空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題淺議

1、空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題淺議    該論文范文是關(guān)于空調(diào)制冷系統(tǒng)；制冷系統(tǒng)效率；優(yōu)化系統(tǒng)；節(jié)能的論文，請(qǐng)大家參考本文時(shí)不要隨便復(fù)制粘貼,以尊重原文作者權(quán)益,如需代寫論文或代發(fā)表空調(diào)制冷系統(tǒng)；制冷系統(tǒng)效率；優(yōu)化系統(tǒng)；節(jié)能的論文，可聯(lián)系A(chǔ)BC論文坊。引言隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，空調(diào)制冷系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)合也不斷擴(kuò)展，大量運(yùn)用在工業(yè)、民用項(xiàng)目中?？照{(diào)制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有了很大的進(jìn)步，其應(yīng)用技術(shù)要求也在不斷提高。這對(duì)廣大暖通工程師提出了更高的要求，僅僅局限于對(duì)系統(tǒng)或設(shè)備的簡(jiǎn)單了解，并不一定能保證整個(gè)制冷系統(tǒng)穩(wěn)定、高效和安全運(yùn)轉(zhuǎn)。文中結(jié)合設(shè)計(jì)、施工安裝和后期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)將空調(diào)制冷

2、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中可能會(huì)發(fā)生的部分問題進(jìn)行總結(jié)分析。1 膨脹水箱的計(jì)算對(duì)于空調(diào)系統(tǒng)膨脹水箱容積的計(jì)算，國(guó)內(nèi)的設(shè)計(jì)手冊(cè)給出了兩種不同計(jì)算方法。將這兩種計(jì)算方法運(yùn)用于水冷式冷水系統(tǒng)或供暖系統(tǒng)，夏季冷水溫度7，冬季熱水溫度60，其計(jì)算結(jié)果相差不大。但是對(duì)于冬冷、夏熱區(qū)域的長(zhǎng)江流域而言，很多項(xiàng)目采用了風(fēng)冷熱泵主機(jī)作為冷熱源。此時(shí)系統(tǒng)管路里的水溫最低為7（夏季冷水出水溫度），最高達(dá)到45（冬季熱水出水溫），兩種方法的計(jì)算結(jié)果則可能偏差較大，下面將具體舉例計(jì)算。假設(shè)建筑面積2萬m2，總制冷負(fù)荷3000kW，夏季冷水溫度7，冬季熱水溫度45，分別根據(jù)簡(jiǎn)明空調(diào)設(shè)計(jì)手冊(cè)和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）的公式計(jì)算如下：

3、膨脹水箱的有效容積由系統(tǒng)中水容量和最大的水溫變化幅度決定，可由下式計(jì)算：（1）系統(tǒng)內(nèi)的水容（取水系統(tǒng)為“空氣水空調(diào)系統(tǒng)”的單位水容量為 1.3L/m2）：=1.3L/m2×20000m2=26000L式中 系統(tǒng)內(nèi)的水容量，L；膨脹水箱的有效容積，L；水的體積膨脹系數(shù)，取0.0006L/；最大的水溫變化，。按國(guó)標(biāo)圖規(guī)格，可選用公稱容積為0.5m3的方形膨脹水箱。用另一種方法，水箱的容積按下式計(jì)算：（2）式中水箱容積，L；系統(tǒng)在高溫時(shí)水的密度，45的熱水密度取0.9902kg/L；系統(tǒng)在低溫時(shí)水的密度，7的冷水密度取0.9998kg/L；系統(tǒng)內(nèi)單位水容量之和，根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)選用23.2L/

4、kW；Q系統(tǒng)的總冷量，kW。因此：計(jì)算結(jié)果為：按國(guó)標(biāo)圖規(guī)格，可選用公稱容積為 1.0m3的方形膨脹水箱。由上可知，對(duì)于風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)而言，膨脹水箱的容積大于單制冷的水冷式冷水機(jī)組系統(tǒng)。尤其在實(shí)際的項(xiàng)目中，風(fēng)冷熱泵系統(tǒng)運(yùn)用公式（2）來確定膨脹水箱的選型是非常必要的。2 旁通清洗回路設(shè)置的必要性雖然在通風(fēng)與空調(diào)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50243- 2002 中要求對(duì)“冷熱水及冷卻水系統(tǒng)應(yīng)在系統(tǒng)沖洗、排污合格后，再循環(huán)試運(yùn)行 2h 以上，且水質(zhì)正常后才能與制冷機(jī)組、空調(diào)設(shè)備相貫通”。但在實(shí)際項(xiàng)目施工過程中，仍然存在制冷設(shè)備投入運(yùn)行后，管道內(nèi)的大量焊渣、甚至施工手套等異物進(jìn)入換熱器，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

