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HVAC:什么是离心式冷水机组

返回列表 作者:工业冷水机厂家 浏览:5689 发布日期:2021-06-01【

  您的建筑物有离心式冷水机吗?如果是这样,您应该知道冷却器通常比商业建筑中的任何其他单一耗能设备消耗更多的电力,除了偶尔使用的超大风扇。效率低下的冷却器会浪费大量电力,即使效率的适度提高也可能产生大量的能源节约和有吸引力的回报。

  然而,谨慎选择冷水机(及其相关效率)很重要——购买高效的冷水机可能并非在所有情况下都具有成本效益。同样重要的是要记住,冷水机组实际上是冷冻水系统的一部分,泵和冷却塔的效率和控制会对整体效率产生重大影响。

  仅将冷水机的效率最大化并不能确保系统有效运行。为了最大限度地提高成本效益,我们建议对整个冷冻水系统进行分析,并在指定冷却器本身的效率时小心谨慎。

  有什么选择?

  离心式冷水机是舒适制冷行业的主力军,其活动部件非常少。因此,它们通常具有高可靠性和低维护要求。

  离心式压缩机的作用非常类似于离心式风扇,通过从叶轮中心径向向外旋转来压缩流过它的蒸汽,允许离心力压缩蒸汽。一些机器使用多个叶轮来分阶段压缩制冷剂

  冷冻水系统的组成部分

  在典型的大型商业建筑中,中央冷水机组由一台或多台冷水机组及其辅助系统组成,为空调提供冷冻水。这种冷冻水被泵送到整个建筑物的一个或多个空气处理器,在那里它从温暖的室内空气中吸收热量。然后冷空气通过管道网络分布在建筑物周围。

  如何做出最佳选择

  您可以在建筑物中安装效率最高的冷水机组,但如果它是低效系统的一部分,您将无法获得冷水机组的所有优势。您需要优化整个冷却器系统以获得最大的节省。

  选择冷水机之前

  减少冷负荷。低效建筑中大约一半的冷负荷来自太阳能增益和照明,因此仔细处理这两种热量增益来源可以产生可观的节省。除了减少建筑物的冷却负荷外,照明改造还可以直接节省能源。

  冷冻水设备还需要几个额外的组件(通常称为辅助或辅助系统)来在冷冻水设备和空气处理器之间移动冷冻水,并将冷冻机的热量排出到外界。辅助设备包括冷冻水泵、冷凝器水泵和冷却塔。

  优化暖通空调辅助系统。冷却塔风扇、冷凝器和冷冻水泵以及空气和水分配系统都应进行分析,以提高潜在的效率。优化对系统及其组件的控制。

  在许多情况下,通过在部分负载条件下修改冷水机组组件的运行特性,可以实现显着的节能。可以对基于微处理器的楼宇自动化系统进行编程,实时地调整运行参数,从而最大限度地提高冷水机组的整体效率。

  冷水机术语

  一吨制冷量是一天内一吨冰融化所吸收的热量,相当于 12,000 Btu/h 或 3.516 热千瓦。

  kW/ton 额定值:

  通常称为效率,但实际上输入到压缩机电机的功率除以产生的冷却量,或千瓦/吨 (kW/ton)。较低的千瓦/吨表示较高的效率。

  性能系数 (COP):

  以 Btu 输出(冷却)除以 Btu 输入(电力)衡量的冷却器效率。将 COP 乘以 3.412 得出能效比。

  能效比 (EER):

  小型冷水机组和屋顶机组的性能通常以 EER 而不是千瓦/吨来衡量。EER 的计算方法是将冷水机的冷却能力(以 Btu/h 为单位)除以其在满负荷条件下的输入功率(以瓦特为单位)。EER 越高,装置的效率越高。

  ARI 条件:

  测量冷却器性能的标准参考条件,由空调和制冷协会 (ARI) 定义:离开冷却器的水为44oFF,进入冷凝器的水为 85oF,100% 负载和 60oF 在零负载。

  综合部分负荷值 (IPLV):

