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【摘要】通过对国内生产的典型的电机产品进行研究，双级螺杆式压缩机的COP产值高于双级活塞式压缩机。不同方案配置的电机，其功率具有明显的不同，活塞式压缩机与螺杆式压缩机相比，前者的电机总功率明显大于后者。在制冷系统的设计选型的过程中，应该根据不同压缩机不同的选型方案和电机功率进行针对性的优化。本文就双级活塞式压缩机和双级螺杆式压缩机的应用现状进行分析，探讨两者制冷压缩机的性能，并研究压缩机的优化策略，根据国产电动机的技术发展情况，对压缩机配置电机进行优化，并通过运用实例进行分析，以便促进制冷压缩机的节能优化效果的提高。
【关键词】双级制冷压缩机；配置；节能优化
中图分类号：TE08文献标识码： A
0.引言
制冷压缩机是制冷系统中的重要组成部分，压缩机的功能和特征决定了制冷系统的特征和能力。在某种程度上，制冷系统的设计和配置主要在压缩机的能力中体现出来。世界各国都在致力于制冷压缩机的研究，随着新的研究成果不断的出现，压缩机的性能水平在不断的提升[1]。压缩机在制冷系统中是能耗最大的部件，不同的压缩机的配置，产生的投资和运行经济性也就不同。本文根据目前螺杆式压缩机和活塞式压缩机的典型产品进行研究，从工程使用的角度分析，研究压缩机的节能优化配置。
1.活塞式和螺杆式压缩机的应用现状
工业制冷通常使用活塞式和螺杆式压缩机，尤其在冷库制冷系统中最常用。在上世纪九十年代，我国冷库常用活塞式压缩机，在九十年代后，螺杆式压缩机的运用范围逐渐扩大。笔者对我国东部某地十几家冷藏企业采用的压缩机进行调查分析，使用活塞式压缩机的厂家较多，就占有总比率的78%，另外，也有少数厂家同时使用这两种压缩机。对我国西部某地的使用冷库的厂家进行调查分析，70个冷库使用压缩机的有65家，其中采用螺杆式压缩机的仅有5家，大部分都采用活塞式压缩机。根据国外发达国家使用压缩机的情况分析，大多数冷库使用的是螺杆式压缩机。因此可以看出，我国的冷冻冷藏企业在压缩机的选取方面，与发达国家相比具有较大的差距[2]。
2.活塞式和螺杆式压缩机的性能研究
在以往，我国冷库低温冷藏和冻结均采用零下33℃和零下28℃的蒸发温度，通常运用单机双级活塞式制冷压缩机。笔者对双级压缩机典型工况进行分析，根据市场的产品，活塞式压缩机选用的是国产125、170、250系列的单机双级制冷压缩机。其主要性能为制冷量随着型号的加大而增加，轴功率也随着型号的加大而增加，其中国产250型号的轴功率明显比国产125和170的要大。国产250的电机功率最大，最高达到400KW。另外，螺杆式压缩机选用的是大冷单机双级压缩机。性能主要为制冷量、轴功率、电机功率均随着型号的加大而增加，螺杆式压缩机和活塞式压缩机在同一型号的情况下，螺杆式的制冷量和电机功率均大于活塞式压缩机。在相同温度的情况下，螺杆式压缩机的COP值明显优于活塞式压缩机的COP值。由此可以看出，选用螺杆式压缩机比活塞式压缩机具有较明显的节能优化效果。另一方面，大多数企业在选用制冷压缩机的时候，比较重视压缩机的价格，忽视了压缩机的运行效率[3]。实际上，压缩机的运行效率决定其运行的费用，COP值增加了多少就等于节约了多少的电能。尤其是针对冷库运行装置，需要全年正常运行，如果选用螺杆式压缩机，全年就可以节约较多的电能，节能效益比较明显。
3.压缩机的台数优化策略
