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改善冷水機(jī)組運(yùn)行效率的10個(gè)方法
冷水機(jī)組機(jī)房是對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改良的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。以下介紹了10個(gè)降低離心式水冷冷水機(jī)組運(yùn)行成本的方法。大部分的改進(jìn)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(gè)方面。
部件方面：包括正確地操作和保養(yǎng)冷水機(jī)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(jī)組進(jìn)行合適的運(yùn)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(jī)組進(jìn)行改造。
正確的維護(hù)保養(yǎng)步驟和的數(shù)據(jù)記錄是對冷水機(jī)組運(yùn)行效率進(jìn)行改善的基礎(chǔ)。劣質(zhì)的保養(yǎng)會使機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行狀況與設(shè)計(jì)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(diǎn)，冷凝器銅管的臟堵，等等。正確的維護(hù)保養(yǎng)能避免上述情況的發(fā)生，將冷水機(jī)組的能耗控制在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)。 為改善機(jī)組的運(yùn)行效率，首先要對機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)有地記錄。記錄“運(yùn)行日志”是一個(gè)很好的跟蹤機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常變化的方法。沒有的運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄，就不可能發(fā)現(xiàn)機(jī)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(shí)也不能衡量機(jī)組能量轉(zhuǎn)換的效果究竟如何。而且，機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng)可能會被忽略，運(yùn)行費(fèi)用會在不知不覺中上升，甚至可能對機(jī)組的主要部件的安全構(gòu)成威脅。沒有的運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄，你會發(fā)現(xiàn)想要實(shí)施以下所討論的任何有關(guān)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的措施都是非常困難的。 部件方面的改善機(jī)會
1. 正確設(shè)定冷凍水的出水溫度。 在一年中的大部分時(shí)間，機(jī)組是部分負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)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(yùn)行條件下，由于除濕部分的負(fù)荷減小，末端風(fēng)機(jī)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(jī)運(yùn)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(jī)組的研究發(fā)現(xiàn)只有在機(jī)組的運(yùn)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(yùn)行能耗，下同）。而令人驚訝的是，當(dāng)固定轉(zhuǎn)速的離心機(jī)組運(yùn)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(jī)組的耗能。 另一方面，對于安裝了變頻裝置的離心機(jī)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(jī)組的運(yùn)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(jī)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(jī)組就可以節(jié)省1.5%的能耗。 離心式制冷機(jī)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(jī)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(jī)組的出廠說明及時(shí)調(diào)整。
3．降低冷卻水的進(jìn)水溫度。 決大部分的生產(chǎn)商都會標(biāo)注機(jī)組的極限冷卻水進(jìn)水溫度。但處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的考慮，許多生產(chǎn)商又重新評估了這個(gè)冷卻水進(jìn)水溫度的極限值。因?yàn)橹评錂C(jī)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(jī)的壓頭，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(jī)組的能耗即可減少1.5%。 冷卻水溫補(bǔ)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(jì)在冷卻塔的進(jìn)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(jī)組節(jié)能運(yùn)行的同時(shí)也能減少冷凝負(fù)荷。有的機(jī)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(diǎn)。 應(yīng)消除封閉循環(huán)的制冷系統(tǒng)中的任何泄漏點(diǎn)。