10--运行条件对制冷机性能的影响

1,运行条件对制冷机性能的影响,2,培训目标,掌握运行工况的变化对制冷机运行性能的影响。,3,培训内容,制冷机能效的发展。获得制冷机性能参数的两种方式。如何测量制冷机的性能参数。计算制冷机性能的基本公式。运行工况的变化对制冷机运行性能的影响。,离心式制冷机,约克单级离心制冷机,5,约克多级离心制冷机,离心式制冷机,6,制冷机效率的发展,效率kW/TonYearAverageGood1975.90.801980.75.701990.70.651991.68.631992.65.601993.63.551994.62.521995.60.501975-2006.提高了40%,7,压缩机效率,叶轮设计的改进散流板的设计压缩机涡壳的设计压头的降低多级vs.单级压缩机经济器的使用,齿轮驱动,换热管,叶轮,8,Optiview控制中心,PID控制,压缩机效率,9,冷水机房的年度能耗,1990s,10,MeasuringOperatingPerformance,销售订单测量公式实测,获取信息,从如下渠道了解制冷机组运行性能：,11,制冷机组的型号和系列号,获得最新的机组说明书约克国际,12,机组订单,蒸发器温差蒸发器流程流体种类污垢系数蒸发器压降最大的LRA电机的RLA电机功率制冷剂冲注量,冷凝器温差冷凝器流程污垢系数冷凝器压降设计负荷“Tons”电压频率最高噪声,13,订单信息,14,一些影响制冷机运行性能的因素,水流冷凝器水流-蒸发器制冷剂类型水温空气等杂质进入制冷机经济器油,你测量什么?,15,从这些信息中您能得到什么?,蒸发器温差蒸发器流程流体种类污垢系数蒸发器压降蒸发器冷冻水流量最大的.LRA电机的RLA电机功率制冷剂冲注量,16,热平衡公式,热平衡,冷凝器,蒸发器,电机,这项=这两项,“制冷”这个词的意思就是:“把不需要的热量从一个地方转移到另一个可接收热量的地方.”,17,GPMXTD+(K.W.)X3413=GPMXTD2412,00024,蒸发器吸热量+电机作功量=冷却塔排热量,热平衡公式,18,(ARI=5%),蒸发器+电机=冷凝器840X10+(193)X3413=1050X9.322412,00024350TONS+54.9TONS,404.9Tons=407.75,407.75404.90,相差2.85Tons,热平衡公式,19,低温冷却水入口,高温冷却水出口,冷冻水回水,冷冻水出水,小温差,小温差,Lift=P=T,节流孔板,压缩机,冷凝器,蒸发器,冷凝器内饱和温度,蒸发器内饱和温度,小温差（Approach）和Lift（温升/压头）,20,冷却水进水温度85F,冷却水出水温度95F,冷冻水回水55F,冷冻水出水45F,5F小温差,5F小温差,节流孔板,压缩机,100F124.1Psi,蒸发器,冷凝器饱和温度,40F35PSIG,小温差（Approach）和Lift（温升/压头）,Lift=P=T,蒸发器饱和温度,21,压力,PSIA磅/平方英寸（绝对压力）PSIG磅/平方英寸（表压）水银高度,22,英寸水银高度向PSIA单位的转化,已知压力的水银高度，换算成PSIA值。1读取水银高度（以英寸为单位）：如3inch2加上29.9（一个大气压29.9inch）32.9inch3除以2.04(1inch=2.04PSI)=16.5PSIA,23,练习1,水银读数：-12英寸绝对压力-12+29.9=17.9除以2.04结果=8.77PSIA,24,压力表读数10PSI绝对压力1014.7绝对压力24.7PSIA,练习2,25,制冷剂饱和压力/温度图,26,水的显热换热计算公式,GPMxDELTA“T”,24,=,TONS,例子:,1000GPMx10F,24,=,10000,24,416TONS,冷冻水量为1000GPM，冷冻水进、回水温差为10F，则制冷机制冷量为多少冷吨？,=,27,为什么是常数“24”?,60,=,usedforwater,对于纯水:1加仑水=8.33磅所以流量的关系是:1GPM8.3360LB/H水的比热:1Btu/LB.F单位关系：1Ton12000Btu/H换热量计算公式:GPM8.3360(LB/H)1（Btu/LB.F）T（F）=GPM8.3360T（Btu/H）=GPMT（Ton）24,28,盐水（乙二醇）,练习:对于乙二醇，该常数为多少？1加仑乙二醇=10.413磅所以流量的关系是:1GPM10.41360LB/H乙二醇的比热:0.75Btu/LB.F单位关系：1Ton12000Btu/H换热量计算公式:GPM10.4160(LB/H)0.75（Btu/LB.F）T=GPM7.860T（Btu/H）=GPMT（Ton）25.6,29,制冷系数(COP),什么是制冷系数，如何测量?,制冷系数(COP)=单位能耗所产生的冷量=冷量/能耗用相同的功率单位表示，为无量纲系数。,30,制冷系数（COP）,练习：一台制冷机的能效为0.6kW/ton。则与其对应的COP值为多少？