#1 水冷式冷水机组介绍

1、原理及组成部件

水冷式冷水机组，是使用电能，将具有较低温度的被冷却物体的热量转移给环境介质从而获得冷量的机器。

简单理解：这个设备可以将低温水（7～12℃）的热量释放至高温水（33～38℃）。

2、产品生产标准

1 AHRI 550/590 和 551/591 标准

2 GB25131－蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组安全要求

3 GB150 压力容器规范-第 1 至第 4 部分

4 GB151 管壳式换热器规范

5 GB/T18430.1－蒸汽压缩循环冷水（热泵）机组工商业用和类似用 途的冷水（热泵）机组

6 GB/T18429 全封闭涡旋式制冷压缩机

7 JB/T4329 容积式冷水（热泵）机组

8 JB/T6906-93 喷油螺杆式单级制冷压缩机

9 GB10079-88 全封闭活塞式制冷压缩机

10 JB/T7659.4-95 氟利昂制冷装置用于干式蒸发器

11 JB/T4330 制冷空调设备噪声的测定

12 GB9237-88 制冷设备通用技术规范

13 JB/T7666 制冷和空调设备名义工况一般规定

3、水冷式冷水机组的组成

冷水机组制冷系统由 4 个基本部分即压缩机、冷凝器、节流器、 蒸发器组成。由铜管将四大件按一定顺序连接成一个封闭系统，系统 内充注一定量的制冷剂。

4、冷水机组类型

按照不同的分类标准，冷水机组有不同的分类。常见冷水机组分 类：

1、按压缩机形式分：活塞式冷水机组、螺杆式冷水机组、离心式冷水机组；

2、按燃种类分：燃油型、燃气型；

3、按冷凝器冷却方式分：水冷式冷水机组和风冷式冷水机组；

4、按能量利用形式分：单冷型热泵型热回收型单冷、冰蓄冷双 功能型；

5、按冷水出水温度分：空调型(7度、10度、13度、15度)低温型(-5 度～-30度)；

6、按密封方式分：开式、半封闭式和全封闭式；

7、按载冷剂分：水冷冷水机组、盐水冷水机组和乙二醇冷水机组；

8、按能量补偿不同分：电力补偿和热能补偿；

9、按制冷剂分：R22、R123 和 R134a；

10、按热源不同分：热水型、蒸汽型和直燃性。

最常用的机组：螺杆式、离心式冷水机组

5、冷水机组性能参数解析

冷水机组选择主要参数指标：制冷量、电功率、国标工况性能系数 COP 及 IPLV 等参数。

5.1 压缩机形式

在水冷式冷水机组中，最常用的机组为螺杆式和离心式冷水机组。

螺杆式冷水机组：结构简单，运动部件少，易损件少，仅是活塞式冷水机组的 1/10，故障率低，寿命长；对湿冲程不敏感；容积效率高，可达较高压缩比，制冷系数高；相对活塞式冷水机组结构较简单，单机制冷量大，可实现较高转速，易损件少，运行可靠，易于维修；运行平稳，振动小，噪声低，可通过滑阀实现无级能量调节；属正压运行，不存在外气侵入腐蚀问题。

离心式冷水机组：制冷系数高；叶轮转速快，压缩机输气量大，单机制冷量较大；结构进错，质量轻；易损件少，工作可靠，结构紧凑，运行平稳，振动小，噪声低；单位制冷量质量指标小；制冷剂中不混有润滑油，蒸发器和冷凝器的传热性能好；可在较大负荷范围内实现无级能量调节。

在经济性原则的前提下，低于 400 冷吨级的冷水机组，宜采用螺杆式冷水机组，造价低投入小。大于 400 冷吨级的冷水机组，宜采用离心式冷水机组，制冷量较大，单位制冷量造价合理。

5.2 额定制冷量

额定制冷量是选型的最主要的参数，是冷水机组“大小”的决定性参数。制冷量越大，冷水机组的功率、水流量、设备进出口尺寸、设备体积都会变大。额定制冷量，是冷水机组在额定工况下工作时的制冷量。制冷量的国标单位是千瓦（KW），常用的单位还有冷吨，冷吨表示 1 吨 0℃的饱和水在 24 小时冷冻到 0℃的冰所需要的制冷功率，一冷吨大约等于 3.5～3.8 千瓦。

冷水机组的额定制冷量是冷水机组造价的决定性因子。

5.3 国标工况 COP 和 IPLV

冷水机组的 COP：能效比是指压缩机的制热量与同一工况下压缩机电机的输入功率 Pin 的比值。

冷水机组的 IPLV：综合部分负荷性能系数是用一个单一数值表示空气调节用冷水机组的部分负荷效率指标，它基于下表规定的 IPLV 工况下机组部分负荷的性能系数值，按照机组在各种负荷下运行时间的加权因素，通过 IPLV 公式得到的数值。

