中央空調(diào)冷凍機(jī)房水力平衡調(diào)試作用
——深圳賽意法水力平衡改造分析

段俊杰深圳市裕和投資有限公司，廣東深圳　518040

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中央空調(diào)冷凍機(jī)房水力平衡調(diào)試作用
——深圳賽意法水力平衡改造分析

段俊杰
深圳市裕和投資有限公司，廣東深圳518040

摘要以深圳賽意法微電子公司冷凍主機(jī)系統(tǒng)（機(jī)房）水力平衡改造工程為例，介紹了水力平衡調(diào)節(jié)方法及效果：通過(guò)設(shè)置靜態(tài)平衡閥，測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)、分析相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中存在的工藝狀況偏差、效能衰減等問(wèn)題。繼而調(diào)節(jié)平衡閥，改善系統(tǒng)水力平衡狀況，使冷凍主機(jī)、系統(tǒng)在合理的工況下運(yùn)行，提高系統(tǒng)運(yùn)行COP，省電節(jié)能，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效果。

關(guān)鍵詞中央空調(diào)；冷凍機(jī)房；水力平衡

1　深圳賽意法微電子公司冷凍主機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成及原運(yùn)行狀況

1）系統(tǒng)由兩期工程構(gòu)成，兩期系統(tǒng)分設(shè)冷凍主機(jī)、水泵及分集水器；兩期系統(tǒng)間設(shè)有連通管及電動(dòng)隔斷閥且處于開(kāi)啟狀態(tài)。

2）多臺(tái)水泵、冷凍主機(jī)集中聯(lián)合運(yùn)行，總供回水集管雙側(cè)出水的水力狀況；兩期工程中，水泵揚(yáng)程不同，一期為32mH2O，二期為42mH2O。形成了兩期工程聯(lián)合運(yùn)行，互為補(bǔ)充，但壓力不平衡的局面。

3）系統(tǒng)冷凍主機(jī)配置如表1，冷水機(jī)組布置及管路示意圖如圖1。

表1　冷水機(jī)組配置

4）因末端負(fù)荷調(diào)減，日常主要運(yùn)行機(jī)組為2、3、4號(hào)主機(jī)。

2　水力平衡改造與調(diào)試

2.1水力平衡改造

對(duì)每臺(tái)冷凍主機(jī)冷凍水出口（或入口）增設(shè)了與冷凍主機(jī)進(jìn)出水管口徑相同的大口徑靜態(tài)平衡閥作為冷凍主機(jī)間水力平衡之用（見(jiàn)表1及圖1）。

圖1

2.2水力平衡過(guò)程

調(diào)試期間，根據(jù)負(fù)荷需求，系統(tǒng)1、5、6號(hào)主機(jī)未開(kāi)啟運(yùn)行，故暫僅對(duì)處于運(yùn)行狀態(tài)的2、3、4號(hào)冷凍主機(jī)管路系統(tǒng)調(diào)試，其余主機(jī)管路全開(kāi)。在各冷凍主機(jī)開(kāi)啟且全部靜態(tài)平衡閥處于全開(kāi)時(shí)；以及在調(diào)節(jié)2、3、4號(hào)冷凍主機(jī)供回水管上靜態(tài)平衡閥，系統(tǒng)穩(wěn)定后，分別測(cè)試及記錄此3臺(tái)冷凍主機(jī)流量、供回水溫度、電流、負(fù)荷率等參數(shù)。

表2　三臺(tái)冷凍主機(jī)（2、3、4號(hào)）平衡調(diào)試前數(shù)據(jù)

表3　三臺(tái)冷凍主機(jī)（2、3、4號(hào)）平衡調(diào)試后數(shù)據(jù)

2.3調(diào)試數(shù)據(jù)

水力平衡度：水力平衡度是衡量末端或冷凍主機(jī)實(shí)際流量與額定流量差值的指標(biāo)，其含義為實(shí)際流量與設(shè)計(jì)流量的差值與設(shè)計(jì)流量的相對(duì)百分比，零為理想值，±15%為工程上可接受范圍。

2.4水力平衡調(diào)節(jié)效果

1）水力平衡數(shù)據(jù)分析：水力平衡調(diào)試前，2、3號(hào)冷凍主機(jī)由于機(jī)組自身阻力較小，處于較嚴(yán)重的過(guò)流狀況；水力平衡調(diào)試后，2、3、4號(hào)冷凍主機(jī)三臺(tái)冷凍主機(jī)均處于過(guò)流16%～17%狀態(tài)，4號(hào)主機(jī)過(guò)流略有增加，但2、3號(hào)主機(jī)水力平衡度大幅調(diào)整，且4號(hào)主機(jī)電流能耗減?。ù藭r(shí)雖可一步調(diào)整到±15%以內(nèi)，進(jìn)一步降低冷凍主機(jī)流量，但出于安全及未來(lái)負(fù)荷可能變化，其余主機(jī)可能投用，預(yù)留了一定的富裕流量）

2）結(jié)論：平衡調(diào)試對(duì)冷凍主機(jī)間水力平衡有明顯改善，一期老舊設(shè)備在趨近額定工況運(yùn)行，可延長(zhǎng)使用壽命，同時(shí)積累了基礎(chǔ)參考數(shù)據(jù)。

