一、冷水機(jī)組的類型及適用場所
在實(shí)際工程中,不同建筑負(fù)荷的差異性很大,冷水機(jī)組的選擇不僅需要考慮設(shè)計負(fù)荷下的高效運(yùn)行,同時需要保證機(jī)組部分負(fù)荷下的高效運(yùn)行。
目前,工程常用的冷水機(jī)組主要有變頻螺桿式冷水機(jī)組、定頻離心式冷水機(jī)組、變頻離心式冷水機(jī)組和磁懸浮離心式冷水機(jī)組。
在不同負(fù)荷率下,各種機(jī)組在不同溫度下的性能系數(shù)曲線差異性較大。不同類型冷水機(jī)組的節(jié)能特性決定了其適用場所。
變頻螺桿式冷水機(jī)組單機(jī)制冷量小,運(yùn)行穩(wěn)定可靠,在部分負(fù)荷且高冷卻水溫度運(yùn)行時節(jié)能性最佳,適用于小規(guī)模項(xiàng)目或作為大型項(xiàng)目低負(fù)荷時段的調(diào)節(jié)機(jī)組。
定頻離心式冷水機(jī)組單機(jī)制冷量大,滿負(fù)荷運(yùn)行時節(jié)能性最好,常用于大型項(xiàng)目且負(fù)荷較為穩(wěn)定、長時間處于高負(fù)荷運(yùn)行的場所。
變頻離心式冷水機(jī)組在負(fù)荷和冷卻水溫度同時降低時節(jié)能效果較好,適合負(fù)荷和冷卻水溫度有一定波動的大型項(xiàng)目。
磁懸浮離心式冷水機(jī)組整體節(jié)能性優(yōu)越,尤其是在低冷卻水溫度、低負(fù)荷下性能突出,適用于對節(jié)能要求高、部分負(fù)荷運(yùn)行時間長的建筑,如商業(yè)綜合體、寫字樓等。
二、各類型冷水機(jī)組的特點(diǎn)
1、變頻螺桿式冷水機(jī)組
變頻螺桿式壓縮機(jī)是一種回轉(zhuǎn)式容積制冷壓縮機(jī),利用滑閥調(diào)節(jié)氣缸的工作容積調(diào)節(jié)負(fù)荷。變頻調(diào)節(jié)比滑閥調(diào)節(jié)更為快捷和準(zhǔn)確,可以方便地通過增加電機(jī)頻率實(shí)現(xiàn)排量的增大,在部分負(fù)荷下的性能比滑閥調(diào)節(jié)好。變頻螺桿式冷水機(jī)組采用電機(jī)變頻技術(shù)結(jié)合滑閥調(diào)節(jié)技術(shù),以提高機(jī)組部分負(fù)荷性能。
變頻螺桿式冷水機(jī)組COP(水冷冷水機(jī)組在名義制冷工況和規(guī)定條件下的性能系數(shù))隨著冷凝器進(jìn)水溫度的降低而升高。當(dāng)冷凝器進(jìn)水溫度不變,機(jī)組負(fù)荷由100%負(fù)荷向部分負(fù)荷降低時,COP均呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢,在20%~70%負(fù)荷下機(jī)組效率最高。冷凝器進(jìn)水溫度降低到18℃時,機(jī)組無法在20%以下負(fù)荷運(yùn)行,此時冷凝器進(jìn)水溫度過低,空調(diào)用螺桿冷水機(jī)組容易出現(xiàn)“跑油”現(xiàn)象,最終導(dǎo)致機(jī)組油位保護(hù)停機(jī)。
變頻螺桿式冷水機(jī)組其COP隨冷凝器進(jìn)水溫度降低而升高,在機(jī)組負(fù)荷從100%向部分負(fù)荷降低時,COP先增大后降低,在20%-70%負(fù)荷下效率最高,但當(dāng)冷凝器進(jìn)水溫度過低(如降至18℃),在20%以下負(fù)荷運(yùn)行易出現(xiàn)“跑油”現(xiàn)象,導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)。
2、定頻離心式冷水機(jī)組
