HVAC：什么是離心式冷水機(jī)組
您的建筑物有離心式冷水機(jī)嗎?如果是這樣，您應(yīng)該知道冷卻器通常比商業(yè)建筑中的任何其他單一耗能設(shè)備消耗更多的電力，除了偶爾使用的超大風(fēng)扇。效率低下的冷卻器會浪費大量電力，即使效率的適度提高也可能產(chǎn)生大量的能源節(jié)約和有吸引力的回報。
然而，謹(jǐn)慎選擇冷水機(jī)(及其相關(guān)效率)很重要——購買高效的冷水機(jī)可能并非在所有情況下都具有成本效益。同樣重要的是要記住，冷水機(jī)組實際上是冷凍水系統(tǒng)的一部分，泵和冷卻塔的效率和控制會對整體效率產(chǎn)生重大影響。
僅將冷水機(jī)的效率最大化并不能確保系統(tǒng)有效運行。為了最大限度地提高成本效益，我們建議對整個冷凍水系統(tǒng)進(jìn)行分析，并在指定冷卻器本身的效率時小心謹(jǐn)慎。
有什么選擇？
離心式冷水機(jī)是舒適制冷行業(yè)的主力軍，其活動部件非常少。因此，它們通常具有高可靠性和低維護(hù)要求。
離心式壓縮機(jī)的作用非常類似于離心式風(fēng)扇，通過從葉輪中心徑向向外旋轉(zhuǎn)來壓縮流過它的蒸汽，允許離心力壓縮蒸汽。一些機(jī)器使用多個葉輪來分階段壓縮制冷劑。
冷凍水系統(tǒng)的組成部分
在典型的大型商業(yè)建筑中，中央冷水機(jī)組由一臺或多臺冷水機(jī)組及其輔助系統(tǒng)組成，為空調(diào)提供冷凍水。這種冷凍水被泵送到整個建筑物的一個或多個空氣處理器，在那里它從溫暖的室內(nèi)空氣中吸收熱量。然后冷空氣通過管道網(wǎng)絡(luò)分布在建筑物周圍。
如何做出最佳選擇
您可以在建筑物中安裝效率最高的冷水機(jī)組，但如果它是低效系統(tǒng)的一部分，您將無法獲得冷水機(jī)組的所有優(yōu)勢。您需要優(yōu)化整個冷卻器系統(tǒng)以獲得最大的節(jié)省。
選擇冷水機(jī)之前
減少冷負(fù)荷。低效建筑中大約一半的冷負(fù)荷來自太陽能增益和照明，因此仔細(xì)處理這兩種熱量增益來源可以產(chǎn)生可觀的節(jié)省。除了減少建筑物的冷卻負(fù)荷外，照明改造還可以直接節(jié)省能源。
冷凍水設(shè)備還需要幾個額外的組件(通常稱為輔助或輔助系統(tǒng))來在冷凍水設(shè)備和空氣處理器之間移動冷凍水，并將冷凍機(jī)的熱量排出到外界。輔助設(shè)備包括冷凍水泵、冷凝器水泵和冷卻塔。
優(yōu)化暖通空調(diào)輔助系統(tǒng)。冷卻塔風(fēng)扇、冷凝器和冷凍水泵以及空氣和水分配系統(tǒng)都應(yīng)進(jìn)行分析，以提高潛在的效率。優(yōu)化對系統(tǒng)及其組件的控制。
在許多情況下，通過在部分負(fù)載條件下修改冷水機(jī)組組件的運行特性，可以實現(xiàn)顯著的節(jié)能?？梢詫谖⑻幚砥鞯臉怯钭詣踊到y(tǒng)進(jìn)行編程，實時地調(diào)整運行參數(shù)，從而最大限度地提高冷水機(jī)組的整體效率。
一噸制冷量是一天內(nèi)一噸冰融化所吸收的熱量，相當(dāng)于 12,000 Btu/h 或 3.516 熱千瓦。
kW/ton 額定值：
通常稱為效率，但實際上輸入到壓縮機(jī)電機(jī)的功率除以產(chǎn)生的冷卻量，或千瓦/噸 (kW/ton)。較低的千瓦/噸表示較高的效率。
性能系數(shù) (COP)：
以 Btu 輸出(冷卻)除以 Btu 輸入(電力)衡量的冷卻器效率。將 COP 乘以 3.412 得出能效比。
能效比 (EER)：
小型冷水機(jī)組和屋頂機(jī)組的性能通常以 EER 而不是千瓦/噸來衡量。EER 的計算方法是將冷水機(jī)的冷卻能力(以 Btu/h 為單位)除以其在滿負(fù)荷條件下的輸入功率(以瓦特為單位)。EER 越高，裝置的效率越高。
ARI 條件：
測量冷卻器性能的標(biāo)準(zhǔn)參考條件，由空調(diào)和制冷協(xié)會 (ARI) 定義：離開冷卻器的水為44oFF，進(jìn)入冷凝器的水為 85oF，100% 負(fù)載和 60oF 在零負(fù)載。
綜合部分負(fù)荷值 (IPLV)：
該指標(biāo)試圖在代表性運行范圍內(nèi)獲取更具代表性的“平均”冷水機(jī)組效率。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公式，它是冷水機(jī)組的效率，以千瓦/噸為單位，在四個工作點上取平均值。
決定購買哪種冷水機(jī)時
比較各種效率水平的冷水機(jī)組，以確定最佳選擇。冷卻器的年度能源成本可能高達(dá)購買價格的三分之一，因此即使效率的適度提高也可以產(chǎn)生大量的能源節(jié)約和有吸引力的回報。
例如，每提高 0.01 千瓦/噸，每噸額外支付 40元，以將 500 噸冷水機(jī)組的效率從 0.6 千瓦/噸提高到 0.56 千瓦/噸，這將使該機(jī)器的首次成本增加 76000元。但這種變化可能會每年減少多達(dá) 20000元的運營成本——假設(shè) 1,500 等效滿負(fù)荷小時和平均每千瓦時 (kWh) 5毛的電力，包括需求費用——將產(chǎn)生四年的簡單回報.