其一，工程上压缩机台数选择应遵循的原则。当制冷压缩机的类型确定后，就需要选择压缩机的数量。确定压缩机的数量需要遵循一定的原则。首先配备的压缩机应当尽量的减少，以便简化系统，方便操作管理。但压缩机的总数量不应少于两台，确保在负荷变化时能够进行及时的调节。在检修的时候，能够确保有一台正常运行。其次，在通常情况下，制冷压缩机的配置总制冷量要根据生产要求为标准，不需要考虑备用机。另外，在实际选择的过程中，需要根据实际工程的具体情况进行分析。制冷工程中实际热负荷通常会随着外界条件的变化而变化，在运行的过程中需要不断调节压缩机的制冷量。在工业中使用活塞式压缩机一般会设有能量调節装置，用来分档调节制冷量。螺杆式压缩机设有调阀，能够在较大范围内调节制冷量。在压缩机的容量调节中，气体的压缩功能随着容量的减小而减少，但整体的压缩机的机械损耗维持不变。因此，在使用多台式压缩机的时候，可以在低负荷的调节工况的情况下，进行节能优化。
其二，多台压缩机系统的效益。在同一系统中分别使用一台压缩机和四台压缩机时，比较压缩机的卸载特性。当冷量调节到百分之五十的时候，单机所需功率为满负荷的百分之七十五，四台压缩机系统可以停止使用两台，所需要的功率为满负荷的百分之五十。负荷变化范围越大，多台压缩机系统的节能效果就会更好。在实际工程中，各种制冷系统部分负荷运行的时间占有的比例较大[4]。因此，在使用多台型系统时具有较好的运行节能效果。多台型系统也有不足之处，例如在使用多台型系统的时候，必须使得每台压缩机尽量缩小化。
4.国产电动机的技术研究和压缩机配置电机的优化方案
压缩机配置的电动机基本为三相异步电动机。在上世纪八十年代，商业部曾组织对全国压缩机进行调查，根据调查结果表明，压缩机配置的电动机负载率普遍偏低。冷藏企业的耗电量85%左右是由制冷系统消耗的，制冷系统中的压缩机耗电量占有65%左右，因此，对压缩机所配置的电动机的节能意义重大。通常情况下，电动机的最高效率点在额定功率的75%到100%之间，平均负载在42%到75%之间，其效率低于额定效率。在实际工作中，电动功率通常会比较大。在八十年代初期，我国开发了Y系列的三相异步电动机，其具有高效、节能的优势。随之又相继开发了Y2和Y3系列的电动机，在性能方面更加优化。对于制冷压缩机来说，电动机具有较高的启动性能和短期的超载能力。Y系列的电动机也具备这方面的功能，在气动性能方面具有明显的改进。
5.制冷压缩机和电机配置优化节能的实例分析
在沿海某地建立一个模拟的低温物流冷库，该冷库所需的制冷量为450KW，蒸发温度为32℃，冷凝温度为41℃，根据这一实例，对压缩机和电机配置优化进行比较分析。根据市场产品，运用活塞式压缩机和螺杆式压缩机进行分析，采用不同的电机配置方案进行分析。通过对压缩机COP值和电动机功率进行比较分析表明，压缩机的选型优化直接关系到本身的投资和运行费用，以及用户电力系统的投资和运行费用。通过对不同方案部分负荷下的性能分析得出，不同制冷量压缩机组合方案，比相同的制冷量压缩机组合的方案具有更好的调节性能。
6.总结
通过对活塞式和螺杆式压缩机的现状进行分析，在压缩机数量方面进行优化，通过与国产电动机的发展研究，使得压缩机配置电机进行优化，并通过对制冷压缩机和电机配置优化节能的实例进行分析，对双级制冷压缩机配置进行优化，能够有效的节约电能，降低电耗量，降低成本。另外，还需要根据实际情况选取合适的制冷压缩机。
【参考文献】
[1]张建一.美国和加拿大冷库设计的节能技术研究[J].制冷学报，2012，14(03)：147-148．
[2]李莉，刘秀丽.制冷空调节能技术[M].北京：机械工业出版社，2011，112-113．
[3]黄国治，傅丰礼，李焕大.Y2系列三相异步电动机技术手册[M].机械工业出版社，2011，168-169.
