提高机房空调机组运行性能的有效方法

空调系统通常是整个楼宇中消耗能源最大的系统，有时甚至占到全部耗能的 40% ～ 60% 。所以，改善空调系统的运行效率能显著降低整个楼宇的运行成本 , 同时又不会给居住者带来任何不适。

冷水机组机房是对空调系统进行改良的一个很重要环节。以下介绍 13 个降低离心式水冷冷水机组运行成本的方法。大部分的改进措施只需少量投资或根本不需要投资。

采取节能措施主要针对以下三个方面。机组部件方面：包括正确地操作和保养冷水机组。调整最佳的水温和流量 ; 整个系统使用方面：在不同和负荷条件下，对多台机组进行最佳的运行组合 ; 设备改造方面：是指利用最新的节能技术对现有的机组进行改造。

正确的维护保养步骤和精确的数据记录是对冷水机组运行效率进行改善的基础。劣质的保养会使机组的实际运行状况与设计状态向去甚远。这样的状况包括不正确的水温控制，制冷剂的充注量偏少，存在泄漏点，冷凝器铜管的脏堵，等等。正确的维护保养能避免上述情况的发生，将冷水机组的能耗控制在设计范围之内。

为改判机组的运行效率，首先要对机组的运行状态参数有精确的记录。记录 “运行日志”是一个最好的跟踪机组运行状态，发现异常变化的方法，没有精确的运行数据记录，就不可能发现机组在效率方面存在的缺陷，不能找出相应的合理解决方案。同时也不能衡量机组能量转换的效果究竟如何。而且，机组的维护保养可能会被忽略 , 运行费用会在不知不觉中上升 , 甚至可能对机组的主要部件的安全构成威协。没有精确的运行数据记录，你会发现想要实施以下所讨论的任何有关经济运行的措施都是非常困难的。

一、机组部件方面的改善措施

1. 正确设定冷冻水的出水温度。 ( 这是在某种情况下才能成立 )

在一年中的大部分时间，机组是部分负荷状态运行。要此期间由于环境温度不高，湿度也偏低，总体来说对制冷量的需求不是很大。在部分负荷下运行条件下 , 由于除湿部分的负荷减小 , 末端风机盘管的水温即使稍有升高 , 也能制得需要的室内温度。通常来说，提升冷冻水的出水温度就能降低压缩机运行压头，从而起到节能效果。

以上的概念长期以来一直为空调界所接受。最新的针对固定转速的离心机组的研发现只有在机组的运行负荷在 40%~80% 的范围内，上述理论是成立的。在此区间，冷冻水出水温度每提升 1 ℉可节能 0 。 5~0 。 75%( 相对于满载运行能耗，下同 ) 。而令人惊讶的是，当固定转速的离心机组运行负荷低于 40% 的情况下，提升冷冻水出水温度反而会增加机组的耗能。

另一方面，对于安装了变频装置的离心机组，其提升冷冻水出水温度后的节能效果就非常显著。一般在 80% 的负荷条件下，每提升 1 ℉的冷冻水出水温度，可节能 2%~3% 。而且，即使机组的运行负荷低到 10% ，这样的节能效果依然存在。

2.  保持适当的制冷剂充注量。

3.  制冷剂充注量不足或过量会使热交换的效率下降，导致压缩机压头增加，能耗增加，制冷剂在蒸发器中的液位异常会使蒸发温度下降，而蒸发温度每提升 1 ℉，机组就可以节省 1.5% 的能耗。

离心式制冷机组的蒸发器上一般都装有液位视镜，以观测制冷剂的液位高度。对于活塞式机组，可以通过观察冷凝器出液管路上的视镜有否气泡翻腾 , 来确认制泠剂的充注量是否偏少。制泠剂充注过量一般表现为 : 排气压力过高 , 泠凝器出液过冷度增加。一旦发现制冷剂充注量的偏差，应参照机组的出厂说明及时调整。

3. 降低冷却水进水温度。

绝大部分的生产商都会标注机组的最小冷却水进水温度。但处于经济运行的考虑，许多生产商又重新评估了这个冷却水进水温度的最小数值。因为制冷机组的能耗与冷凝压力和温度密切相关。降低冷却水温度相应也冷凝压力及温度，从而降低压缩机的压头，达到了经济运行的效果。

测量数据表明，冷却水入水温度每下降 1 ℉，机组的能耗即可以减少 1 。 5% 。

冷却水温补尝系统将冷却水的入水温度控制在冷却塔出水温度的 2 ℉以上，许多系统的设计在冷却塔的进出水管之间增加了旁通。通过阀门调节，控制冷却水入水温度处于工厂推荐的最低温度水平。这样在机组节能运行的同时也能减少冷凝负荷。有的机组对冷凝器和冷却塔之间有水压差的要求。遇到类似情况，冷却水温调节要优先满足压差上的要求。

4. 消除泄漏点

应消除封闭循环的制冷系统中的任何泄漏点。在正压机组中，漏点的存在会使制冷剂泄漏到大气中，减少制冷系统中的制冷剂充注量。

对于负压机组而言，空气等不凝气体通过系统进入系统内部。并最终聚集在冷凝器，占据制冷剂的冷凝空间。不凝气体存在度每增加 1 ℉，系统和能耗能耗增加 1 。 5%( 不凝气体存在度的计算方式为冷凝压力对应的饱和温度减去实际冷凝温度。 )