對于運行時間較短并因此產(chǎn)生較低節(jié)省的冷水機(jī)組，一些買家可能會選擇放棄效率提高和額外成本。大多數(shù)制造商都有可以幫助您進(jìn)行此類評估的軟件。
比較冷水機(jī)組最有可能遇到的情況。盡管冷水機(jī)組的性能會因負(fù)載和其他條件的不同而有很大差異，但設(shè)計人員經(jīng)常根據(jù)滿負(fù)載、標(biāo)準(zhǔn)條件的效率來選擇冷水機(jī)組。但冷水機(jī)組大部分時間都在 40% 到 70% 的負(fù)載下運行，而這些條件通常與標(biāo)準(zhǔn)條件相差很大。
要選擇運行成本最低的冷水機(jī)組，請在設(shè)備可能遇到的實際運行條件下評估各種候選冷水機(jī)組的效率。
在比較冷水機(jī)組時考慮系統(tǒng)影響。盡管通過最小化每個單獨組件的能源消耗來提高冷凍水系統(tǒng)的效率很誘人，但這種方法不一定會導(dǎo)致最高效的系統(tǒng)。
冷凍水系統(tǒng)的各個部分以復(fù)雜的方式相互作用，這使得此類通用處方變得困難。例如，雖然可以通過增加冷凍水流量來提高冷卻器的效率，但這將需要更多的泵功率，這可能會超過節(jié)省的冷卻器功率并導(dǎo)致系統(tǒng)效率的凈損失。
考慮使用計算機(jī)模擬來模擬建筑物全年的冷負(fù)荷。可用的計算機(jī)模擬程序可以執(zhí)行評估建筑物在不同條件下如何使用能源所需的大量復(fù)雜方程。
最先進(jìn)的程序能夠逐小時計算整年的建筑能耗;它們還可以解釋建筑組件之間的相互作用。這使您可以試驗不同的效率策略組合，以確定哪些將最具成本效益。
最著名的每小時仿真軟件是 DOE-2(由勞倫斯伯克利國家實驗室的仿真研究小組開發(fā))，但市場上還有其他幾種可用的軟件包，其中一些是由 HVAC 設(shè)備制造商生產(chǎn)的。
熟練使用這些建筑能源性能模擬需要一些練習(xí) - 您可能更愿意聘請專門從事這些評估的顧問。
為多個冷水機(jī)安裝選擇大小不等的機(jī)器。恒速冷水機(jī)在接近滿額定負(fù)載時運行最有效(大多數(shù)冷水機(jī)約為 75%)。如果兩臺機(jī)器安裝中的一臺冷水機(jī)比另一臺小，在大多數(shù)操作條件下，兩臺冷水機(jī)中的一臺應(yīng)該能夠處理接近滿負(fù)荷運行的工作。
與一臺或兩臺相同尺寸的冷水機(jī)組在較輕的負(fù)載下運行相比，可以選擇在不同容量的設(shè)備之間進(jìn)行切換將導(dǎo)致更高效的運行。考慮配備變頻驅(qū)動器 (VFD) 的冷水機(jī)組，以最大限度地提高部分負(fù)載效率和節(jié)能效果。
現(xiàn)在所有主要制造商都提供變速離心式冷水機(jī)，在大多數(shù)條件下(尤其是部分負(fù)載運行)下，其能源性能優(yōu)于傳統(tǒng)的恒速冷水機(jī)。配備 VFD 的冷水機(jī)組的 IPLV 值通常在 0.35 到 0.45 kW/ton 之間，這比它們的恒速兄弟要好得多。然而，一些制造商對 VFD 冷水機(jī)市場相當(dāng)陌生，因此在購買之前研究特定產(chǎn)品的記錄是值得的。
冷水機(jī)的未來
近一個世紀(jì)以來，經(jīng)典的蒸汽壓縮循環(huán)為大型空調(diào)應(yīng)用提供了冷卻，但在未來，其他更高效的冷卻方法可能會脫穎而出。目前正在開發(fā)的一個有趣的系統(tǒng)利用了磁熱效應(yīng)——某些金屬在被磁化時會加熱，在去磁時會冷卻的特性。原型使用稀土金屬釓圓柱體和超導(dǎo)磁鐵。磁熱制冷機(jī)具有高效的潛力，但目前它們比蒸汽壓縮制冷機(jī)貴得多。正在進(jìn)行研究以降低基于這種新技術(shù)的冷卻器的成本。
壓縮機(jī)使用陶瓷軸承，無需將潤滑油與制冷劑混合。好處是冷水機(jī)可以在非常低的負(fù)載條件下可靠運行，在這種情況下，需要油的冷水機(jī)可能會出現(xiàn)故障。