单位换算关系：1KW3413Btu/H1Ton=12000Btu/H能效：0.6kW/ton0.63413/120000.17（能耗/冷量）1/0.17(冷量/能耗)5.86(COP),31,单位换算关系：1Ton=3.516KW用3.516除以用kW/ton表示的制冷机能效，就得到用COP表示的制冷机能效。如：制冷机能效为0.6kW/ton，则COP3.516/0.6=5.86,制冷系数（COP）,32,电机功率计算,电机功率(W)=电压x电流x1.73xPF其中:PF(PowerFactor)为功率因数。在不知道具体值的情况下，PF值可近似取为0.9。,33,1.利用功率表读取功率2.根据平均电压、电流、功率因数计算功率电机功率kW=VA1.73PF1000,例子:4802741.730.91/1000=207.05KW功率因数的一般范围是：9095%,功率因数=实际功率(表的读数)/理论功率(电压x电流),电机功率计算,34,P=进口压力出口压力,例子:IN：15.0PSIGOUT:7.5PSIGP=7.5PSIG=7.52.3=17.25Ft,PSI和英尺水柱单位换算关心,1PSI=28英寸水柱2.3英尺压降=进口压力出口压力,35,压头（英尺）,流量GPM,2流程，冷凝器,最大流速11Ft/Sec,最小流速3Ft/Sec,30252015100,050100150200250300350400,200GPM,流量压降图,36,换热器,壳管式换热器,蒸发器和冷凝器,37,当制冷机的负荷减少，进入部分负载运行工况时，机组性能会发生哪些变化？,问题#1,38,设计工况运行:,1,000Ton冷量满负荷耗电625kW0.625kW/TonR-134a,进水85F,出水95F,124.1PSIG,100F,小温差5F,进水55F,出水45F,35PSIG,40F,小温差5F,1,000Tons,kW/Ton=0.625,换热器的运行效果,COP=3.516/0.625=5.625,39,部分负荷:80,同样的机组耗电485kW0.606kW/TonR-134a,出水45F,进水53F,42F,小温差3F,800TonsLessHeat,39.2PSIG,485/800=0.606KW/TON,COP3.516/0.606=5.8,换热器的运行效果,40,55F45F,压缩机,节流孔板,冷凝器,节流孔板,压缩机,Condenser,TowerIn,蒸发器,小温差5F,蒸发器,小温差3F,53F45F,蒸发温度42F,制冷剂流量减少,冷凝压力降低，蒸发压力升高，Lift降低,设计流量,小温差降低,蒸发温度40F,部分负荷小温差和Lift,冷冻水回水,41,能耗费用满负荷:,1,000-TonLoad1000TonxKW/Ton=.625x8KWH=$50.00/HR3000HRx$50.00HR=$150,000,能耗费用部分负荷:,800-TonLoad800TonxKW/Ton=.606x8KWH=$38.78/HR3000HRx$38.78HR=$116,340,节约$33,660,电价：8/KWH运行时间3000小时,1,000-Ton制冷机,42,问题#2,流经冷凝器的冷却水流量增大会对制冷机的运行效果造成哪些影响？,43,500-Ton制冷机耗电350kW0.70kW/Ton,进水85F,出水95F,124.1PSIG,100F,小温差5F,进水55F,出水45F,35.0PSIG,40F,小温差5F,500Tons,设计工况,换热器的运行,44,冷却水流量增加:,500-Ton冷量耗电315kW0.63kW/Ton,进水85F,出水92F,95F,小温差3F,500Tons,换热器的运行,113.8PSIG,45,设计流量,95F85F,压缩机,节流孔板,冷凝器,压缩机,55F45F,蒸发器,5F小温差,蒸发温度40F,蒸发器,55F45F,Lift降低,92F85F,冷凝温度100F124.1PSIG,5F.Approach,冷凝温度95F113.8PSIG,冷却水流量增加小温差和Lift,5F小温差,3F小温差,5F小温差,蒸发温度40F,小温差相同,节流孔板,46,能耗费用设计工况:,500-TonLoad500TonxKW/Ton.70x8KWH=$28.00/HR3000HRx$28.00HR=$84,000,能耗费用冷却水量增加:,节约$8,400,500-TonLoad500TonxKW/Ton.63x8KWH=$25.20/HR3000HRx$25.20HR=$75,600,500-Ton制冷机,电价：8/KWH3000小时运行,47,水泵的增加的能耗如何?,48,压缩机电机能耗HP/Ton,Kw/TonVsLift,当Lift降低时,当Lift升高时,49,Lift每降低1F=压缩机电机能耗降低1%,Kw/TonVsLift,50,问题#3,流经冷凝器的冷却水流量降低会对制冷机的运行效果造成哪些影响？