在正壓機(jī)組中，漏點(diǎn)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(jī)組而言，空氣等不凝性氣體會通過漏點(diǎn)進(jìn)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(jì)算方式為冷凝壓力對應(yīng)的飽和溫度減去實(shí)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(jī)組使用排氣裝置來排出進(jìn)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(yùn)行或泄漏量大于排氣裝置的排空能力時(shí)，如何解決不凝性氣體的問題。 對于沒有過冷度設(shè)計(jì)的冷凝器，不凝性氣體存在度的計(jì)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(gè)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(jī)組的排氣裝置，并對機(jī)組進(jìn)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(jī)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(gè)“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(jī)組運(yùn)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(jìn)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(shí)則必須進(jìn)行化學(xué)清洗。長期難以解決的臟堵問題預(yù)示著需加強(qiáng)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(jī)組運(yùn)行能耗的上升。冷卻水的流量每減少20%，機(jī)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??；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(jì)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(jī)組加載的波動。 大部分機(jī)組以20分鐘內(nèi)的能耗變化來確定是否有運(yùn)行峰值產(chǎn)生。機(jī)組運(yùn)行負(fù)荷的峰值一般出現(xiàn)在機(jī)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(jī)組啟動，而且整個(gè)系統(tǒng)的水溫很高。 在機(jī)組啟動之初限制機(jī)組加載是一個(gè)非常有效地降低能耗的方法。絕大部分的冷水機(jī)組有自動或手動的限制加載的裝置。建議在機(jī)組運(yùn)行的初20分鐘，將機(jī)組的極限負(fù)荷限制在60%左右。 為進(jìn)一步控制負(fù)荷峰值，還可以采取逐次啟動機(jī)組的方法。即控制機(jī)組的啟動間隔在20分鐘左右。這樣就避免了多臺機(jī)組同時(shí)加載的情況，且機(jī)組承擔(dān)的負(fù)荷峰值會逐次減小。 控制機(jī)組的加載理論上會降低機(jī)組的運(yùn)行成本，具體節(jié)能效果視機(jī)組本身效率曲線。
8．維持馬達(dá)的效率。 機(jī)組的壓縮機(jī)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(yùn)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(jī)，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(jī)，應(yīng)檢查機(jī)房的通風(fēng)及空氣流通的狀況，馬達(dá)的進(jìn)風(fēng)是否受到阻礙，進(jìn)風(fēng)濾網(wǎng)是否臟堵。另外，無論半封閉還是開啟式的機(jī)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(jī)會
9．操作中恰當(dāng)?shù)貙C(jī)組的運(yùn)行進(jìn)行組合。 一個(gè)冷水系統(tǒng)中存在多臺冷水機(jī)組時(shí)，應(yīng)仔細(xì)對各臺機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評估，以針對不同的運(yùn)行條件，進(jìn)行合適的運(yùn)行機(jī)組的組合。不僅要對各臺機(jī)組滿載或卸載運(yùn)行的性能進(jìn)行評估，也要評估卸載狀態(tài)下多臺機(jī)組和單臺機(jī)組的運(yùn)行效率。 舉個(gè)簡單的例子。對于一個(gè)安裝固定轉(zhuǎn)速離心機(jī)組的冷水系統(tǒng)，160冷噸的負(fù)荷可以由一臺400冷噸的機(jī)組加載至40%承擔(dān)；也可以由兩臺400冷噸的機(jī)組加載至20%承擔(dān)。前一種運(yùn)行狀況能耗約為144Kw，后一種運(yùn)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(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷低于40%。因?yàn)槌鞘遣捎昧俗冾l技術(shù)的機(jī)組，當(dāng)運(yùn)行負(fù)荷小于40%，機(jī)組的效率將明顯地下降。 同時(shí)，也要對每臺機(jī)組的運(yùn)行狀況進(jìn)行分析，以針對不同的負(fù)荷條件選擇運(yùn)行合適的機(jī)組。隨著負(fù)荷大小的變化，運(yùn)行機(jī)組的切換是難以避免的。掌握哪臺機(jī)組在低負(fù)荷條件下運(yùn)行效率比較高，哪臺機(jī)組在高負(fù)荷條件下運(yùn)行效率比較高，就能決定啟動機(jī)組的先后順序。
10．合理安排冷凍水泵及冷卻水泵的運(yùn)行。 通過在停機(jī)狀態(tài)下順序停運(yùn)水泵，并將停運(yùn)的機(jī)組與整個(gè)水循環(huán)隔離開來，能起到節(jié)能的效果。 在機(jī)組停運(yùn)狀態(tài)下，如果繼續(xù)讓冷凍水流經(jīng)機(jī)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(jī)組聯(lián)動。