压力/（m 3/min）/MPa 190/0.7 单台41.8/0.7 数量/台15装机功率/kW 950 1 120(224×5)轴功率/kW 920冬天和夏天的气密度不一样，从离心机的设计原理要求，必须保证电机有5%左右的余量 1 235(247×5) 电机普遍使用15%的服务系数运行，使 用年份较长的螺杆机产气量有所下降效率更低 比功率 4.84 5.9节能率计算/%离心机比螺杆机节电约18电费/(万元/年)515628 维修成本/(万元/年)≈3 6×5（不含机头大修 费用）合计节省 /(万元/年) 140 表2 改前螺杆机 改后离心机备注 总装备/台61实际运行/台31总装机容量 /kW 1 682(低压)850(高压)年耗电量/万 kW .h 725（3台） 635 按8 000h/a 计算，功率因素0.85公称产气量/(m 3/ min)160170 螺杆机实际利用率仅50%～60%、离心机90% 年维修费用/(万元/年)34.623取消总包，备机维修按1台费用估算总投资成本/万元 504 202 螺杆单价60（40m 3） 、96（60m 3）