,51,500-Ton制冷机耗电350kW0.70kW/Ton,进水85F,出水95F,124.1PSIG,100F,小温差5F,进水55F,出水45F,35.0PSIG,40F,小温差5F,500Tons,设计工况,换热器的运行,52,500-TonChiller耗电：388kW0.777kW/Ton,进水85F,出水98F,103F,小温差5F,450Tons,冷却水量降低:,换热器的运行,130.6PSIG,53,节流孔板,压缩机,蒸发器,小温差5F,55F45F,蒸发温度40F,Lift升高,95F85F,冷凝温度100F6.3PSIG小温差5F,最大流量,冷却水流量降低-小温差和Lift,98F85F,压缩机,节流孔板,冷凝器,55F45F,蒸发器,冷凝温度103F7.2PSIG,小温差5F,蒸发温度40F,小温差5F,最大流量,54,能耗费用设计工况:,能耗费用冷却水流量降低后：,费用增加$9,240,500-TonLoad500TonxKW/Ton.777x8KWH=$31.08/HR3000HRx$31.08/HR=$93,240,500-TonLoad500TonxKW/Ton.70x8KWH=$28.00/HR3000HRx$28.00/HR=$84,000,500-Ton制冷机,电力成本-8/KWH3,000OperatingHours,55,问题#4,如果冷凝器侧发生结垢，制冷机性能会受到哪些影响？,56,1,200-TonChiller耗电：832kW0.693kW/Ton,进水85F,出水95F,124.1PSIG,100F,小温差5F,进水55F,出水45F,37.1PSIG,41F,小温差4F,1,200Tons,设计工况：,换热器运行性能,57,1,200-TonChiller耗电882kWDraw0.735kW/Ton,进水85F,出水93F,128.4PSIG,102F,小温差9F,结污后的冷凝器:,换热器运行性能,58,节流孔板,压缩机,蒸发器,小温差5F,55F45F,蒸发温度40F,Lift增加,95F85F,冷凝温度100F124.1PSIG小温差5F,管内结垢-小温差和Lift,压缩机,冷凝器,冷却塔回水,55F45F,蒸发器,冷凝温度102F128.4PSIG,小温差9F,小温差5F,蒸发温度40F,93F85F,59,能耗费用清洁的冷凝器:,能耗费用结垢的冷凝器：,1,200-TonLoad1200TonxKW/Ton.693x8KWH=$66.53/HR3000HRx$66.53/HR=$199,590,1,200-TonLoad1200TonxKW/Ton.735x8KWH=$70.56/HR3000HRx$70.56/HR=$211,680,1,200-Ton制冷机,电力成本-8/KWH运行时间3,000Hours,60,问题#5,蒸发器制冷剂侧含油过量，会对制冷机的运行造成哪些影响?,61,800-TonChiller耗电564kW0.705kW/Ton,出水95F,出水45F,进水85F,126.3PSIG,101F,小温差6F,进水55F,37.08PSIG,41F,小温差4F,800Tons,设计工况:,换热器性能,62,720-Ton541kWDraw0.751kW/Ton,蒸发器制冷剂侧结垢:,换热器性能,63,55F45F,小温差5F,蒸发温度40F,节流孔板,压缩机,冷凝器,蒸发器,蒸发器侧结垢小温差和Lift,蒸发器,系统回水,55F47F,压缩机,节流孔板,Lift增加,小温差8F,蒸发温度39F,64,能耗费用清洁的蒸发器:,能耗费用蒸发器结垢:,800-TonLoad800TonxKW/Ton.705x8KWH=$45.12/HR3000HRx$45.12/HR=$135,360,800-TonLoad800TonxKW/Ton.751x8KWH=$48.06/HR3000HRx$48.06/HR=$144,180,800-Ton制冷机,电力成本-8/KWH运行小时：3,000,65,问题#6,制冷剂充注量不足，会对制冷机运行性能造成什么影响？,66,500-Ton机组耗电327kW0.655kW/Ton,进水85F,出水95F,126.3PSIG,101F,小温差6F,500Tons,进水55F,出水45F,37.08PSIG,41F,小温差4F,500Tons,设计工况:,换热器运行性能,67,450-Ton耗电320kW0.71kW/Ton,进水85F,出水94F,110PSIG,99F,小温差5F,进水55F,出水46F,31.2PSIG,36F,小温差10F,450Tons,制冷剂充注量不足,换热器运行性能,68,制冷剂充注量低小温差和Lift,压缩机,冷凝温度99F,蒸发器,55F46F,小温差10F,蒸发温度36F,Iift升高,94F85F,小温差5F,69,能耗费用正常设计:,能耗费用制冷剂充注量低：,500-TonLoad500TonxKW/Ton.655x8KWH=$26.20/HR3000HRx$26.20/HR=$78,600,500-TonLoad500TonxKW/Ton.71x8KWH=$28.40/HR3000HRx$28.40/HR=$85,200,500-Ton制冷机,电力成本-8/KWH运行时间3,000,70,问题#7,机组内不凝