由于完全密封的制冷系统几乎是不存在的，所以绝大部分负压机组使用排气装置来排出进入系统的不凝气体。但问题是，当排气装置不能正常运行或泄漏量大于排气装置的排空能力时。

5. 如何解决不凝性气体的问题。

对于没有过冷度设计的冷凝器，不凝性气体存在度的计算方式可以是冷凝器压力对应的饱和温度减去冷凝器的出液温度。这个数值能反映不凝气体在冷凝器中的存要度。如果该数值大于工厂给定的参考值，就必须检查机组的排气装置，并对机组进行检漏工作。

6. 降低冷凝器的污垢系数。

冷凝器的污垢包括结晶，沉淀物，泥沙，藻类及微生物等。劣质的水处理和水系统不当的保养都会诱发这些因素。污垢系数的增加会导致热交换效率的下降，从而使得冷凝器温度和压力上升，压缩机的功耗也相应增加了。我们把冷凝温度与冷却水出水温度之间的差值称作 “冷凝器的小温差值”。将这个“小温差值”控制在适当的范围内，就能保证冷凝器的冷凝效率。“冷凝器的小温差”每降低 1 ℉，制冷机组运行能耗将下降 1% 。一旦发现冷凝器换热管脏堵的现象，必须对铜管进行清洗，以保证“冷凝器小温差”值控制在 6~10 ℉的范围之内。一般通刷铜管就足以解决问题，但有时则必须进行化学清洗。长期难以解决的脏堵问题预示着需加强水处理工作。

7. 保持适当的冷却水流量。

冷却水流量的降低直接导致机组机组运行能耗的上升。冷却水流量每减少 20% ，机组能耗就上升 3% 。通常冷却水流量的减少是由以下一些因素导致的：阀门的开启度太小 ; 冷却塔的喷嘴堵塞 ; 水系统滤网脏堵 ; 水系统中有空气存在，一般通过调节水泵的出口阀门来控制冷却水的流量与设计值相符。如果常规调节不能解决问题，就心须考虑上述其它方面的因素了。

8. 控制机组加载的波动。

大部分机组以 20 分钟内的能耗变化来确定是否有运行峰值产生。机组运行负荷的峰值一般出现在机组启动之初。而最高负荷通常在炎热夏季的早晨，因为是多台机组启动，而且整个系统的水温很高。

在机组启动之初限制机组加载是一个非常有效地降低能耗的方法。绝大部分的冷水机组有自动或手动限制加载装置。建议在机组运行的最初 20 分钟左右。这样避免了多台机组同时加载的情况，且机组承担的负荷峰值会逐次减小。控制机组的加载理论上会降低机组的运行成本，具体节能效果视机组本身效率曲线。

9. 维持马达的效率

机组的压缩机马达消耗最多能源。马达效率下降的最常见原因是马达线圈冷却问题。在相同的工况条件下，如果运行记录显示电压不变，且电流有明显的上升，则马达的冷却就有可能存在问题。

对于半封闭的压缩机，应该检查制冷剂的流量和回气管上的过滤器。对于开启式的压缩机，应检查机房的通风及空气流通状况，马达的进风是否受到阻碍，进风滤网是否脏堵。另外，无论半封闭还是开启式的机组都需检查马达的润滑油是否污染，电缆接线是否松动或生锈。

二、整个系统方面的改善措施

10. 操作中恰当地对机组的运行进行组合。

一个冷水系统中存在多台冷水机组时，应仔细对各台机组的运行状态进行评估，以针对不同的运行条件，进行最佳的运行机组的组合。不仅要对各台机组满载或卸载运行的性能进行评估，也要评估卸载状态下多台机组和单台机组的运行效率。

举个简单的例子。对于一个安装固定转速离心机组的冷水系统， 160 冷吨的负荷可以由一台 400 冷吨的机组加载至 40% 承担 ; 也可以由两台 400 冷吨的机组加载到 20% 承担。前一种运行能耗约为 144KW ，后一种运行状况能耗约为 194KW 。两者相比就知道谁优谁劣了。有这样一条常规，就是不要让机组的运行负荷少于 40% 。因为除非是采用了变频技术的机组，当运行负荷小于 40% ，机组的效率将明显地下降。同时，也对每台机组的运行状况进行分析，以针对不同的负荷条件选择运行最合适的机组。随着负荷大小的变化，运行机组的切换是难以避免的。掌握那台机组在低负荷条件下运行效率比较高，哪台机组在高负荷下运行效率比较高，就能决定启动机组的先后顺序。

11. 合理安排冷冻水泵及冷却水泵的运行

通过在停机状态下顺序停运水泵，利用系统余冷，适当提前关闭主机 ; 冬季需开机，可延长冷却塔风扇开启时间，既能避开最低冷却水温峰值又能避免机组跑油的故障。

三、设备改造方面

12. 通过智能化精度控制末端供冷调节

风机盘管、风柜的控制可以通过目前相对可靠和精度高的比例积分控制，能控制系统的波动性，使得室温调节能够波动小，稳定。

来源：暖通空调在线论坛

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