改善冷水機(jī)組運(yùn)行效率的18個方法

1、提高冷水機(jī)組運(yùn)行效率的18個方法空調(diào)系統(tǒng)通常是整個樓宇中消耗能源最大的系統(tǒng)，有時甚至占到全部耗能的4060%。所以，改善空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行效率能顯著降低整個樓宇的運(yùn)營成本，同時又不會給居住者帶來任何不適。冷水機(jī)組機(jī)房是對空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行改良的一個重要環(huán)節(jié)。以下介紹了18個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)整最佳的水溫和流量；系統(tǒng)方面：在不同的負(fù)荷條件下，對多臺機(jī)組進(jìn)行最佳的運(yùn)行組合； 改造方面：是指利用最新的節(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)步驟和精確的數(shù)據(jù)記錄是對

2、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)有精確地記錄。記錄“運(yùn)行日志”是一個最好的跟蹤機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常變化的方法。沒有精確的運(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)

3、成威脅。沒有精確的運(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。最新的針對固定轉(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如80%的范圍內(nèi)，上述理論是成立的。在此區(qū)間，冷凍

4、水出水溫度每提 升1°F可節(jié)能0.5版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趴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?。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°

5、;,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)組的最小冷卻水進(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冷卻水進(jìn)水溫度的最小值。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

6、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% o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°以上。許多系統(tǒng)的設(shè)計在冷卻塔的進(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最低溫度水平。這樣在機(jī)組節(jié)能運(yùn)行的同時也能減少冷凝負(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。并

7、最終聚集在冷凝器，占據(jù)制冷劑的冷凝空間。不凝性氣體存在度每增加1°,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(shí)際冷凝溫度。）由于完全密封的制冷系統(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， 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(jī)組的排氣裝置，并對機(jī)組進(jìn)行檢漏工

8、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“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?！袄淠鞯男夭钪怠泵拷档? °,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°F10°F的范圍之內(nèi)。一般通刷銅管就足以解決問題，但有時

9、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：閥門的開啟度太小"令卻塔的噴嘴堵塞；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(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。而最高負(fù)荷通常出現(xiàn)在炎熱夏季的早晨，原

10、因是多臺機(jī)組啟動，而且整個系統(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)行的最初20分鐘，將機(jī)組的最大負(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。&維持馬達(dá)的效率。機(jī)組的壓縮機(jī)馬達(dá)消耗最多的能源。馬達(dá)效率下降的最常見原因是馬達(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

11、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。一個冷水系統(tǒng)中存在多臺冷水機(jī)組時， 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)行最佳的運(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。舉個簡單的例子。對于一個安裝固定轉(zhuǎn)

12、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，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)行最合適的機(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

13、 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。 在機(jī)組停運(yùn)狀態(tài)下自動停 運(yùn) 水泵，切斷該管路上的流量，可以在保證供水溫度的同時節(jié)省能耗。另一種利用水泵節(jié)能的方式是在單臺水泵向多臺機(jī)組供水的場合使用雙速或變速水泵。此外還 可以使用初級/次級水泵。該類型水泵向冷水機(jī)組的供水為恒定流量，而依據(jù)負(fù)荷狀況改變空氣處理 末端裝置的水流量。要引起注意的是，對水泵進(jìn)行改造是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作。 可能會

14、帶來諸如水系統(tǒng)平衡等 一系列問題，在實(shí)施措施之前必須經(jīng)過相關(guān)專業(yè)人士的論證。改造方面的改善機(jī)會11 冷凍水循環(huán)的聯(lián)通。許多樓宇中有數(shù)個冷凍機(jī)房。在一年的大部分時間，制冷能力超出冷量需求。在此期間，大 部分甚至全部機(jī)房都處于低效率的部分負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)。通過聯(lián)通整個冷水系統(tǒng)，采取集中供冷，可以使部分機(jī)房有更長的時間運(yùn)行在效率狀況更好的高負(fù)荷狀態(tài)。12 .使用功率因數(shù)修正電容。功率因數(shù)是一個反映用電設(shè)備的電壓和電流之間關(guān)系的參數(shù)。理想的功率因數(shù)值為1.0,實(shí)際運(yùn)行中功率因數(shù)值通常在080.9之間。功率因數(shù)值越低，說明有越大的電流消耗在非用電負(fù)載的回路上，則損失的功率就越大。改善功率因數(shù)值可以降低能耗。

15、功率因數(shù)值的增加能使實(shí)際消耗在用電負(fù)荷上的功率占總輸入 功率的比例增加。安裝功率因數(shù)修正電容是一項(xiàng)小投資，但有潛在的顯著收效的改進(jìn)措施。通常能將功率因數(shù)值由0.88提高到0.95。13 .安裝遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。一個遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)能全天候地對制冷系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，并將信息傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控室。該系統(tǒng) 能幫助操作者及時地發(fā)現(xiàn)問題，作出預(yù)判，提前調(diào)整機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要有以下三方面的作用。（1）在機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)超出設(shè)計工況時，發(fā)出警示，以避免能耗的浪費(fèi)。（2）通過對機(jī)組運(yùn)行參數(shù)變化的監(jiān)控，及時提醒操作者進(jìn)行一些維護(hù)保養(yǎng)工作，避免故障/保護(hù)停機(jī)的發(fā)生。（3）控制或降低機(jī)組受損的危險性。有了遠(yuǎn)程監(jiān)控系

