上海顓民機電有限公司PAGE1PAGE4提高冷水機組運行效率的18個方法空調系統通常是整個樓宇中消耗能源最大的系統，有時甚至占到全部耗能的40%~60%。所以，改善空調系統的運行效率能顯著降低整個樓宇的運營成本，同時又不會給居住者帶來任何不適。冷水機組機房是對空調系統進行改良的一個重要環節。以下介紹了18個降低離心式水冷冷水機組運行成本的方法。大部分的改進措施只需少量投資或根本不需要投資。采取節能措施主要針對以下三個方面。部件方面：包括正確地操作和保養冷水機組。調整最佳的水溫和流量；系統方面：在不同的負荷條件下，對多臺機組進行最佳的運行組合；改造方面：是指利用最新的節能技術對現有的機組進行改造。正確的維護保養步驟和精確的數據記錄是對冷水機組運行效率進行改善的基礎。劣質的保養會使機組的實際運行狀況與設計狀態向去甚遠。這樣的狀況包括不正確的水溫控制，制冷劑的充注量偏少，存在泄漏點，冷凝器銅管的臟堵，等等。正確的維護保養能避免上述情況的發生，將冷水機組的能耗控制在設計范圍之內。為改善機組的運行效率，首先要對機組的運行狀態參數有精確地記錄。記錄“運行日志”是一個最好的跟蹤機組運行狀態，發現異常變化的方法。沒有精確的運行數據的記錄，就不可能發現機組在效率方面存在的缺陷，不能找出相應的合理解決方案。同時也不能衡量機組能量轉換的效果究竟如何。而且，機組的維護保養可能會被忽略，運行費用會在不知不覺中上升，甚至可能對機組的主要部件的安全構成威脅。沒有精確的運行數據記錄，你會發現想要實施以下所討論的任何有關經濟運行的措施都是非常困難的。部件方面的改善機會正確設定冷凍水的出水溫度。在一年中的大部分時間，機組是部分負荷狀態運行的。在此期間由于環境溫度不高，濕度也偏低，總體來說對制冷量的需求不是很大。在部分負荷的運行條件下，由于除濕部分的負荷減小，末端風機盤管的水溫即使稍有提高，也能制得需要的室內溫度。通常來說，提升冷凍水的出水溫度就能降低壓縮機運行壓頭，從而起到節能的效果。以上的概念長期以來一直為空調業界所接受。最新的針對固定轉速的離心機組的研究發現只有在機組的運行負荷在40%~80%的范圍內，上述理論是成立的。在此區間，冷凍水出水溫度每提升1°F可節能0.5%~0.75%（相對于滿載運行能耗，下同）。而令人驚訝的是，當固定轉速的離心機組運行負荷低于40%的情況下，提升冷凍水出水溫度反而會增加機組的耗能。另一方面，對于安裝了變頻裝置的離心機組，其提升冷凍水出水溫度后的節能效果就非常顯著。一般在低于80%的負荷條件下，每提升1°F的冷凍水出水溫度，可節能2%~3%。而且，即便機組的運行負荷低到10%，這樣的節能效果依然存在。保持適當的制冷劑充注量。制冷劑充注不足或過量會使熱交換的效率下降，導致壓縮機壓頭增加，能耗增加。制冷劑在蒸發器中的液位異常會使蒸發溫度下降，而蒸發溫度每提升1°F，機組就可以節省1.5%的能耗。離心式制冷機組的蒸發器上一般都裝有液位視鏡，以觀測制冷劑的液位高度。對于活塞式機組，可以通過觀察冷凝器出液管路上的視鏡有否氣泡翻騰，來確認制冷劑的充注量是否偏少。制冷劑充注過量一般表現為，排氣壓力超高，冷凝器出液過冷度增加。一旦發現制冷劑充注量的偏差，應參照機組的出廠說明及時調整。3．降低冷卻水的進水溫度。決大部分的生產商都會標注機組的最小冷卻水進水溫度。但處于經濟運行的考慮，許多生產商又重新評估了這個冷卻水進水溫度的最小值。因為制冷機組的能耗與冷凝壓力和溫度密切相關。降低冷卻水的溫度相應也就降低了冷凝溫度及冷凝壓力，從而降低壓縮機的壓頭，達到了經濟運行的效果。測量數據表明，冷卻水入水溫度每下降1°F，機組的能耗即可減少1.5%。冷卻水溫補償系統能將冷卻水的入水溫度控制在冷卻塔出水溫度的2°F以上。許多系統的設計在冷卻塔的進出水管之間增加了旁通。通過閥門調節，控制冷卻水入水溫度處于工廠推薦的最低溫度水平。這樣在機組節能運行的同時也能減少冷凝負荷。有的機組對冷凝器和冷卻塔之間有水壓差的要求。遇到類似情況，冷卻水溫調節要優先滿足壓差上的要求。4．消除泄漏點。應消除封閉循環的制冷系統中的任何泄漏點。在正壓機組中，漏點的存在會使制冷劑泄漏到大氣中，減少系統中制冷劑的充注量。對于負壓機組而言，空氣等不凝性氣體會通過漏點進入系統內部。并最終聚集在冷凝器，占據制冷劑的冷凝空間。不凝性氣體存在度每增加1°F，系統的能耗增加1.5%。