[4]陈建飞，黄海军.双级制冷压缩机的优化处理研究[J].制冷技术，2011，15（07）：134-135.
【关键词】双级制冷压缩机；配置；节能优化
中图分类号：TE08文献标识码： A
0.引言
制冷压缩机是制冷系统中的重要组成部分，压缩机的功能和特征决定了制冷系统的特征和能力。在某种程度上，制冷系统的设计和配置主要在压缩机的能力中体现出来。世界各国都在致力于制冷压缩机的研究，随着新的研究成果不断的出现，压缩机的性能水平在不断的提升[1]。压缩机在制冷系统中是能耗最大的部件，不同的压缩机的配置，产生的投资和运行经济性也就不同。本文根据目前螺杆式压缩机和活塞式压缩机的典型产品进行研究，从工程使用的角度分析，研究压缩机的节能优化配置。
1.活塞式和螺杆式压缩机的应用现状
工业制冷通常使用活塞式和螺杆式压缩机，尤其在冷库制冷系统中最常用。在上世纪九十年代，我国冷库常用活塞式压缩机，在九十年代后，螺杆式压缩机的运用范围逐渐扩大。笔者对我国东部某地十几家冷藏企业采用的压缩机进行调查分析，使用活塞式压缩机的厂家较多，就占有总比率的78%，另外，也有少数厂家同时使用这两种压缩机。对我国西部某地的使用冷库的厂家进行调查分析，70个冷库使用压缩机的有65家，其中采用螺杆式压缩机的仅有5家，大部分都采用活塞式压缩机。根据国外发达国家使用压缩机的情况分析，大多数冷库使用的是螺杆式压缩机。因此可以看出，我国的冷冻冷藏企业在压缩机的选取方面，与发达国家相比具有较大的差距[2]。
2.活塞式和螺杆式压缩机的性能研究
在以往，我国冷库低温冷藏和冻结均采用零下33℃和零下28℃的蒸发温度，通常运用单机双级活塞式制冷压缩机。笔者对双级压缩机典型工况进行分析，根据市场的产品，活塞式压缩机选用的是国产125、170、250系列的单机双级制冷压缩机。其主要性能为制冷量随着型号的加大而增加，轴功率也随着型号的加大而增加，其中国产250型号的轴功率明显比国产125和170的要大。国产250的电机功率最大，最高达到400KW。另外，螺杆式压缩机选用的是大冷单机双级压缩机。性能主要为制冷量、轴功率、电机功率均随着型号的加大而增加，螺杆式压缩机和活塞式压缩机在同一型号的情况下，螺杆式的制冷量和电机功率均大于活塞式压缩机。在相同温度的情况下，螺杆式压缩机的COP值明显优于活塞式压缩机的COP值。由此可以看出，选用螺杆式压缩机比活塞式压缩机具有较明显的节能优化效果。另一方面，大多数企业在选用制冷压缩机的时候，比较重视压缩机的价格，忽视了压缩机的运行效率[3]。实际上，压缩机的运行效率决定其运行的费用，COP值增加了多少就等于节约了多少的电能。尤其是针对冷库运行装置，需要全年正常运行，如果选用螺杆式压缩机，全年就可以节约较多的电能，节能效益比较明显。
3.压缩机的台数优化策略
其一，工程上压缩机台数选择应遵循的原则。当制冷压缩机的类型确定后，就需要选择压缩机的数量。确定压缩机的数量需要遵循一定的原则。首先配备的压缩机应当尽量的减少，以便简化系统，方便操作管理。但压缩机的总数量不应少于两台，确保在负荷变化时能够进行及时的调节。在检修的时候，能够确保有一台正常运行。其次，在通常情况下，制冷压缩机的配置总制冷量要根据生产要求为标准，不需要考虑备用机。另外，在实际选择的过程中，需要根据实际工程的具体情况进行分析。制冷工程中实际热负荷通常会随着外界条件的变化而变化，在运行的过程中需要不断调节压缩机的制冷量。在工业中使用活塞式压缩机一般会设有能量调節装置，用来分档调节制冷量。螺杆式压缩机设有调阀，能够在较大范围内调节制冷量。在压缩机的容量调节中，气体的压缩功能随着容量的减小而减少，但整体的压缩机的机械损耗维持不变。因此，在使用多台式压缩机的时候，可以在低负荷的调节工况的情况下，进行节能优化。