5、分析存在此類問題的項(xiàng)目時(shí)，發(fā)現(xiàn)其水系統(tǒng)管路中缺少必要的旁通清洗回路，這可能也是導(dǎo)致施工方無法很完善地進(jìn)行系統(tǒng)沖洗、排污的原因之一。在進(jìn)入制冷機(jī)組的水管路前增設(shè)一組旁通清洗回路，可滿足施工方及使用方在施工完畢或定期維護(hù)保養(yǎng)時(shí)對(duì)整個(gè)水系統(tǒng)進(jìn)行清洗的同時(shí)，不會(huì)使得異物等進(jìn)入機(jī)組的蒸發(fā)器和冷凝器側(cè)，最大程度上保障了制冷機(jī)組的使用效果和使用壽命。3 IP等級(jí)對(duì)機(jī)組安裝場(chǎng)所的限制IP 是Ingress Protection 的縮寫。IP等級(jí)是針對(duì)電氣設(shè)備外殼對(duì)異物侵入的防護(hù)等級(jí)，來源是國(guó)際電工委員會(huì)的標(biāo)準(zhǔn)IEC60529，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在 2004 年也被采用為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。IP 等級(jí)由兩個(gè)數(shù)字所組成，第一個(gè)數(shù)

6、字表示防塵；第二個(gè)數(shù)字表示防水，數(shù)字越大表示其防護(hù)等級(jí)越佳。常規(guī)的水冷式和風(fēng)冷式冷水機(jī)組根據(jù)使用安裝場(chǎng)所的不同，其制造時(shí)取用的 IP 等級(jí)不同，標(biāo)準(zhǔn)的水冷式機(jī)組為 IP30，風(fēng)冷式冷水機(jī)組為IP43或IP54。特殊行業(yè)對(duì)冷水機(jī)組的IP等級(jí)有特別要求時(shí)，往往需要通過廠家的特別訂貨來完成。在實(shí)際項(xiàng)目中，也遇見過個(gè)別案例在確定冷水機(jī)組放置地點(diǎn)時(shí)未考慮這些因素，將IP30的水冷冷水機(jī)組放置于建筑物屋頂，僅僅依靠簡(jiǎn)易的防雨棚來劃分出機(jī)房空間，這樣的方式不符合設(shè)備的防護(hù)等級(jí)要求。若受建筑條件所限，無法在室內(nèi)放置水冷式冷水機(jī)組時(shí)，作為設(shè)計(jì)師，我們不但要確認(rèn)機(jī)組整機(jī)的IP防護(hù)等級(jí)，同時(shí)也要對(duì)機(jī)組的保溫層防護(hù)提

7、出要求。由設(shè)備制造廠家生產(chǎn)和提供符合要求的設(shè)備，才能既保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，又滿足用戶的使用要求。4 風(fēng)冷機(jī)組的配電容量應(yīng)以最大電流值為準(zhǔn)目前國(guó)內(nèi)的各類配電設(shè)計(jì)手冊(cè)中都是以“額定電流”來確定制冷空調(diào)設(shè)備的運(yùn)行電流值和最大線徑。因此，暖通工程師在設(shè)計(jì)階段，可能僅向電氣工程師提供“標(biāo)準(zhǔn)工況下的額定電流值”做為電氣部分的選型依據(jù)。對(duì)于水冷系統(tǒng)而言，水冷制冷機(jī)組受環(huán)境溫度變化影響較小，其在實(shí)際工況下的運(yùn)行電流值與標(biāo)準(zhǔn)工況下的運(yùn)行電流值相差不大，供電系統(tǒng)容量偏小所帶來的運(yùn)行故障并不多。但對(duì)于風(fēng)冷系統(tǒng)而言，風(fēng)冷機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中，隨著室外溫度的不斷變化，風(fēng)冷機(jī)組的運(yùn)行耗電量會(huì)隨之變化，以某款風(fēng)冷熱泵制冷工