国际能效组织冷机最低效率比

目前存在厂家样本存在改冷量、夸大 COP 行为，这已经成为行业的一种不良习气，尤其是部分国产品牌厂家，毫无底线。在实际招标过程中，应注意相关参数的真实性。

根据中国国家标准冷水机组能效限定值及能效等级，有如下图等级。

简单理解：COP 是理论制冷效率，IPLV 是实际制冷性能参数。这两个参数均是越大越好。

5.4 高压与低压冷机

采用高压 10kV (电网电压) 电机应用于大功率冷水机组，较低压380V 电机运行方案如下优点：

1）大幅度降低电动机运行电流，增强运行安全可靠性，减少设备故障率。采用高压运行冷机满载电流大幅低于低压冷机，采用高压电机将大大降低机组的最大启动电流，这对频繁起动的大功率电动机而言，高压启动对电网的冲击比低压启动要小得多，其操作运行的安全可靠性增强，故障率减少。

2）大大减少在该项目的初期设备投资、运行费用、耗电等费用。

设备的初期投资和安装费用

采用 10kV 高压供电，可直接将电网电压供给高压电机，机组可直接电抗式启动柜，省去星三角启动柜、低压配电柜等开关柜，而且接线电缆直径大大减少，长度缩短，电器施工难度简化，大大降低电器设备的投资费用(相对于高压机组，低压机组由于增加了变压器，而变压器本身对系统而言是一个无功负荷，将导致供电系统的功率因数变差，因而，原则上需要增加电力系统 10kV 侧的功率因数补偿装置费用)。

能耗与运行费用

冷水机组采用闭式电机驱动，配置高压电机与低压电机的冷水机组效率是相同的，但低压电机功率因数相对较低，将增加冷水机组的实际运行费用。同样相同容量的冷水机组，高压机组相比于低压机组的启动电流，运行满载电流均小，电机的发热损失等功率损耗要比低压机组要小。因此，采用高压电机比采用低压电机机组每年均可节省大量的运行费用。

3）符合我国现行规定的大功率电动机应采用高压驱动的技术政 策。

根据中华人民共和国行业标准《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16 －2008 中规定：用电设备容量在 250kW 或需用变压器容量在 160kV以上者应以高压方式供电。

4）可以利用已建成的设备用房(即：减少投入设备占用空间)，整体考虑总变配电用房，达到变配电管理系统化、规范化、合理化。

5.5 变频制冷机组

1）性能优越效率高

变频离心冷水机组在部分负荷下效率比定频机组高很多。并且，随着冷却水进水温度降低，变频机组的节能效果更加明显。

2）启动电流低

定频机组为星三角启动。一次启动电流高达满负荷电流的200~250%，二次启动电流甚至可能高达满负荷电流的 500%。变频机组为软启动，启动电流不会超过满负荷电流，减少了设备的电流冲击，延长设备寿命。

3）快速重启

变频冷水机组没有启动时间间隔的限制，机组可频繁启停，机组在带 UPS 快速启动的情况下，可实现在 1 分钟之内重启，2 分钟内到达 80%负荷输出，定频机组难以实现。

4）避免喘振

喘振主要是因为冷凝压力与蒸发压力压差过高或压缩机制冷剂流量过低。定频机组在低负荷运行时，只能选择调节导流叶片开度，很容易发生喘振现象。变频机组在低负荷状态运行时，同时调节导流叶片开度和电机转速，调节机组运行状态，可控制离心机组迅速避开喘振点，避免喘振对机组的伤害，确保机组运行安全。

5.6 环保冷媒

按照《蒙特利尔议定书》有关规定，我国作为第五款国家（发展中国家）可以生产和使用 R-22 作为制冷剂到 2040 年，其间 2016 年将对生产实施冻结，冻结在 2015 年的水平，然后逐年淘汰，到 2040 年生产和消费降到零。现阶段我国使用 R-22 冷媒主要是家用小型空调，大型冷水机组目前已经采用环保型冷媒。

现阶段环保型冷媒主要有：

R-134a（四氟乙烷）环保型冷媒 R-134a 是目前国际公认的替代 R-12 的主要制冷工质之一，常用于车用空调，商业和工业用制冷系统，以及作为发泡剂用于硬塑料保温材料生产，也可以用来配置其他混合制冷剂，如 R-404A 和 R-407C 等。

R-410A 环保型冷媒 R-410A 主要用于替代 R-22 和 R-502，具有清洁、低毒、不燃、制冷效果好等特点，大量用于家用空调、小型商用空调、户式中央空调等。

