董學(xué)方+++孔憲梅

摘 要：螺桿式壓縮機(jī)近年來被應(yīng)用于各行各業(yè)中，尤其在煤炭凍結(jié)、化工、制藥、速凍等領(lǐng)域，都取得了一定的進(jìn)展。文章將對市面上常見的幾種螺桿式低溫制冷壓縮機(jī)組進(jìn)行對比，并深入研究螺桿式低溫制冷壓縮機(jī)組中壓縮機(jī)和機(jī)組的節(jié)能技術(shù)，以供相關(guān)從業(yè)人員借鑒學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：螺桿式壓縮機(jī)；雙級壓縮；雙機(jī)壓縮；單級壓縮

隨著全球變暖的日益嚴(yán)重，環(huán)境問題成為業(yè)界面臨的主要問題之一，因此如何節(jié)約能耗，減少資源的浪費，成為各行各業(yè)共同關(guān)注的問題。螺桿式壓縮機(jī)應(yīng)用廣泛，是許多領(lǐng)域不可缺少的制冷設(shè)備，因此提高螺桿式低溫制冷機(jī)組的環(huán)保性能夠有效的減少能量的消耗，環(huán)節(jié)臭氧層破壞等環(huán)境問題。文章將通過對螺桿式低溫制冷機(jī)組不同制冷劑的應(yīng)用分析，探討螺桿式低溫制冷機(jī)組的節(jié)能技術(shù)。

1 常見的螺桿式低溫制冷機(jī)組

1.1 帶經(jīng)濟(jì)器螺桿式低溫制冷機(jī)組

這種帶經(jīng)濟(jì)器螺桿式低溫制冷機(jī)組十分常見，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，適用于低溫工況，但制冷效果十分有限，無法應(yīng)付大規(guī)模的制冷工作，一般來說，可通過簡化該螺桿式低溫制冷機(jī)組的系統(tǒng)設(shè)計，來達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。[1]

1.2 螺桿式雙級壓縮制冷機(jī)組

該系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛，可應(yīng)付不同溫度工況的工作，并且節(jié)能，中間完全冷卻系統(tǒng)的COP值較中間不完全冷卻系統(tǒng)的COP值高，這在一定程度上減少了該螺桿式低溫制冷機(jī)組油量的使用，即使在封閉的環(huán)境下增加該螺桿式低溫制冷機(jī)組的油量，也不會影響該螺桿式低溫制冷機(jī)組的油分離器的效果，是一種能夠隨著蒸發(fā)溫度而改變壓縮機(jī)油泵的螺桿式低溫制冷機(jī)組。此外，螺桿式雙級壓縮制冷機(jī)組具有良好的容積比，能夠根據(jù)冷凝溫度，將蒸發(fā)溫度調(diào)整到最佳，因此該螺桿式低溫制冷機(jī)組能在不增加油量消耗的前提下，保證冷卻排氣，性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于帶經(jīng)濟(jì)器螺桿式低溫制冷機(jī)組。

1.3 單機(jī)雙級壓縮制冷機(jī)組

相比螺桿式雙級壓縮制冷機(jī)組，單機(jī)雙級制冷機(jī)組的性能要稍差一點，系統(tǒng)也存在著一些不足。相比其他螺桿式低溫制冷機(jī)組，單機(jī)雙級壓縮制冷機(jī)組的占地面積大，這在一定程度上增加了單機(jī)雙級壓縮制冷機(jī)組的成本，并且這種類型的螺桿式低溫制冷機(jī)組的管路閥門復(fù)雜，給維修人員的工作提出了一定的挑戰(zhàn)，也給日常的維護(hù)工作增加了一定的難度。但在某些情況下，單機(jī)雙級壓縮制冷機(jī)組也彌補(bǔ)了其他種類螺桿式低溫制冷機(jī)組的不足。主要體現(xiàn)在單機(jī)雙級壓縮冷卻機(jī)組能夠調(diào)節(jié)內(nèi)容積比，考慮到螺桿式低溫制冷機(jī)組要一年四季不間斷的運行，該功能會增加單機(jī)雙級壓縮制冷機(jī)組的運行效率，從而省去大量的額外功耗。[2]從這個角度講，單機(jī)雙級壓縮制冷機(jī)組具有其他螺桿式低溫制冷機(jī)組不具備的節(jié)能功能。此外，這種類型的螺桿式低溫制冷機(jī)組只采用一臺壓縮機(jī)和一臺電機(jī)，并且該機(jī)組的油路系統(tǒng)較為簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，大大方便了操作人員的日常操作。

2 螺桿式低溫制冷機(jī)組節(jié)能技術(shù)

