高溫離心式冷水機組與特性研討

【摘要】在溫濕度獨立控制空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中，高溫冷水機組占據(jù)重要地位，通常被應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)過程中?；诖?，文章將高溫冷水機組作為研究重點，闡述其特性等相關(guān)內(nèi)容，希望有所幫助。

【關(guān)鍵詞】高溫離心式冷水機組；特性；研討

一、高溫離心式冷水機組概述

一般情況下，大型公共建筑當(dāng)中的中央空調(diào)供冷設(shè)備中，水冷冷水機組都是最常見的。其中，離心式冷水機組因其本身的能效指標高切機組制冷能力較強，所以備受用戶認可。在建筑能耗當(dāng)中，空調(diào)系統(tǒng)的耗能比重較大，基于當(dāng)前能源危機與節(jié)能降耗的背景，空調(diào)系統(tǒng)能耗的有效降低已經(jīng)逐漸發(fā)展成制冷空調(diào)行業(yè)亟待解決的問題。為此，行業(yè)內(nèi)部專業(yè)也制定了諸多策略，而溫濕度獨立控制就屬于優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)的全新思路。該方式引入了溫濕度獨立控制技術(shù)，在冷水機組出水溫度不斷提高的背景下，實現(xiàn)了冷水機組能效指標的提高，對空調(diào)系統(tǒng)工作模式予以改變。在此基礎(chǔ)上，站在系統(tǒng)化角度，使得空調(diào)系統(tǒng)能耗下降。而冷水機組是離心式冷水機組，不同于其他型式的冷水機組，在提高出水溫度的過程中，受系統(tǒng)測量與亞比變化的影響，使得離心式冷水機組的高能效特性難以充分發(fā)揮，所以有必要展開進一步地研究。

二、高溫離心式冷水機組特性分析

下文將型號為a134R且功率為4000千瓦的離心式冷水機組設(shè)計作為研究對象，在冷水的出水溫度是16攝氏度的情況下，蒸發(fā)溫度選擇14攝氏度，而冷凝溫度則確定為37攝氏度。另外，壓縮機效率與電機效率分別是0.8與0.94，選擇使用NIST軟件展開計算與分析，且機組COP數(shù)值達到了8.01。

根據(jù)實際的測試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)離心式壓縮機組冷水機組處于標準工況設(shè)計條件之下，在高出水溫度的時候，制冷量的增加并不明顯。受輸入功率降低的影響，機組本身的COP數(shù)值提高10%，與理論計算結(jié)果相比存在較大的差異。

究其原因，主要是受離心式制冷壓縮機特性因素影響。其中，離心式壓縮機主要是在齒輪增速的作用下，使得電動機帶動轉(zhuǎn)子進行旋轉(zhuǎn)，而從蒸發(fā)器出來的制冷劑蒸汽會經(jīng)由吸氣室進入到葉輪當(dāng)中。這樣一來，葉輪旋轉(zhuǎn)速度加快，其葉片會驅(qū)動氣體并發(fā)生運動，進而形成離心力，向外部拋出氣體自葉輪中心。在整個過程中，氣體的運動速度會增加且壓力提高，主要是葉輪機械能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化的結(jié)果。當(dāng)氣體與葉輪分離并進入到擴壓器以后，因擴壓器的通道面積增加，且氣體速度降低并且增壓，進而實現(xiàn)了動能向壓力能的轉(zhuǎn)變。而經(jīng)過壓縮的制冷蒸汽流出擴壓器以后，就會匯集在蝸室，在排氣管道的作用下向冷凝器輸送，進而達到壓縮制冷劑的目的。

在離心式制冷壓縮機處于高蒸發(fā)溫度運行狀態(tài)下，其壓縮比較之于標準設(shè)計工況要小很多。而當(dāng)冷水機組在7攝氏度出水的時候，機組設(shè)計吸氣的壓力是0.35兆帕，且排氣的壓力是0.937兆帕，實際的壓比是2.7。而在機組處于16攝氏度冷水出水溫度的情況下，機組吸氣的壓力是0.473兆帕，且排氣的壓力是0.937兆帕，壓力接近2，實際的壓縮比下降25.9%。根據(jù)離心式制冷壓縮機性能分析可以了解到，離心壓縮機工作區(qū)域，在壓比下降25%的情況下，流量會增加一倍。在流量顯著變化的情況下，原有機組葉輪與擴壓器等流道的設(shè)計就會導(dǎo)致流量提高，進而引發(fā)阻塞的問題。這樣一來，流量就很難滿足額定值的要求，而且會直接影響機組性能作用的發(fā)揮。

在此基礎(chǔ)上，當(dāng)轉(zhuǎn)動速度固定的情況下，壓比和壓縮機級效率之間也存在一定的聯(lián)系。在壓縮機壓比出現(xiàn)改變的時候，壓縮機級效率也會改變。當(dāng)壓比在2.7下降至2.0的情況下，實際的效率降低到0.7。由此可見，在壓縮機壓比改變時，若不能夠及時調(diào)整壓縮機設(shè)計的轉(zhuǎn)速，必然會直接影響機組性能提高的效果。

三、結(jié)束語

綜上所述，根據(jù)上文研究分析發(fā)現(xiàn)，在離心式冷水機組處于高冷水出水溫度運行狀態(tài)之下，要全面優(yōu)化設(shè)計壓縮機。與此同時，當(dāng)離心式冷水機組工作部分負荷狀態(tài)，能效指標會隨之降低。所以設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)一定要注重系統(tǒng)負荷配置，進而減少空調(diào)系統(tǒng)實際的能源消耗量。除此之外，設(shè)計空調(diào)系統(tǒng)的過程中，要盡可能規(guī)避系統(tǒng)處于低負荷比例之下。但因為中央空調(diào)系統(tǒng)運行的時候，冷水機組部分負荷始終存在，所以應(yīng)對冷水機組部分負荷運行性能進行有效地改善，并采取空調(diào)系統(tǒng)控制優(yōu)化策略，只有這樣，才能夠確保離心式冷水機組的正常運行。

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作者簡介：白正彬（1972.03—），男，漢族，重慶江津人，本科，工程師，研究方向：中央空調(diào)離心冷水機組研發(fā)。