（不凝性氣體存在度的計算方式為冷凝壓力對應的飽和溫度減去實際冷凝溫度。）由于完全密封的制冷系統幾乎是不存在的，所以絕大部分負壓的制冷機組使用排氣裝置來排出進入系統的不凝性氣體。但問題是，當排氣裝置不能正常運行或泄漏量大于排氣裝置的排空能力時，如何解決不凝性氣體的問題。對于沒有過冷度設計的冷凝器，不凝性氣體存在度的計算方式可以是冷凝壓力對應的飽和溫度減去冷凝器的出液溫度。這個數值能反映不凝性氣體在冷凝器中的存在度。如果該數值大于工廠給定的參考值，就必須檢查機組的排氣裝置，并對機組進行檢漏工作。5．降低冷凝器銅管的污垢系數。冷凝器換熱管的污垢包括結晶，沉淀物，泥沙，藻類及微生物等。劣質的水處理和水系統不當的保養都會誘發這些因素。污垢系數的增加會導致熱交換效率的下降，從而使得冷凝溫度和壓力上升，壓縮機的功耗也相應增加了。我們把冷凝溫度與冷卻水出水溫度之間的差值稱作“冷凝器的小溫差值”。將這個“小溫差值”控制在適當的范圍內，就能保證冷凝器的冷凝效率。“冷凝器的小溫差值”每降低1°F，制冷機組運行能耗將下降1%。一旦發現冷凝器換熱管臟堵的現象，必須對銅管進行清洗，以保證“冷凝器小溫差值”控制在6°F~10°F的范圍之內。一般通刷銅管就足以解決問題，但有時則必須進行化學清洗。長期難以解決的臟堵問題預示著需加強水處理的工作。6．保持適當的冷卻水流量。冷卻水流量的降低直接導致機組運行能耗的上升。冷卻水的流量每減少20%，機組的能耗就上升3%。15．加裝熱回收裝置。對于內部有多種負荷要求的樓宇，熱回收裝置就有了用武之地。比如在提供冷量的同時，還需要提供家用熱水。如果類似的負荷需求很大，那么熱回收裝置的投資在三年左右的時間就能收回。當然加裝熱回收裝置也需要進行仔細地論證。16．加裝變頻裝置。對于固定轉速的離心機組而言，在壓縮機入口安裝預旋轉導流葉片是一種傳統的能量調節方式。它實際上起到一個限制制冷劑流量，降低能耗的作用。使用這樣的能量調節機構，雖然可以降低能耗，但從制冷效率考慮，千瓦/冷噸的單位制冷量能耗反而上升了。目前，隨著變頻技術的發展，可以通過控制馬達的轉速來降低能耗，并更好地運用預旋轉導流葉片技術。對固定轉速機組，當冷卻水溫下降，預旋轉導流葉片相應關小；而安裝了變頻裝置的機組，遇到類似工況則可以降低馬達的轉速，維持預旋轉導流葉片的開度，從而提高了機組的運行效率。使用變頻裝置的機組可以節能30%左右。當然，實際節能量最終取決于機組的運行時間，負荷狀況，冷卻水的入口溫度等各方面因素。17．改裝較小型號的壓縮機和馬達。如果機組的制冷量大于樓宇的實際冷負荷，那么改裝較小型號的壓縮機和馬達，使機組的制冷能力與樓宇冷負荷盡可能接近，可以降低運行能耗。實際上制冷能力超過冷負荷的現象是很常見的。選擇較小的型號后，運行效率相對就能提高。改裝壓縮機和馬達的另一個原因是降低老舊機組維修保養的費用。機組最重要的維修保養部件存在于壓縮機和馬達。更換這一部分的費用大大低于整機更新，而整個機組的運行效果卻有明顯的改善。另外，新的壓縮機和馬達所包含的新技術也能降低運行維護費用。使用較小型號的壓縮機和馬達，保留原有的熱交換裝置，還能進一步提高機組運行效率。因為對于較小的壓縮機，原有稍大型號的熱交換裝置，可以提供更為充裕的換熱面積。18．整機更換。最后，如果某臺老式機組的運行效率無論如何達不到設計值或期望值，可以考慮整機的更新。冷水機組上的一些新技術包括高效換熱管的應用，更充裕的熱交換面積，壓縮機/馬達運行效率的改善等等。在作出決定之前，必須仔細評估目前機組與新機組的千瓦/冷噸的制冷效率值。再將更新機組的初投資與新機組運行成本的節省作比較。通常對于那些運用了先進技術的新機組，節能的效果會是相當具有吸引力的。結論在對日常運行數據記錄進行仔細分析的基礎上，我們能發現改善機組運行效率的機會。也就是說改善機組運行效率的第一步工作是制定并實施完善的維護保養制度，并對運行參數記錄進行仔細地分析。接下來應該對與各部件相關的因素進行評估。比如，冷凍水的出水溫度設定，系統檢漏等等。有了好的維護保養制度和正確的操作步驟，類似的工作基本上不需要任何費用的，但帶來的收益卻是相當顯著的。然后，應對整個冷水系統進行分析，發現相關組件的改善機會。比如，冷水機組的最佳運行組合等。雖然這樣的改善必須基于大量的數據整理分析工作，但它所帶來的收益也是非常顯著的。最后，可以考慮機組的更新改造。機組越是老舊，改造后