螺杆式与离心式制冷压缩机的简介和对比

离心压缩机与螺杆压缩机的对比离心和螺杆压缩机的对比，即二者的优缺点，异同点，及使用场合离心压缩机的基本原理离心压缩机是产生压力的机械，是透平压缩机的一种。

透平是英译音“TURBINE”，即旋转的叶轮。

在全低压空分装置中，离心压缩机得到广泛应用，逐渐出现了离心压缩机取代活塞压缩机的趋势。

一、离心压缩机：指气体在压缩机中的运动是沿垂直于压缩机轴的径向进行的。

二、工作原理：是工作轮在旋转的过程中，由于旋转离心力的作用及工作轮中的扩压流动，使气体的压力得到提高，速度也得到提高。

随后在扩压器中进一步把速度能转化为压力能。

通过它可以把气体的压力提高。

三、特点：离心压缩机是一种速度式压缩机，与其它压缩机相比较：优点：⑴排气量大，排气均匀，气流无脉冲。

⑵转速高。

⑶机内不需要润滑。

⑷密封效果好，泄露现象少。

⑸有平坦的性能曲线，操作范围较广。

⑹易于实现自动化和大型化。

⑺易损件少、维修量少、运转周期长。

缺点：⑴操作的适应性差，气体的性质对操作性能有较大影响。

在机组开车、停车、运行中，负荷变化大。

⑵气流速度大，流道内的零部件有较大的摩擦损失。

⑶有喘振现象，对机器的危害极大。

四、适用范围：大中流量、中低压力的场合。

五、分类：⑴按轴的型式分：单轴多级式，一根轴上串联几个叶轮。

双轴四级式，四个叶轮分别悬臂地装在两个小齿轮的两端，旋转*电机通过大齿轮驱动小齿轮。

⑵按气缸的型式分：水平剖分式和垂直剖分式。

⑶按级间冷却形式分类：级外冷却，每段压缩后气体输出机外进入冷却器。

机内冷却，冷却器和机壳铸为一体。

⑷按压缩介质分类：空气压缩机、氮气压缩机、氧气压缩机等。

螺杆压缩机是容积式压缩机中的一种，空气的压缩是靠装置于机壳内互相平行啮合的阴阳转子的齿槽之容积变化而达到。

转子副在与它精密配合的机壳内转动使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化而沿着转子轴线，由吸入侧推向排出侧,完成吸入、压缩、排气三个工作过程。

螺杆空压机的特点1）螺杆压缩机与活塞压缩机相同，都属于容积式压缩机。

就使用效果来看螺杆空压机有如下优点。

2）可靠性高。

螺杆压缩机零部件少，没有易损件，因而它运转可靠，寿命长。

操作维护方便。

螺杆压缩机自动化程度高，操作人员不必经过长时间的专业培训，可实现无人值守运转。

3）动力平衡好。

螺杆压缩机没有不平衡惯性力，机器可平稳地高速工作，可实现无基础运转，特别适合作移动式压缩机，体积小、重量轻、占地面积少。

4）适应性强。

螺杆压缩机具有强制输气的特点，容积流量几乎不受排气压力的影响，在宽阔的范围内能保持较高效率，在压缩机结构不作任何改变的情况下，适用于多种工况。

螺杆压缩机的主要缺点1）造价高。

由于螺杆空压机的转子齿面是一空间曲面，需利用特制的刀具在昂贵的专用设备上进行加工。

另外，对螺杆式空压机油气桶的加工精度也有很高要求。

2）不能适用于高压场合。

由于受到转子刚度和轴承寿命的限制，螺杆压缩机只能适用于中、低压范围，排气压力一般不超过3Mpa。

3）不适用于小排气量场合。

螺杆式压缩机依靠间隙密封气体，目前一般只有容积流量大于0.2M3/min时，螺杆压缩机才具有优越的性能。

另外，螺杆机进入市场已经很久，除机头外已没什么重大技术机密，所以维修厂商很多，很多零件都可以相互换用，故单次维修费用较低。

同时螺杆机备品及耗材相对离心机要便宜很多，更具备离心机所不可能的快速反应能力。

1. 流量大：而气体流经离心压缩机是连续的，其流通截面积较大，且因叶轮转速很高，故气流速度很大，因而流量很大(有的离心压缩机进气量可达6000 m3/min以上)。

这样可使与输气量有关的产品产量大大提高。

2.转速高：离心压缩机转子[轴和由轴带动一起旋转的所有零部件(如叶轮、推力盘、平衡盘等)的总称为转子]只作旋转运动，几乎无不平衡质量，转动惯量较小，运动件与静止件保持一定的间隙，因而转速可以提高。

一般离心压缩机的转速为5000≤n≤20000r/min，由于转速高，适用工业汽轮机直接驱动，既可简化设备，又能利用化工厂的热量，可大大减少外供能源，还便于实现压缩机的变转速调节。