定頻離心式冷水機(jī)組的性能系數(shù)曲線離心式壓縮機(jī)為速度型壓縮機(jī),通過葉輪離心力作用吸入和壓縮氣體,通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)的葉輪帶動氣體做功從而提高氣體壓力。定頻離心式冷水機(jī)組通過改變壓縮機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)負(fù)荷,調(diào)節(jié)導(dǎo)葉的安裝角改變導(dǎo)葉的開度,從而調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的流量,改變機(jī)組的制冷能力。
定頻離心式冷水機(jī)組其COP同樣隨冷凝器進(jìn)水溫度降低而升高,且在100%負(fù)荷時升高幅度最大,不過當(dāng)負(fù)荷由100%向部分負(fù)荷降低時,COP下降,負(fù)荷率低于50%時存在喘振風(fēng)險。
3、變頻離心式冷水機(jī)組
定頻離心式冷水機(jī)組的負(fù)荷降低時,導(dǎo)葉開度減小,制冷劑流過導(dǎo)葉時存在沖擊和摩擦損失,使得壓縮機(jī)的整體壓縮效率下降。而變頻離心機(jī)采用變轉(zhuǎn)速與調(diào)節(jié)導(dǎo)葉相結(jié)合的控制策略,負(fù)荷從100%降到65%的過程可通過變轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)。如果負(fù)荷進(jìn)一步降低,為了防止喘振,需要通過關(guān)小導(dǎo)葉進(jìn)行冷量調(diào)節(jié)。
變頻離心式冷水機(jī)組其COP在負(fù)荷降低過程中先增大后降低,變頻技術(shù)雖能降低喘振點(diǎn),但在冷凝器進(jìn)水溫度較高時,40%負(fù)荷以下仍有喘振風(fēng)險,隨著溫度下降,可在更低負(fù)荷工況運(yùn)行。
4、磁懸浮離心式冷水機(jī)組
磁懸浮離心式冷水機(jī)組采用磁軸承,運(yùn)行時軸承懸浮避免了摩擦損失,不必控制油壓差,可以降低蒸發(fā)壓力和冷凝壓力差,提高冷水機(jī)組在部分負(fù)荷及低壓力差時的運(yùn)行能效,磁懸浮離心機(jī)變頻運(yùn)行時能效高
磁懸浮離心式冷水機(jī)組其COP隨冷凝器進(jìn)水溫度降低而升高,在負(fù)荷降低時呈現(xiàn)先增大、后降低、再增大的趨勢,在20%-60%負(fù)荷率下效率最高,能有效改善低負(fù)荷時的喘振現(xiàn)象,顯著提升低負(fù)荷區(qū)間性能系數(shù)。
三、冷水機(jī)組的選型
負(fù)荷計算是冷水機(jī)組選型的基礎(chǔ)條件,建筑空調(diào)冷負(fù)荷計算至關(guān)重要。
在設(shè)計過程中,需對項(xiàng)目設(shè)計日的逐時逐項(xiàng)冷負(fù)荷進(jìn)行詳細(xì)計算,然而,僅依據(jù)設(shè)計冷負(fù)荷選型存在局限性,其只能反映設(shè)計日各部分業(yè)態(tài)的逐時負(fù)荷,無法體現(xiàn)設(shè)計日以外的負(fù)荷分布情況。為更科學(xué)合理地選型,還應(yīng)進(jìn)行全年逐時負(fù)荷計算。在冷水機(jī)組選型時,不能僅關(guān)注設(shè)計工況下的高負(fù)荷運(yùn)行,更要重視部分負(fù)荷時段的機(jī)組性能,確保機(jī)組在不同負(fù)荷下都能高效運(yùn)行。

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