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    【案例分析】冷卻水溫度對能耗的影響(上篇)

     大鵬IDC 2021-04-19

    ——本文共1065字,閱讀大約4分鐘——

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    某企業園區中央空調制冷站有6臺離心式水冷冷水機組,總制冷量5000冷噸。全年采用電制冷,夏季空調高峰時最多開啟5臺冷水機組,冬季時最少開啟2臺冷水機組。冷水機組和冷卻塔并聯運行。

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    標準設計工況,冷卻水溫度32℃進入冷水機組冷凝器,37℃出冷凝器。對于常年需要制冷的空調系統,但在實際運行中,除了夏季之外,有90%以上的時間運行在非標準設計工況下。

    例如,冬季、及春秋過渡季室外氣溫較低,制冷負荷與設計工況下的負荷有較大偏離。同時,冷卻塔風機運行的臺數越多或轉速越高,冷卻水的溫度就會越低,此時冷卻塔的耗電量越多;然而冷卻水溫度越低,冷水機組的耗電量就越小,這就有著一個微妙的關聯。

    如何控制冷卻塔出口水溫,使得整個機組的耗電量最低,這對空調系統的運行又有什么影響?下面就以園區某空調系統為例進行講述。

    冷卻水溫度下限問題

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    降低冷卻水溫度有利于降低空調能耗,但是,冷卻水溫度過低也不利于冷水機組安全運行。冷卻水溫度過低,會導致冷凝壓力、冷凝溫度過低,可能會出現運行異常,節流裝置壓差不足或回油不暢等問題。

    冷卻水的溫度下限主要與使用的冷水機組有關,由于不同廠家在冷水機組的結構設計不同,故冷卻水溫度的最低值限制也不同。如特靈在16℃以上,約克在12.8℃,開利在15℃。

    實際運行中,需要測試驗證。如某制冷站,運行中發現原有的5臺冷水機組只能在冷凝器進水溫度25℃以上運行。冷卻水溫低于25℃時,冷水機組運行異常,主要表現在運行參數超出控制范圍,如蒸發器趨近溫度快速上升(正常在1℃左右,急劇上升到3℃以上,甚至過5℃)。

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    造成此狀況的機理是:冷水機組的設計工況按冷卻水32/37℃進行選型配置。

    在冬季及低冷卻水溫度情況,由于機組偏離設計工況,蒸發器和冷凝器之間的溫差降低,壓差也降低,節流裝置不匹配,造成蒸發器內表征出缺冷媒的征兆,既蒸發器趨近溫度變大。

    解決方案:廠家對冷水機組的節流裝置進行更換改造,使之在低冷卻水溫度下(下限到18℃)也能正常運行。不利之處在于,節流裝置改造后的冷水機組在高冷卻水溫度工況下機組效率會降低約1%。在效率和寬溫之間做一個平衡的選擇,考慮到冷水機組是全年制冷運行,所以此舉還是有利的。

    改造過程:冷水機組數據分析——節流裝置(孔板)制作——冷水機組冷媒回收——節流裝置更換——檢漏保壓——加冷媒、調試——改造后驗證。

    經過改造,冷水機組的冷凝器入口冷卻水溫度下限能達到18℃,下降了7℃,節流裝置改造有效果。1臺1000冷噸的冷水機組改造費用約5萬元,每年節約電費約18萬元(扣除了夏季因素)。

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