  该指标试图在代表性运行范围内获取更具代表性的“平均”冷水机组效率。根据标准公式,它是冷水机组的效率,以千瓦/吨为单位,在四个工作点上取平均值。

  决定购买哪种冷水机时

  比较各种效率水平的冷水机组,以确定最佳选择。冷却器的年度能源成本可能高达购买价格的三分之一,因此即使效率的适度提高也可以产生大量的能源节约和有吸引力的回报。

  例如,每提高 0.01 千瓦/吨,每吨额外支付 40元,以将 500 吨冷水机组的效率从 0.6 千瓦/吨提高到 0.56 千瓦/吨,这将使该机器的首次成本增加 76000元。但这种变化可能会每年减少多达 20000元的运营成本——假设 1,500 等效满负荷小时和平均每千瓦时 (kWh) 5毛的电力,包括需求费用——将产生四年的简单回报.

  对于运行时间较短并因此产生较低节省的冷水机组,一些买家可能会选择放弃效率提高和额外成本。大多数制造商都有可以帮助您进行此类评估的软件。

  比较冷水机组最有可能遇到的情况。尽管冷水机组的性能会因负载和其他条件的不同而有很大差异,但设计人员经常根据满负载、标准条件的效率来选择冷水机组。但冷水机组大部分时间都在 40% 到 70% 的负载下运行,而这些条件通常与标准条件相差很大。

  要选择运行成本最低的冷水机组,请在设备可能遇到的实际运行条件下评估各种候选冷水机组的效率。

  在比较冷水机组时考虑系统影响。尽管通过最小化每个单独组件的能源消耗来提高冷冻水系统的效率很诱人,但这种方法不一定会导致最高效的系统。

  冷冻水系统的各个部分以复杂的方式相互作用,这使得此类通用处方变得困难。例如,虽然可以通过增加冷冻水流量来提高冷却器的效率,但这将需要更多的泵功率,这可能会超过节省的冷却器功率并导致系统效率的净损失。

  考虑使用计算机模拟来模拟建筑物全年的冷负荷。可用的计算机模拟程序可以执行评估建筑物在不同条件下如何使用能源所需的大量复杂方程。

  最先进的程序能够逐小时计算整年的建筑能耗;它们还可以解释建筑组件之间的相互作用。这使您可以试验不同的效率策略组合,以确定哪些将最具成本效益。

  最著名的每小时仿真软件是 DOE-2(由劳伦斯伯克利国家实验室的仿真研究小组开发),但市场上还有其他几种可用的软件包,其中一些是由 HVAC 设备制造商生产的。

  熟练使用这些建筑能源性能模拟需要一些练习 - 您可能更愿意聘请专门从事这些评估的顾问。

  为多个冷水机安装选择大小不等的机器。恒速冷水机在接近满额定负载时运行最有效(大多数冷水机约为 75%)。如果两台机器安装中的一台冷水机比另一台小,在大多数操作条件下,两台冷水机中的一台应该能够处理接近满负荷运行的工作。

  与一台或两台相同尺寸的冷水机组在较轻的负载下运行相比,可以选择在不同容量的设备之间进行切换将导致更高效的运行。考虑配备变频驱动器 (VFD) 的冷水机组,以最大限度地提高部分负载效率和节能效果。

  现在所有主要制造商都提供变速离心式冷水机,在大多数条件下(尤其是部分负载运行)下,其能源性能优于传统的恒速冷水机。配备 VFD 的冷水机组的 IPLV 值通常在 0.35 到 0.45 kW/ton 之间,这比它们的恒速兄弟要好得多。然而,一些制造商对 VFD 冷水机市场相当陌生,因此在购买之前研究特定产品的记录是值得的。

  冷水机的未来

  近一个世纪以来,经典的蒸汽压缩循环为大型空调应用提供了冷却,但在未来,其他更高效的冷却方法可能会脱颖而出。目前正在开发的一个有趣的系统利用了磁热效应——某些金属在被磁化时会加热,在去磁时会冷却的特性。原型使用稀土金属钆圆柱体和超导磁铁。磁热制冷机具有高效的潜力,但目前它们比蒸汽压缩制冷机贵得多。正在进行研究以降低基于这种新技术的冷却器的成本。

  压缩机使用陶瓷轴承,无需将润滑油与制冷剂混合。好处是冷水机可以在非常低的负载条件下可靠运行,在这种情况下,需要油的冷水机可能会出现故障。