其二，多台压缩机系统的效益。在同一系统中分别使用一台压缩机和四台压缩机时，比较压缩机的卸载特性。当冷量调节到百分之五十的时候，单机所需功率为满负荷的百分之七十五，四台压缩机系统可以停止使用两台，所需要的功率为满负荷的百分之五十。负荷变化范围越大，多台压缩机系统的节能效果就会更好。在实际工程中，各种制冷系统部分负荷运行的时间占有的比例较大[4]。因此，在使用多台型系统时具有较好的运行节能效果。多台型系统也有不足之处，例如在使用多台型系统的时候，必须使得每台压缩机尽量缩小化。
4.国产电动机的技术研究和压缩机配置电机的优化方案
压缩机配置的电动机基本为三相异步电动机。在上世纪八十年代，商业部曾组织对全国压缩机进行调查，根据调查结果表明，压缩机配置的电动机负载率普遍偏低。冷藏企业的耗电量85%左右是由制冷系统消耗的，制冷系统中的压缩机耗电量占有65%左右，因此，对压缩机所配置的电动机的节能意义重大。通常情况下，电动机的最高效率点在额定功率的75%到100%之间，平均负载在42%到75%之间，其效率低于额定效率。在实际工作中，电动功率通常会比较大。在八十年代初期，我国开发了Y系列的三相异步电动机，其具有高效、节能的优势。随之又相继开发了Y2和Y3系列的电动机，在性能方面更加优化。对于制冷压缩机来说，电动机具有较高的启动性能和短期的超载能力。Y系列的电动机也具备这方面的功能，在气动性能方面具有明显的改进。
5.制冷压缩机和电机配置优化节能的实例分析
在沿海某地建立一个模拟的低温物流冷库，该冷库所需的制冷量为450KW，蒸发温度为32℃，冷凝温度为41℃，根据这一实例，对压缩机和电机配置优化进行比较分析。根据市场产品，运用活塞式压缩机和螺杆式压缩机进行分析，采用不同的电机配置方案进行分析。通过对压缩机COP值和电动机功率进行比较分析表明，压缩机的选型优化直接关系到本身的投资和运行费用，以及用户电力系统的投资和运行费用。通过对不同方案部分负荷下的性能分析得出，不同制冷量压缩机组合方案，比相同的制冷量压缩机组合的方案具有更好的调节性能。
6.总结
通过对活塞式和螺杆式压缩机的现状进行分析，在压缩机数量方面进行优化，通过与国产电动机的发展研究，使得压缩机配置电机进行优化，并通过对制冷压缩机和电机配置优化节能的实例进行分析，对双级制冷压缩机配置进行优化，能够有效的节约电能，降低电耗量，降低成本。另外，还需要根据实际情况选取合适的制冷压缩机。
【参考文献】
[1]张建一.美国和加拿大冷库设计的节能技术研究[J].制冷学报，2012，14(03)：147-148．
[2]李莉，刘秀丽.制冷空调节能技术[M].北京：机械工业出版社，2011，112-113．
[3]黄国治，傅丰礼，李焕大.Y2系列三相异步电动机技术手册[M].机械工业出版社，2011，168-169.
[4]陈建飞，黄海军.双级制冷压缩机的优化处理研究[J].制冷技术，2011，15（07）：134-135.