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压缩机的选择：螺杆还是涡旋？

压缩机是整个空调系统的核心，也是系统动力的源泉。整个空调的动力，

全部由压缩机来提供，压缩机就相当于把一个实物由低势位搬到高势位地方

去，在空调中它的目的就是把低温的气体通过压缩机压缩成高温的气体，最后

气体在换热器中和其他的介质进行换热。所以说压缩机的好坏会直接影响到整

个空调的效果。

在空调机的应用领域，常见的压缩机形式有离心式、螺杆式、活塞式、涡

旋式。从蒸气的原理分类，离心式属于速度型，螺杆式、活塞式和涡旋式属于

容积型，由于设计上的一些缺陷和自身效率低下，活塞式压缩机已经逐渐淡出

人们的视线。离心式压缩机一般应用于较大制冷量的工况，单机最小制冷量都

在600KW以上，其最大缺陷在于低负荷工况，当实际负荷小于压缩机的50%

时，离心式压缩机容易产生喘振，损坏设备，而空调系统全年运转，绝大部分

时间是低负荷工况，一半以上时间处于设计最大负荷的50%以下，所以离心式

压缩机一般在大型水冷系统中使用较多，而风冷空调使用较少。

目前大中型直膨式新风空调所采用的主流压缩机为全封闭涡旋式和半封闭

螺杆式。两者相比，螺杆式压缩机单台制冷量比涡旋式压缩机高，目前螺杆式

压缩机制冷范围100KW~1000KW，涡旋式目前最大制冷量为50HP，即约125kw。

所以从单台制冷量上来说，螺杆机适用范围较广，也正是因为这个原因，从节

约成本角度考虑，在大中型直膨式空调机组上，采用单台或者两台并联的方式

成为很多采用螺杆压缩机厂家的首选。相比之下采用多台涡旋压缩机并联方式

有着更多的技术性能优势，见图（1）。

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图（1）直膨式新风空调内部压缩机并联示意

首先，涡旋压缩机没有余隙容积，涡盘泄漏损失和流动损失很少，满负荷

运转时，其单机标准能效比均在3.3以上，而螺杆压缩机一般都在3.15以下。

同时，并联的压缩机台数越多，其中任何一台损坏维修所带来的影响会将至最

低。

其次，空调运行在部分负荷的时间至少占70%以上，当部分负荷运转时，

涡旋压缩机并联时可以将其中的一台或多台压缩机停止，而其他压缩机仍然满

符合运转，相比之下螺杆机是采用了压缩机部分能力卸载的方式来实现。因为

压缩机整机处于运转状态，其卸载部分的固定功耗仍然存在，因此压缩机卸载

时，其卸载比例和功耗比例并不成正比，如图（2）所示，当冷量卸载50%时，

输入功率只下降30%，而及时压缩机全部卸载时，输入功率只下降50%，因此螺

杆机在卸载时能耗比会有所下降，尤其对于制冷量较大的空调，其浪费的绝对

电能是可观的。

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图（2）螺杆压缩机卸载时电机功率曲线

第三，当螺杆机卸载部分能力后，电机负载减小，功率因数降低，电机效

率偏离最佳点，其输出功率降低，如图（3）所示。造成了电能的浪费，而涡旋

机因为部分压缩机满负荷运转电机功率不受影响。

图（3）电机转矩、转速及功率曲线

当螺杆压缩机卸载时，实际输气量相对于转子显得很小，因为余隙容积是

一定的，所以气体泄漏率比例升高，其能效比也出现了明显的衰减，如（图）

所示，当能效比卸载50%时，其能效比降低到满负荷时的70%。

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图（四）螺杆压缩机卸载时能效比变化曲线

因为大部分时间压缩机运行在部分负荷工况下，各种工况下最低蒸发温度

和最高冷凝温度就是该工况下所能适用的极限外气条件