R-407C 环保型冷媒 R-407C 主要用于替代 R-22，具有清洁、低毒、不燃、制冷效果好等特点，大量用于家用空调、中小型中央空调。

5.7 机组进出水温度和水量

机组的进出水温度为设计确定温度，一般均为冷冻水：7/12℃；冷却水 32/37℃。机组的进出水量是根据建筑设计时，根据供冷量的大小，由进出水温度换算出所需水量。

根据我国 JB／T7666 95 标准(制冷和空调设备名义工况一般规定)的规定，冷水机组的名义工况为冷冻水出水温度 7℃，冷却水回水温度 32℃。其他相应的参数为冷冻水回水温度 12℃，冷却水出水温度37℃。由于提高冷冻水的出水温度对冷水机组的经济性十分有利，运行中在满足空调使用要求的情况下，应尽可能提高冷冻水出水温度。

有些项目为了节能设计大温差冷冻水：5/13℃；冷却水 32/40℃，或者采用乙二醇低温制冰（冰蓄冷）。这些系统造价较高，在节约投资的前提下，应避免使用。

#2 认质认价介绍

1、冷水机组品牌及价格参考

1）冷水机组常用品牌：

2）国内冷水机组市场情况：

目前冷水机组制造厂商有国际品牌及国产品牌。

国际品牌方面，一线品牌有四大厂家开利、约克、特灵、麦克维尔，这四大品牌全部是美国厂商，垄断高端冷机市场；二线有日立、三菱等日系品牌，市场占有率次之。

国产品牌方面，有美的、格力、海尔、天加、捷丰、盾安、远大等国产冷机，在国内低端市场占比较大。

3）商务价格参考

冷水机组厂家对库存控制严格，均是按订单生产。在合同签订后会要求付预付款，款到排产，一般冷机的生产周期为两个月，冷水机组出厂时若是占用厂家库存超过三天会收取仓储费用，故应考虑冷机排产和进场时间。冷水机组到场，一般付款到达 90%以上，所以对项目资金的占用应加以考虑。

国际品牌的价格一般高于国产品牌，为了最优的性价比，一般等于或低于 400 冷吨的机组会采用螺杆机组，大于 400 冷吨的机组采用离心机组。

由于现在冷机市场竞争激烈，四大厂商的价格跟国产品牌越来越接近，在大型项目招采过程中，四大厂商价格已经逼近国产品牌的价格，此时厂家给出的是特价，此种情况一般是招采设备设计的制冷量正好匹配相关厂家的设备固定型号（不排除有厂家公关设计的可能）。

2、冷水机组关键参数

1、冷水机组参数：

变频离心式冷水机组

2、关键参数解析

3、冷水机组设备询价

冷水机组作为大型设备，造价高，技术要求复杂，设备招采周期长。冷水机组招采注意事项：

1）充分了解合同中我司应履行的义务和职责，不超越职责权限，不遗漏应履行义务。

2）详细审阅所有技术文件，包括且不限于技术规格书、图纸、合同文件、技术标准等。

3）根据技术文件编制冷水机组询价文件。

设备询价标准格式

机电工程设备材料询价单(样表)

询价说明：

1）规格型号中，额定制冷量是决定性参数厂家设备不得小于该参数。标准工况 COP、IPLV 是效率参数，是设备节能性能指标，一般不得低于该参数。其他参数为标准参数，机组尺寸可按厂家尺寸有所调整但也要考虑现场安装场地限制。

