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改善冷水機組運行效率的10個方法
冷水機組機房是對空調(diào)系統(tǒng)進行改良的一個重要環(huán)節(jié),。以下介紹了10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(jié)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(yǎng)冷水機組,。調(diào)整合適的水溫和流量；
系統(tǒng)方面：在不同的負(fù)荷條件下,，對多臺機組進行合適的運行組合,；
改造方面：是指利用新的節(jié)能技術(shù)對現(xiàn)有的機組進行改造。
正確的維護保養(yǎng)步驟和的數(shù)據(jù)記錄是對冷水機組運行效率進行改善的基礎(chǔ),。劣質(zhì)的保養(yǎng)會使機組的實際運行狀況與設(shè)計狀態(tài)向去甚遠(yuǎn),。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(yǎng)能避免上述情況的發(fā)生,，將冷水機組的能耗控制在設(shè)計范圍之內(nèi)。 為改善機組的運行效率,，首先要對機組的運行狀態(tài)參數(shù)有地記錄,。記錄“運行日志”是一個很好的跟蹤機組運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常變化的方法,。沒有的運行數(shù)據(jù)的記錄,，就不可能發(fā)現(xiàn)機組在效率方面存在的缺陷，不能找出相應(yīng)的合理解決方案,。同時也不能衡量機組能量轉(zhuǎn)換的效果究竟如何,。而且，機組的維護保養(yǎng)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(gòu)成威脅。沒有的運行數(shù)據(jù)記錄,，你會發(fā)現(xiàn)想要實施以下所討論的任何有關(guān)經(jīng)濟運行的措施都是非常困難的,。 部件方面的改善機會
1. 正確設(shè)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(fù)荷狀態(tài)運行的,。在此期間由于環(huán)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(fù)荷的運行條件下,，由于除濕部分的負(fù)荷減小，末端風(fēng)機盤管的水溫即使稍有提高,，也能制得需要的室內(nèi)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(jié)能的效果,。 以上的概念長期以來一直為空調(diào)業(yè)界所接受。新的針對固定轉(zhuǎn)速的離心機組的研究發(fā)現(xiàn)只有在機組的運行負(fù)荷在40%~80%的范圍內(nèi),，上述理論是成立的,。在此區(qū)間，冷凍水出水溫度每提升1°F可節(jié)能0.5%~0.75%（相對于滿載運行能耗,，下同）,。而令人驚訝的是，當(dāng)固定轉(zhuǎn)速的離心機組運行負(fù)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(jié)能效果就非常顯著,。一般在低于80%的負(fù)荷條件下，每提升1°F的冷凍水出水溫度,，可節(jié)能2%~3%,。而且，即便機組的運行負(fù)荷低到10%,，這樣的節(jié)能效果依然存在,。
2. 保持適當(dāng)?shù)闹评鋭┏渥⒘俊?制冷劑充注不足或過量會使熱交換的效率下降，導(dǎo)致壓縮機壓頭增加,，能耗增加,。制冷劑在蒸發(fā)器中的液位異常會使蒸發(fā)溫度下降，而蒸發(fā)溫度每提升1°F,，機組就可以節(jié)省1.5%的能耗,。 離心式制冷機組的蒸發(fā)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(rèn)制冷劑的充注量是否偏少。制冷劑充注過量一般表現(xiàn)為,，排氣壓力超高，冷凝器出液過冷度增加,。一旦發(fā)現(xiàn)制冷劑充注量的偏差,，應(yīng)參照機組的出廠說明及時調(diào)整。
3．降低冷卻水的進水溫度,。 決大部分的生產(chǎn)商都會標(biāo)注機組的極限冷卻水進水溫度,。但處于經(jīng)濟運行的考慮，許多生產(chǎn)商又重新評估了這個冷卻水進水溫度的極限值,。因為制冷機組的能耗與冷凝壓力和溫度密切相關(guān),。降低冷卻水的溫度相應(yīng)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(dá)到了經(jīng)濟運行的效果,。 測量數(shù)據(jù)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(tǒng)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(tǒng)的設(shè)計在冷卻塔的進出水管之間增加了旁通,。通過閥門調(diào)節(jié),，控制冷卻水入水溫度處于工廠推薦的極限溫度水平。這樣在機組節(jié)能運行的同時也能減少冷凝負(fù)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(diào)節(jié)要優(yōu)先滿足壓差上的要求,。