8、況為例（冷水出口水溫 7，出入口溫差 5的條件下）：如果室外溫度升高時(shí)，風(fēng)冷機(jī)組的耗電量會(huì)上升，運(yùn)轉(zhuǎn)電流也隨之上升，反之則下降。當(dāng)室外溫度上升至39時(shí)，此時(shí)風(fēng)冷熱泵的運(yùn)行電流變?yōu)椋鹤鳛樾枰美鋮s水或空氣進(jìn)行熱交換的制冷機(jī)組，均有在非標(biāo)工況條件下運(yùn)行的氣候環(huán)境。因此，雖然國(guó)內(nèi)許多制冷設(shè)備廠家未在技術(shù)資料中提供非標(biāo)電流值或最大電流值，但根據(jù)制冷原理可知，在一定的制冷時(shí)段，實(shí)際運(yùn)行電流值均會(huì)超過額定電流值。以額定電流值來配置電纜、空氣開關(guān)和變壓器的容量時(shí)，如果當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣溫遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于額定工況，會(huì)導(dǎo)致電纜溫度偏高，電纜使用壽命縮短；或者空氣開關(guān)時(shí)常跳閘；甚至變壓器因超載而跳閘停機(jī)的情況，會(huì)嚴(yán)重影響用戶

9、的制冷使用效果和運(yùn)行安全。因此，在設(shè)計(jì)初期，應(yīng)了解當(dāng)?shù)氐臉O端最高溫度、極端最高溫度平均值等氣候條件，以及所選制冷產(chǎn)品在運(yùn)行時(shí)的室外最高溫度界限、冷水出口溫度范圍等必要條件，由此要求廠家提供符合用戶實(shí)際工況條件的“最大電流值”，此數(shù)值作為設(shè)計(jì)條件提供給電氣工程師用于配電部分的選型依據(jù)。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)以上資料不足或項(xiàng)目初期時(shí)，可以采用“最大電流值 （1.21.25）×額定電流值”作為配電的初步選型條件，通常也是基本接近實(shí)際需要的。5 大溫度差系統(tǒng)對(duì)制冷機(jī)組的影響為了控制管材初投資及提高系統(tǒng)節(jié)能性，目前有些項(xiàng)目采用大溫度差供回水的方式。但是單純的追求減少管材的初投資和提高水泵的節(jié)能性，有時(shí)反

10、而會(huì)忽略了系統(tǒng)中主要用電設(shè)備冷水機(jī)組的效率。尤其在大型項(xiàng)目中，冷水機(jī)組的運(yùn)行耗電量是空調(diào)系統(tǒng)的主要能耗之一。以 1 臺(tái)某品牌1800RT（1RT=3.517 kW）的離心式冷水機(jī)組為例，在三種不同工況下的 COP 值分別為：A.冷水進(jìn)出口水溫712，冷卻水側(cè)進(jìn)出口水溫3035（國(guó)標(biāo)工況條件），=6.082;B.冷水進(jìn)出口水溫 612，冷卻水側(cè)進(jìn)出口水溫3238（6溫差），=5.237；C.冷水進(jìn)出口水溫 513，冷卻水側(cè)進(jìn)出口水溫 3040（8溫差），=4.751。由上述數(shù)據(jù)可知，同樣一臺(tái)機(jī)組，在國(guó)標(biāo)工況“A”下，其值高于國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)所要求的 2 級(jí)能效標(biāo)準(zhǔn)（5.60），屬于節(jié)能產(chǎn)品。但若采用 8溫差的工況“”時(shí)，其能效標(biāo)準(zhǔn)僅相當(dāng)于4級(jí)，屬于低效率產(chǎn)品，而國(guó)標(biāo)中已說明“4、5 級(jí)能效的產(chǎn)品屬于未來淘汰產(chǎn)品”。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)結(jié)合制冷機(jī)組本身的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，避免產(chǎn)生不合理的配置，使主要用電設(shè)備制冷機(jī)組處于低效率的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，增加了用戶的運(yùn)行成本。因此，綜合比較后可采用工況“B”（6溫差）系統(tǒng)方案，同時(shí)要綜合分析比較制冷主機(jī)的耗電量與水泵的耗電量變化，在保證制冷機(jī)組保