16、統(tǒng)并不等于說例行的運(yùn)行數(shù)據(jù)記錄和機(jī)房巡檢工作就可以取消了。應(yīng)該說，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)是對完善的機(jī)組保養(yǎng)體系的一個重要加強(qiáng)。14安裝冷水機(jī)房整體自控系統(tǒng)。冷水機(jī)房整體自控系統(tǒng)是一套專門用來對空調(diào)系統(tǒng)的冷水機(jī)組，水泵及冷卻塔進(jìn)行能量調(diào)節(jié)的裝置。它能調(diào)控整個空調(diào)系統(tǒng)的效率達(dá)到最高。視機(jī)房自控系統(tǒng)的完善程度，能具備以下諸項(xiàng)功能：負(fù)荷控制一對整個樓宇的冷負(fù)荷進(jìn)行監(jiān)控，參照實(shí)際情況，按照預(yù)設(shè)的的運(yùn)行程序?qū)C(jī)組的加載進(jìn)行控制。冷凍水溫度的自動調(diào)節(jié)一根據(jù)環(huán)境溫度/濕度的實(shí)際情況，調(diào)整冷凍水溫度的設(shè)定，以降低能耗。確定機(jī)組的啟停時間一參照戶外溫度及其他參數(shù)，預(yù)判冷負(fù)荷狀況。確定啟停時間，以達(dá)到最佳的節(jié)能效果。選擇運(yùn)行

17、順序一參照實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷，對冷水機(jī)組，水泵，冷卻塔的運(yùn)行進(jìn)行最佳組合。保養(yǎng)需求的提示一以運(yùn)行參數(shù)為基礎(chǔ)，及時提示進(jìn)行必要的維護(hù)保養(yǎng)，保證機(jī)組運(yùn)行在最佳狀態(tài)。15 .加裝熱回收裝置。對于內(nèi)部有多種負(fù)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(fù)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(dāng)然加裝熱回收裝置也需要進(jìn)行仔細(xì)地論證。16 .加裝變頻裝置。對于固定轉(zhuǎn)速的離心機(jī)組而言，在壓縮機(jī)入口安裝預(yù)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流葉片是一種傳統(tǒng)的能量調(diào)節(jié)方 式。它實(shí)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(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，雖然可以降低 能耗，但從制冷效

18、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(shù)的發(fā)展，可以通過控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來降低能耗，并更好地運(yùn)用預(yù)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流葉片技術(shù)。對固定轉(zhuǎn)速機(jī)組，當(dāng)冷卻水溫下降，預(yù)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流葉片相應(yīng)關(guān)??；而安裝了變頻裝置的機(jī)組，遇到類似工況則可以降低馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，維持預(yù)旋轉(zhuǎn)導(dǎo)流葉片的開度，從而提高了機(jī)組的運(yùn)行效率。使用變頻裝置的機(jī)組可以節(jié)能30%左右。當(dāng)然，實(shí)際節(jié)能量最終取決于機(jī)組的運(yùn)行時間，負(fù)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(jī)和馬達(dá)。如果機(jī)組的制冷量大于樓宇的實(shí)際冷負(fù)荷，那么改裝較小型號的壓縮機(jī)和馬達(dá)，使機(jī)組的制冷能力與樓宇冷負(fù)荷盡可能接近，可以降低運(yùn)行能耗。實(shí)際上制冷能力超過冷負(fù)荷的現(xiàn)象是很常見的。選擇較小的型號后，運(yùn)行效率相對就能提高。改裝壓縮機(jī)和馬達(dá)的另一個原因是降低老舊機(jī)組維修保養(yǎng)的費(fèi)用。機(jī)組最重要的維修保養(yǎng)部件存在于壓縮機(jī)和馬達(dá)。更換這一部分的費(fèi)用大大低于整機(jī)更新，而整個機(jī)組的運(yùn)行效果卻有 明顯的改善。另外，新的壓縮機(jī)和馬達(dá)所包含的新技術(shù)也能降低運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用。使用較小型號的壓縮機(jī)和馬達(dá)，保留原有的熱交換裝置，還能進(jìn)一步提高機(jī)組運(yùn)行效率。因?yàn)?對于較小的壓縮機(jī)，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(jī)更換。最后，如果某臺老式機(jī)組的運(yùn)行效率無論如何達(dá)不到設(shè)計值或期望值，可以考慮整機(jī)的更新。冷水機(jī)