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冷水机基础:了解五种冷水机的优缺点

冷水机是用于冷却大型商业空间的最常见的机器类型。有多种类型,每种类型都根据应用、设施预算和可用能源提供特定的优缺点。

下面,我们列出了当今市场上一些最常见的冷水机类型:

离心式冷水机

如果是预制的,这些冷水机的容量通常为 100 到 3,000 吨,作为组装机器的容量通常可达 8,500 吨。离心式冷水机组的性能系数 (COP) 要求是:

<150 吨 = 5 COP(.703 千瓦/吨)

150 至 300 吨 = 5.55 COP(.634 千瓦/吨)

≥300 吨 = 6.1 COP(.577 千瓦/吨)

见峰值 COP > 7(.502 千瓦/吨)

离心式冷水机利用动态压缩将动能转换为静态能。为了增加制冷剂的压力和温度,叶轮叶片将制冷剂吸入。一旦它通过叶轮,制冷剂处于更高的压力下,并且处于允许其热量从冷却器中排出的条件。

一个省煤器可以与多个膨胀装置配合使用,以提高多级冷水机组的效率。这减少了冷水机所需的压缩机功率,并可节省 3-4% 的能源。

离心式冷水机组的维护要求相当简单,压缩机、电机和控制装置无需定期维护或校准。推荐的维护是目视检查是否有任何泄漏并检查连接和组件以及定期更换过滤器、过滤器和密封件。

吸收式冷水机组

吸收式制冷机利用吸收式制冷循环,不使用机械压缩机。它们的大小从 20 到 1,500 吨不等。吸收式制冷循环与蒸汽压缩式制冷循环的区别在于,压缩机由吸收器、泵和发电机代替,而冷凝器、膨胀装置和蒸发器是相同的。吸收式制冷机通常使用蒸馏水作为制冷剂,外加一种称为吸收剂的二次流体,即溴化锂 (LiBr) 溶液]。

在吸收式制冷机中,发电机使用高温能源,通常是蒸汽或热水,它们流过管道并将制冷剂蒸发成蒸汽。蒸气移至冷凝器,浓缩溶液返回吸收器。在吸收器中,制冷剂蒸气被溶液吸收并冷凝成蒸气,释放在蒸发器中获得的热量。

吸收式制冷机分为三种类型,每一种都与其他类型略有不同:

单效冷水机:定期吸收式制冷循环;低压蒸汽 (15 psig) 或中温液体 (270°F);COP 0.6 至 0.8(5.86 至 4.40 千瓦/吨)

双效冷水机:基本部件与单效冷水机相同,但包括额外的发电机、热交换器和泵;中压蒸汽 (115 psig) 或高温液体 (370°F);COP 0.9 至 1.2(3.91 至 2.93 千瓦/吨)

直燃式冷水机:在高温发电机中燃烧化石燃料;使用天然气、2 号燃料油或液态石油;COP为0.9至1.1(3.91至3.20千瓦/吨);也可用于加热应用

吸收式制冷机在两种应用中具有优势。一种是在电费高峰期使用吸收式制冷机,以提高系统总成本。它们在组合式冷水机组中也很有效,因为在较高温度下进行部分冷却可提高吸收式冷水机的效率和容量,同时减少电动冷水机的冷却负荷。运营商还可以在高峰时段优先加载吸收式制冷机。

吸收式制冷机最常见的维护问题是结晶。因为溴化锂在化学上是一种盐,如果溶液低于饱和温度,盐就会变成固体。结晶的原因包括空气和不凝性物质泄漏到冷水机中,冷却水太冷或波动太大,或电源故障。在正常检查之外,额外的维护包括每 5 到 10 年拆卸泵和检查一次,以及检查直燃式燃烧器的燃烧率和安全性。

螺旋旋转式冷水机

螺旋旋转式冷水机的操作与其他冷水机类型类似,可提供 70 至 450 吨的 COP 2.9 – 3.1(1.21 至 1.13 kW/吨)。在这些冷却器中,油分离器的效率超过 99%,可用于提高制冷循环的效率。

螺旋式压缩机具有由一个公转子驱动的两个螺杆转子。转子的旋转将制冷剂推向排放口。在整个过程中体积减少,从而压缩制冷剂。如果有端口压缩机,则不使用阀门。否则,压缩机的容量由滑阀或具有类似功能的其他方法控制。在这种情况下,阀门的位置控制压缩机输送的制冷剂蒸汽,使其能够在各种条件下高效运行。滑阀位置包括:

满载:阀门关闭,压缩机泵出最大量的制冷剂,通过径向和轴向端口排出

部分负载:滑阀根据需要向打开位置移动。允许制冷剂蒸汽从转子绕过回到压缩机的吸入侧,限制可用于压缩过程的蒸汽

卸载:阀门全开,制冷剂蒸气全部通过轴向口排出。允许压缩机在停机后始终完全卸载启动。

螺旋旋转式冷水机组的推荐维护包括目视检查以发现泄漏、检查连接和组件以及定期更换过滤器、过滤器和密封件。还需要定期更换机油以及更换机油滤清器和滤网。压缩机、电机和控制器无需定期维护。

往复式冷水机

往复式压缩机冷水机的工作原理类似于汽车发动机,可提供 20 至 200 吨的重量。这些机器的初始成本低廉,在过去很常见。然而,噪音、效率、可靠性和维护方面的问题使它们远不如当今其他类型的冷水机受欢迎。

涡旋压缩机冷水机

对于涡旋压缩机冷水机,从动涡旋围绕固定涡旋旋转,吸入制冷剂并对其进行压缩。这些机器的尺寸为 20 至 200 吨,COP 为 4.9 至 5.9(0.718 至 0.596 千瓦/吨)。

价格考虑

各种冷水机类型的价格差异很大

要确定在特定应用中使用的最佳冷水机,请考虑效率、设备和安装成本、维护成本和经常性成本。