螺杆式冷水机组选型中值得重视的几个问题

1、W WW .Z HU LO NG .CO M螺杆式冷水机组选型中值得重视的几个问题西安交通大学能动学院 张华俊 王 俊陕西省机械设备成套局 富雪玲提要 水冷式螺杆冷水机组以其变工况运行效果较好 运行寿命长 体积小 容积效率高等特点在中等冷量范围内得到广泛应用分析了所用制冷剂 名义工况和污垢系数对螺杆式冷水机组性能的影响 为实际选型和使用提供依据关键词 螺杆式冷水机组 制冷剂 名义工况 污垢系数 引言在中央空调系统中 使用各种形式的冷水机组螺杆式冷水机组以其对变工况运行有较好适应性对气体带液运行不敏感转速高 体积小 重量轻 动力平衡性好 零部件少尤其易损件少 运行寿命长 可靠性高 排气温度低 容

2、积效率高 操作简便 易于实现自动化等特点 在中等冷量范围内得到广泛应用并且有向活塞式冷水机组应用的小冷量范围和离心式冷水机组应用的大冷量范围扩展的趋势本文对螺杆式冷水机组所使用制冷剂 运行工况和污垢系数对性能的影响进行了分析和计算 为设计和使用提供依据制冷剂对机组性能影响目前螺杆式冷水机组使用的制冷剂主要为 和而 是因为 作为过渡性制冷剂将被逐步淘汰而采用的不过目前由于禁用 的期限还很遥远 所以 和 两种制冷剂都被广泛应用与 相比其单位容积制冷量 大 饱和压力高 值稍大 但换热稍差表 为蒸发温度 冷凝温度 过冷度 时 和 理论循环性能计算值表 和 理论循环性能表 是文献 中给出的 和 性能对比

3、值为了更清楚地对比二者性能 下面分别给出当冷水进 出口温度为 和 冷却水进 出口温度为 和 冷水和冷却水侧污垢系数为 时 使用 和 的螺杆式冷水机组值 见表 由表 和 可知 的理论循环值大于技术交流园地 年第 卷第 期张华俊 男 年 月生硕士 教授 西安市咸宁西路 号 收稿日期 稿件修回日期W WW .Z H U LO NG .C O M表 和 性能对比破坏臭氧层的潜在影响 对温室效应的影响 在大气中寿命 理论制冷循环效率表 多机头螺杆式冷水机组使用 时的 值制冷量 输入功率表 多机头螺杆式冷水机组使用 时的 值制冷量输入功率表 单机头螺杆式冷水机组使用 时的 值制冷量 输入功率的 而由表 可

4、知 由于传热面积及水流速度的设计不同 实际使用 机组的值不一定小于使用 的值工况对机组性能的影响对于冷水机组的名义工况 螺杆式冷水机组技术条件 规定 冷水出水温度 冷却水进水温度 而 容积式冷水 热泵 机组规定 冷水进 出水温度 和 冷却水进 出水温度和 这样规定是为了便于和国外标准以及等接轨然而我国冷水机组应用的主要地区夏季不仅干球温度较高 而且相对湿度较大 平均湿球温度值也相对较高 冷却塔出水温度要达到 以下是相当困难的 因此冷却水进水温度以 作为工况标准有着相当大的局限性为保证夏季炎热时期的供冷需要 将使用工况的冷却水进水温度定为 是完全正确的近几年来我国大多数地区的夏季最高温度不断出现

5、新记录 年 月下旬北京地区天气预报的最高气温达到 年 月上海连续 天天气预报的最高气温超过 同样地处我国南方的广州 西南的重庆和西北的西安等地区在夏季高温季节冷却塔出水温度要低于 也似乎只是人们的愿望目前产品制造厂家提供的产品样本 其名义工况冷却水或者是 或者是 两者居其一 基本不提供冷却水温度变化时的性能表 这样存在使用工况与名义工况不一致的现象 这给设计人员和用户选择冷水机组型号带来不便 因为人们不清楚二者差别多大 为此有必要详细分析和计算出二者差别表 是分别采用制冷剂 和 时 在蒸发温度冷凝温度 过冷温度 工况和蒸发温度 冷凝温度 过冷温度 工况时循环性能变化率计算值表 不同制冷剂和不同

6、工况循环性能变化率制冷量变化率理论压缩功变化率变化率表 分别给出不同产品和不同制冷剂在冷却水 工况和 工况下性能变化率表 使用 时不同工况机组性能变化率制冷量 制冷量变化率 输入功率变化率变化率注以冷却水 工况为基准表 使用 时不同工况机组性能变化率制冷量制冷量变化率 输入功率变化率变化率注以冷却水 工况为基准表 使用 时不同工况机组性能变化率制冷量制冷量变化率 输入功率变化率 变化率注以冷却水 工况为基准 由表 可知 理论与实际均表明 机组与机组性能变化相似即制冷量变化率较小 输入功率变化率较大 所以变化率大因此工况变化时 其对性能的影响必须考虑 尤其对值影响较大污垢系数对机组性能的影响对于

7、新制造的冷水机组 水侧和制冷剂侧一样 污垢系数可视为零而实际应用中 会产生水垢造成水侧结垢的原因是多方面的 有水质状况 水中有机物的生成 运行温度和维护保养等情况而在我国大部分地区 包括华北 西北及东北地区常常用地下水作为工业用水 也不具备条件进行完全的水质处理 相对较差的水质无法保证机组在使用中不出现结垢而影响传热 因此在我国实际应用中保持冷水和冷却水侧的污垢系数为 是完全合理且适当的而美国空调制冷学会标准离心式和回转螺杆式冷水机组 和 容积式压缩机冷水机组 规定其标准空调工况 冷水和冷却水水侧污垢系数为 目前 制造厂家提供的产品样本中 其名义工况中冷水和冷却水水侧污垢系数有不同数值 这给设

8、计人员和用户选择带来不便 有必要详细分析和计算其对性能的影响按文献 和文献 的分析计算 水侧污垢系数由 增加至 其附加修正温差为 水侧污垢系数不同引起机组冷凝与蒸发温差的变化见表 暖通空调 技术交流园地W WW .Z HU LO NG .C OM表 水侧污垢系数差异造成的温度差异水侧污垢系数 平均蒸发温度 平均冷凝温度 冷凝与蒸发温度的温差 由于水侧污垢系数的增加使蒸发和冷凝制冷剂侧与水侧的传热温差增大 造成压缩机高低压的压差增大而降低了机组的效率 因此同一台冷水机组在相同工况下 水侧污垢系数由 增加至 时 其满负荷效率的下降百分比为根据文献 给出的蒸发器和冷凝器水侧污垢系数对螺杆式冷水机组性能的影响 可得出对机组的影响 见表 理论与实际计算表明二者结果很接近另外 污垢系数对制冷量和输入功率的影响相近 而对的影响较大结论计算和分析表明必须重视并考虑工况不同对冷水机组性能产生的差异 选用冷水机组应当充分考虑并满足当地气候和水质条件的要求 保证机组长期高效可靠运行 在设计 匹配和加工制作良好的情况下 采用 的螺杆式冷水机组的值不一定会小于采用 的表 污垢系数对机组性能影响污垢系数制冷量的变化率 输入功率的变化率的变化率蒸发器冷凝器机 组螺杆式冷水机组的值冷却水 工况和 工况不同 对制冷量影响较小 通常在 左右 而对值影响较大 通常在 左右污垢系数