3. 结构紧凑：机组重量与占地面积比用同一流量的活塞压缩机小得多。

4. 运转可靠，维修费用低：而离心压缩机运转平稳，一般可连续1～3年不需停机检修，亦可不用备机，故运转可靠，维修简单，操作费用低。

5. 单级压力比不高：单级压力比不高，高压力比所需的级数比活塞式的多。

所以目前排气压力在70MPa以上的，只能使用活塞压缩机。

6. 不适用于较小的流量：由于转速高，流通截面积较大，故不能适用于太小的流量。

由于离心压缩机的优点显著，特别适合于大流量，且多级、多缸串联后最大工作压力可达到70MPa，故现代的大型化肥、乙烯、炼油、冶金、制氧、制药等生产装置中大都采用了离心压缩机。

综上所述，表明了离心压缩机作为一种高速旋转机器，对材料、制造与装配均有较高的要求，因而这种机器的造价是较高的，有的离心压缩机一台造价达数百万甚至上千万之多。

当然，应用离心压缩机参与生产过程将会生产出大量的工业产品，它所创造的价值也是十分可观的。

用旋转叶轮实现能量转换，使气体主要沿径向离心方向流动从而提高压力的机器称为离心压缩机。

离心压缩机出口的气体压力在200kPa以上，以区别出口压力低的离心通风机和鼓风机。

气体分子量对所需压缩功的影响很大：多变压缩功的大小与气体的子量和等熵指数有关。

特别是气体分子量的大小影响更大。

若要达到相同的压力比，压缩重气体时，所需级数少；反之，压缩轻气体时，所需级数多。

离心式冷水机组离心式制冷机以其单机制冷量大，占地面积少、初期投资省、能耗低、易损件少、可靠性高、维修率低等优点，广泛用于需要大、中等冷量的高层办公楼、宾馆、剧院、商场、医院、矿井等场所的舒适性中央空调和石油、化工、冶金、化纤、点子、核电站等工业部门的工业冷却及工艺流程。

据不完全统计，空调面积在5,000-10,000㎡的城市建筑物中，有40％采用离心是冷水机组；空调面积在10,000㎡以上的城市建筑物中，有60％采用离心式冷水机组。

在国外，更有在用冷水较多的地方，采用大型离心式冷水机组进行区域性集中供冷，供冷半径在2-3km范围之内。

如日本新宿新都心地域冷暖房，对空调面积1,426,175㎡的11幢大楼集中供冷（并供暖），总制冷量达14,455k W，仅用了8台离心式冷水机组。

离心式压缩机与往复式压缩机和螺杆式压缩机（它们都是容量式系统）相比，离心式压缩机的优势在于：它可以通过叶轮旋转产生的离心力来压缩大容积的低压制冷剂。

离心式压缩机适用于大容量的制冷设备。

在离心机设备的使用上，没有一个国家可以和美国相比。

现在世界上安装使用的117,000台离心式压缩机制冷设备中，有83,000台在美国，13,400台在日本，其余的在欧洲和东亚。

在这些正在使用的离心式压缩机设备中，多数迟早要被改进/更新的。

美国约有40,000 台，而在日本约有7,000台。

从产量来看，多数离心式压缩机（无论在美国国内销售，还是从美国出口至其他国家和地区的）都产自开利、McQuay、特灵和约克四家公司。

ARI-USA 的统计数据表明，2002年，使用离心机和大型螺杆机驱动的冷水机组市场成交量约为8,000 台，其中由离心式压缩机驱动的约5,000台。

考虑到制冷剂类型的多样性，美国各主要制造商都为用户提供不同制冷剂的机型以供选择。

R123机型是一种性能居中的解决方案，而迄今被认为最合适的替代机型当属R134a机型。

开利和McQuay仅销售R134a型。

特灵仍保持R123机型，因为采用这种制冷剂的机型效率高、运行稳定而且在价格上也有竞争优势，约克除提R123 和R134a机型外，还向市场提供以氨为制冷剂的离心式压缩机。

各种各样的HFC合制冷剂及天然制冷剂机型都处在研究阶段，关于它们的性能目前仍无定论。

特灵被认为是全世界最优秀的离心式冷水机组且制造商，它采用R123 制冷剂。

特灵称，将三级叶轮转子与电机直接相连，可获得该领域的最高COP值。

在日本，离心式冷水机组的市场在急剧缩小。

2002年度，总产量仅为227台，不及高峰期年产量800^1,000台的一半。

目前，日本国内比较活跃的离心式压缩机制造商只剩下日立、三菱重工和Ebara三家，它们恰好都是吸收式冷水机组的主要制造商。

另一方面，有相当数量的特灵和McQuay冷水机组进口到日本。

三菱重工正积极地向世界市场推销其新款离心式冷水机组系列产品，该系列产品的COP值非常高（美国空调与制冷学会的测量值为6.5）。

为同三菱重工竞争，日立最近也开发出了使用R314a为制冷剂的新款高能效机型。

在韩国，LG Cable生产以R134a和R123为制冷剂的离心式压缩机和冷水机组。

Roltec也已将R134a冷水机组商品化。

在中国，中美合资组装企业占据了离心式冷水机组市场的主导地位，如上海一冷开利、约克-无锡和武汉-McQuay。

一冷开利现在不仅生产压缩机，而且还组装冷水机组。

此外，重庆通用机器厂在生产离心式压缩机方面也有一定的知名度。

在欧洲和东亚，占市场主导地位的基本上都是美国的大制造商。