上述幾種螺桿式低溫制冷機(jī)組都是常見的制冷機(jī)組，在所從事工作中，主要使用單級螺桿式低溫制冷機(jī)組，制冷的最低溫度為-7℃，因此，就單級制冷機(jī)組的節(jié)能技術(shù)進(jìn)行研究。

2.1 應(yīng)用環(huán)保制冷劑

2.1.1 R22制冷劑

R22制冷劑是當(dāng)前使用最為廣泛的一種中低溫制冷劑，應(yīng)用范圍包括家用空調(diào)、商用空調(diào)、食品冷凍設(shè)備、冷凍冷凝機(jī)組、工業(yè)制冷等，對于滿足大范圍的制冷需求起到了重要的促進(jìn)作用。

2.1.2 R134a制冷劑

R134a也是一種使用非常廣泛的中低溫環(huán)保型制冷劑，此種制冷劑不僅具有節(jié)能性，還具有良好的綜合性能，因此當(dāng)前其已經(jīng)成為一種安全有效的R12替代品，在R12制冷劑應(yīng)用的多數(shù)領(lǐng)域也有著廣泛使用，如中央空調(diào)、冰箱、冷柜、冷庫、商業(yè)制冷、冷凍冷凝機(jī)組等。

R134a的化學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)，但其溶水性高于R22，因此容易出現(xiàn)對制冷系統(tǒng)不利的情況，即使只存在少量的水分，一旦受到潤滑油的影響，就會產(chǎn)生一氧化碳、二氧化碳、酸等氣體，從而對金屬產(chǎn)生腐蝕作用，不利于制冷機(jī)組的運行效率提升。因此，在使用R134a制冷劑時，應(yīng)當(dāng)保證制冷機(jī)組的干燥和清潔。

2.2 螺桿式單級壓縮制冷機(jī)組節(jié)能技術(shù)

首先，螺桿式單級壓縮制冷機(jī)可以應(yīng)用壓差供油方法，相比于傳統(tǒng)的強(qiáng)制供油法，可以避免油泵常開，由此也就能夠大大節(jié)省油泵功耗，減小磨損。另外，通過根據(jù)壓差合理的供給壓縮機(jī)油量，還能夠在很大程度上避免附加攪拌功耗，減小磨損，從而達(dá)到節(jié)能目的。

其次，當(dāng)內(nèi)壓和外壓比相同時，螺桿式壓縮機(jī)的能耗最低，尤其是應(yīng)用低溫螺桿機(jī)。根據(jù)實踐研究顯示，制冷機(jī)組的內(nèi)容積比合理調(diào)節(jié)，最大可以節(jié)省功率達(dá)14.7%。如果制冷機(jī)組是全年運行，當(dāng)蒸發(fā)溫度低于-25℃時，可以將內(nèi)容積比固定為5.0，不再調(diào)節(jié)，仍可以保證節(jié)能效果。

最后，螺桿式低溫制冷機(jī)組的節(jié)能指標(biāo)主要表現(xiàn)為單位制冷量的耗電量，也就是壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)指標(biāo)（COP）。影響COP指標(biāo)的因素有壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子型線、孔口設(shè)計、潤滑油量、零部件間隙等，因此，為了保證節(jié)能效果，應(yīng)科學(xué)設(shè)計轉(zhuǎn)子型線，如采用雙邊不對稱型線，優(yōu)化孔口的位置和大小，合理應(yīng)用潤滑油，根據(jù)有限元方法科學(xué)計算零部件間隙等。通過采用上述措施，既可以延長壓縮機(jī)使用壽命，還能夠達(dá)到理想的節(jié)能效果。

3 結(jié)束語

綜上所述，在制冷行業(yè)大力推行節(jié)能的制冷劑是節(jié)能減排的最好方法，相關(guān)企業(yè)要注意螺桿式低溫制冷機(jī)組盡量有節(jié)制的使用，從而避免螺桿式低溫制冷機(jī)組讓環(huán)境問題更加嚴(yán)重。

參考文獻(xiàn)

[1]盧允莊，張為民，周海峰，等.用于低溫復(fù)疊式制冷的CO2螺桿式壓縮機(jī)組的性能實驗[J].制冷與空調(diào)，2011，05：93-97.

[2]古宗敏.商用空氣源熱泵機(jī)組級端環(huán)境氣溫下運行性能分析及系統(tǒng)改進(jìn)實驗研究[A].南昌大學(xué)[C].中國制冷學(xué)會、全國商業(yè)冷藏科技情報站，2013.

[3]卓存真.螺桿制冷壓縮機(jī)組的節(jié)能技術(shù)探討[A].中國制冷學(xué)會、全國商業(yè)冷藏科技情報站.第六屆全國食品冷藏鏈大會論文集，2010：4.