2.5冷凍主機(jī)工況、能效分析

1）工況分析：根據(jù)調(diào)試前實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)（見(jiàn)表4），對(duì)3臺(tái)主機(jī)原工況做出分析。

表4

工況數(shù)據(jù)分析結(jié)論：理論與實(shí)測(cè)冷量偏差率可大致反映冷凍主機(jī)的工作狀況，雖然其本身會(huì)受到冷凍主機(jī)負(fù)荷率、冷卻水供回水溫度及冷凍水出水溫度設(shè)定、穩(wěn)定工作時(shí)間等因素影響，但出現(xiàn)較大偏差時(shí)則顯示冷凍主機(jī)運(yùn)行狀態(tài)有可能不良。從上表數(shù)據(jù)中可見(jiàn)：3號(hào)機(jī)組經(jīng)近一個(gè)小時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行，經(jīng)計(jì)算，實(shí)測(cè)COP及耗電量指標(biāo)兩個(gè)直接反映主機(jī)能效的指標(biāo)相對(duì)正常合理數(shù)據(jù)偏差過(guò)大，顯示3號(hào)冷凍主機(jī)有較嚴(yán)重的效率問(wèn)題。

除了3號(hào)主機(jī)外，整體上冷水機(jī)組運(yùn)行狀況在離心式冷水機(jī)組的合理范疇內(nèi)，考慮到相關(guān)設(shè)備已有較長(zhǎng)時(shí)間的壽命，部分機(jī)組已經(jīng)接近產(chǎn)品壽命末期，能效衰減在可接受范圍內(nèi)；對(duì)3號(hào)機(jī)組應(yīng)進(jìn)行設(shè)備檢測(cè)、維修或更換。

2）能效數(shù)據(jù)分析：調(diào)試前后兩組數(shù)據(jù)（見(jiàn)表5）收集，相距約一小時(shí)，除水力平衡調(diào)試外，其他因素，如室外氣溫、生產(chǎn)負(fù)荷、冷卻水溫度、機(jī)組負(fù)荷率等因素均變化較小?？梢院侠硗贫ǎ藭r(shí)能效的變化，是由對(duì)冷凍主機(jī)間水力平衡做出改善產(chǎn)生的。

表5

由表5數(shù)據(jù)可見(jiàn)：2、3兩臺(tái)一期舊冷凍主機(jī)，調(diào)試后供水溫度降低，耗電指標(biāo)上升，但流量在平衡調(diào)試后降低了過(guò)流。而4號(hào)冷凍主機(jī)容量較大，投用時(shí)間較短，性能較優(yōu)良，通過(guò)水力調(diào)節(jié)合理調(diào)整了負(fù)荷率，且供水溫度略微升高，使之工作效率更高，能耗的減少要大于2、3號(hào)機(jī)的能耗增長(zhǎng)。

能效分析結(jié)論：3臺(tái)冷凍主機(jī)綜合耗電指標(biāo)，從0.85降至0.80kW/RT，降低近6%，3臺(tái)冷凍主機(jī)（額定容量共1 900RT）降低用電功率最高114kW。

以全年100%負(fù)荷運(yùn)行525h，75%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間1 314h，50%負(fù)荷運(yùn)行3 066h，25%負(fù)荷運(yùn)行時(shí)間3 855h計(jì)算（該負(fù)荷率依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)民用舒適空調(diào)工作負(fù)荷率曲線折算，實(shí)際存在恒溫恒濕要求的工業(yè)建筑精密空調(diào)滿負(fù)荷工作的比例更高，節(jié)能量將更大），初步保守計(jì)算年節(jié)約用電45.68×104kW·h。按2011年深圳普通工業(yè)用電平均0.82元/kW·h（不含基本電價(jià)）計(jì)算，年節(jié)省電費(fèi)約37.46萬(wàn)元。

3　結(jié)論

通過(guò)對(duì)中央空調(diào)冷凍機(jī)房設(shè)備系統(tǒng)水力平衡改造、調(diào)試，使得：

1）設(shè)備間水力平衡得到明顯改善，緩解因主機(jī)、泵等設(shè)備選型參數(shù)、老化衰減等原因?qū)е滦阅懿黄ヅ湓斐傻乃ζ胶馐д{(diào)，水量分配不均問(wèn)題。

2）通過(guò)水力平衡調(diào)試，平衡各主機(jī)、泵流量，可避免嚴(yán)重過(guò)流（欠流）現(xiàn)象，使設(shè)備在合理的流量范圍內(nèi)運(yùn)行，提升設(shè)備使用壽命，減少故障率。

3）調(diào)節(jié)了各主機(jī)設(shè)備的冷凍水供水溫度、供回水溫差及負(fù)載率，從系統(tǒng)角度（冷水機(jī)組整體）明顯降低能耗指標(biāo)，節(jié)能效益明顯。

4）調(diào)試為冷凍主機(jī)運(yùn)行工況診斷、檢修、維護(hù)提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，有利于后期運(yùn)行管理。

參考文獻(xiàn)

［1］鄔海升.空調(diào)冷凍機(jī)房制冷及其附屬設(shè)備的安裝［J］.山西建筑，2003，29（3）：138-139.

中圖分類號(hào)TH184

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2016）165-0200-02

作者簡(jiǎn)介：段俊杰，工程師，研究方向?yàn)闄C(jī)電設(shè)備，管道安裝。