4．消除泄漏點,。 應(yīng)消除封閉循環(huán)的制冷系統(tǒng)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(tǒng)中制冷劑的充注量。 對于負(fù)壓機組而言,，空氣等不凝性氣體會通過漏點進入系統(tǒng)內(nèi)部,。聚集在冷凝器，占據(jù)制冷劑的冷凝空間,。不凝性氣體存在度每增加1°F,，系統(tǒng)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(yīng)的飽和溫度減去實際冷凝溫度,。） 由于*密封的制冷系統(tǒng)幾乎是不存在的,，所以絕大部分負(fù)壓的制冷機組使用排氣裝置來排出進入系統(tǒng)的不凝性氣體。但問題是，當(dāng)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(shè)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(yīng)的飽和溫度減去冷凝器的出液溫度,。這個數(shù)值能反映不凝性氣體在冷凝器中的存在度,。如果該數(shù)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(shù)。 冷凝器換熱管的污垢包括結(jié)晶,，沉淀物,，泥沙，藻類及微生物等,。劣質(zhì)的水處理和水系統(tǒng)不當(dāng)?shù)谋ｐB(yǎng)都會誘發(fā)這些因素,。污垢系數(shù)的增加會導(dǎo)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(yīng)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(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),，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(fā)現(xiàn)冷凝器換熱管臟堵的現(xiàn)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(nèi),。一般通刷銅管就足以解決問題,，但有時則必須進行化學(xué)清洗。長期難以解決的臟堵問題預(yù)示著需加強水處理的工作,。
6．保持適當(dāng)?shù)睦鋮s水流量,。 冷卻水流量的降低直接導(dǎo)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%,。 通常冷卻水流量的減少是由以下一些因素導(dǎo)致的：閥門的開啟度太小,；冷卻塔的噴嘴堵塞,；水系統(tǒng)的濾網(wǎng)臟堵；水系統(tǒng)中有空氣存在,。一般通過調(diào)節(jié)水泵的出口閥門來控制冷卻水的流量與設(shè)計值相符,。如果常規(guī)調(diào)節(jié)不能解決問題,，就必須考慮上述其他方面的因素了。
7．控制機組加載的波動,。 大部分機組以20分鐘內(nèi)的能耗變化來確定是否有運行峰值產(chǎn)生,。機組運行負(fù)荷的峰值一般出現(xiàn)在機組啟動之初。而高負(fù)荷通常出現(xiàn)在炎熱夏季的早晨,，原因是多臺機組啟動,，而且整個系統(tǒng)的水溫很高。 在機組啟動之初限制機組加載是一個非常有效地降低能耗的方法,。絕大部分的冷水機組有自動或手動的限制加載的裝置。建議在機組運行的初20分鐘,，將機組的極限負(fù)荷限制在60%左右,。 為進一步控制負(fù)荷峰值，還可以采取逐次啟動機組的方法,。即控制機組的啟動間隔在20分鐘左右,。這樣就避免了多臺機組同時加載的情況，且機組承擔(dān)的負(fù)荷峰值會逐次減小,。 控制機組的加載理論上會降低機組的運行成本,，具體節(jié)能效果視機組本身效率曲線。
8．維持馬達(dá)的效率,。 機組的壓縮機馬達(dá)消耗大部分的能源,。馬達(dá)效率下降的常見原因是馬達(dá)線圈冷卻問題。在相同的工況條件下,，如果運行記錄顯示電壓不變,，而電流有明顯的上升，則馬達(dá)的冷卻就有可能存在問題,。 對于半封閉式的壓縮機,，應(yīng)該檢查制冷劑的流量和回氣管上的過濾器；對于開啟式的壓縮機,，應(yīng)檢查機房的通風(fēng)及空氣流通的狀況,，馬達(dá)的進風(fēng)是否受到阻礙，進風(fēng)濾網(wǎng)是否臟堵,。另外,，無論半封閉還是開啟式的機組都需檢查馬達(dá)的潤滑油是否污染，電纜接線樁是否松動或生銹,。 系統(tǒng)方面的改善機會
9．操作中恰當(dāng)?shù)貙C組的運行進行組合,。 一個冷水系統(tǒng)中存在多臺冷水機組時，應(yīng)仔細(xì)對各臺機組的運行狀態(tài)進行評估,，以針對不同的運行條件,，進行合適的運行機組的組合,。不僅要對各臺機組滿載或卸載運行的性能進行評估，也要評估卸載狀態(tài)下多臺機組和單臺機組的運行效率,。 舉個簡單的例子,。對于一個安裝固定轉(zhuǎn)速離心機組的冷水系統(tǒng)，160冷噸的負(fù)荷可以由一臺400冷噸的機組加載至40%承擔(dān),；也可以由兩臺400冷噸的機組加載至20%承擔(dān),。前一種運行狀況能耗約為144Kw，后一種運行狀況能耗約為194Kw,。兩者相比就能知道孰優(yōu)孰劣了,。有這樣一條常規(guī)，就是不要讓機組的運行負(fù)荷低于40%,。因為除非是采用了變頻技術(shù)的機組,，當(dāng)運行負(fù)荷小于40%，機組的效率將明顯地下降,。 同時,，也要對每臺機組的運行狀況進行分析，以針對不同的負(fù)荷條件選擇運行合適的機組,。隨著負(fù)荷大小的變化,，運行機組的切換是難以避免的。掌握哪臺機組在低負(fù)荷條件下運行效率比較高,，哪臺機組在高負(fù)荷條件下運行效率比較高,，就能決定啟動機組的先后順序。
10．合理安排冷凍水泵及冷卻水泵的運行,。 通過在停機狀態(tài)下順序停運水泵,，并將停運的機組與整個水循環(huán)隔離開來，能起到節(jié)能的效果,。 在機組停運狀態(tài)下,，如果繼續(xù)讓冷凍水流經(jīng)機組，會使冷凍水供水總管的水溫抬升,，造成不必要的能量損耗,。加裝自動閥門，并將水泵與冷水機組聯(lián)動,。