2）询价可以附我司付款方式与厂家进行沟通。

3）如果是厂家直接报价，一般交货地址为项目现场，不负责设备就位，应提前与安装分包单位进行沟通明确。

4）现场开箱验收应请业主、监理、咨询等单位共同参加。

#3 冷水机制冷负荷估算

针对公司 EPC 项目，在初步设计阶段，进行冷水机组冷负荷估算，做基本的设备选型，以达到控制设备造价，指导后期设计工作。

建筑物冷负荷概算指标如下图 ：

影响负荷指标取值因素 ：

1）空调房间外墙朝向的影响，负荷指标取值方法：依照南、西、东、北的方向顺序由大到小取值。

2）空调房间外墙窗墙比的影响，负荷指标取值方法：窗墙比大取大；窗墙比小取小。

3）空调房间外窗有无外遮阳的影响，负荷指标取值方法：有取大；无取小。

4）空调房间有两面外墙时，负荷指标取值宜加大10～15％；空调房间位于顶层时，负荷指标取值宜加大20～25％。

5）空调房间人员密度的影响，负荷指标取值方法：负荷指标取值方法：密度大取大；密度小取小。

6）空调系统新风量的影响，负荷指标取值方法：新风量大取值大；新风量小取值小。

7）空调房间室内设计标准的影响，负荷指标取值方法：标准高取值大；标准小取值小。

8）空调房间室外设计参数的影响（即地区影响），负荷指标取值方法：大部分城市可按照其处于华南、华中、华东、西南、华北、西北、东北等地区的顺序由大到小取值。

概算指标应用 ：

1）采用负荷指标计算各空调系统的冷负荷，作为选取空气处理设备的冷量参数。方法如下：

QA=qi*Ai

式中：QA——空调系统的冷负荷，即空气处理设备的安装容量，单位为W。

qi——负荷指标，单位为W/㎡。

Ai——空调系统所负担的空调房间的空调面积，单位为㎡。

2）计算冷水机组的安装容量

QR=(0.84~0.86)∑QA=(0.84~0.86)∑qi*Ai

式中：QR——制冷系统的冷负荷，即冷水机组的安装容量。

3）校核

将上面计算得到的QR除以建筑物的总空调面积（包括楼梯间的面积），折算成冷负荷综合指标，校核是否适当。若折算所得综合指标偏大或偏小，可通过调整负荷指标解决。

#4 设备验收及运输安装注意事项

1、验收前准备

1）参照技术要求设计书中对交货设备的技术指标。

2）准备设备进场交货记录表和设备联合开箱验收表。

3）准备检查所需的工具。

4）根据合同文件准备交货所需的设备图纸。

5）设备到达交货地点后,由监理单位组织施工单位、供货厂家及业主等有关部门(必要时要求设计单位)共同进行开箱、检查验收。

2、货物清点

1）对有包装的设备，根据运单和装箱单对货物的包装、外观和件数进行清点，并检查其产品说明书、合格证、调试大纲(方法)、备用备件及专用工具清单是否齐全。

2）对无包装的设备，则直接进行设备外观检查及附件、备品的清点，并检查其产品说明书、合格证、调试大纲(方法)、备用备件及专用工具清单是否齐全。

3）如果发现任何与合同约定或相关规范不符之处，经各方代表确认属于供货商责任，由供货商处理解决(须明确具体时间和措施)，处理解决方案并不免除供货方有关责任。

4）设备清点结束，由参验各方填写《设备进场交货记录表》。

3、开箱检验

设备开箱后应按下列项目进行检查并做好记录:

1）检查箱号、箱数以及包装情况；

2）检查设备的名称、规格、型号；

3）检查设备部件的装配是否正确完整，有无装反、装错和漏装；

4）检查紧固件(螺丝螺母卡簧等)是否安装正确,完整及可靠；

5）检查密封圈的硬度、颜色及与样品的配合是否过紧过松或者偏位；

6）检查所有移动零部件是否移动顺畅；

7）检查设备的实际安装位置是否与设计安装位置符合；

8）检查设备的技术文件、资料及专用工具是否配备完整；

9）检查设备有无缺损件，表面有无损坏、锈蚀和擦痕等；

10）开箱检验结束后，由参验各方填写《设备联合开箱验收表》。

若发现设备有较大损伤，应做好详细记录、拍照或录像,并由参验各方现场签字确认。经各方代表确认属于供货商责任，由供货方处理解决(须明确具体时间和措施)，处理解决方案并不免除供货方有关责任。

在设备开箱检查中，设备及其零部件和专用工具,安装单位均须妥善保管，不得使其变形、损坏、锈蚀、错乱和丢失。随机的元件，安装单位须按实际安装，剩余元件随同备品、备件、工器具须保存完好，竣工后与设备同时移交。

4、冷机运输与安装

冷水机组属于大型设备，同时造价又高，对运输和安装有较高的要求。一般冷机出厂前已经进行了各项测试，组装已经到位，但并不会充注制冷剂（螺杆机组可能已经充注完成）。

冷水机组出厂后一般是汽车陆运，在吊装时必须按照厂家要求，使用设备的吊耳进行起吊，运输过程中必须避免颠簸路段，尽量减少不必要的振动。

配套及注意事项

1、配套

冷水机组一般自带启动柜，同时冷水机组有配套的水处理装置，包括冷凝器自动清洗装置、水处理装置、真空脱气机等。

2、减震措施

冷水机组在运行时产生振动，所以在冷水机组安装时必须采用 必要的减震措施。由于冷水机组左右两侧重量不均衡，一般采用减震垫的形式，而部分要求较高的机房采用减震台座加弹簧减震的形式。

在特殊情况下，在冷水机组的运行中，可能与建筑结构产生共振，这是在设备选型当中需要特别注意的地方。冷水机组进场时，分包需要报送吊装方案及设备就位方案。冷机一般安装于地下室中，运输时采用滚轮的方式将设备牵引至设备基础之上，就位时应注意找平找正，同时安装相应的减震措施（减震垫或弹簧）。