风冷与水冷制冷方案的比较

1、 2000年9月第3期(总67 铁道工程学报Sep tem ber, 2000(文章编号:1006-2106(2000 03-0118-03风冷与水冷制冷方案的比较李波孙淑杰2(1. 中铁建设开发中心北京100055; 2. 铁道部直属房产建筑处北京100844提要:分析了风冷式冷水机组与水冷式冷水机组的不同及各自的优缺点, 选择不同的制冷方案。主题词:风冷式冷水机组; 水冷式冷水机组; 制冷方案中图分类号:TU 83文献标识码:A11引言目前, , 应用也越来越普遍, 冷水机组的选择, 是决定集中空调投资运行费用及运行效果的最重要因素, 按制冷机组冷凝器的冷却方式来分, 一般分为水冷式和风冷

2、式两种。水冷式冷水机组是用水冷却高压气态制冷剂, 使之冷凝。采用水冷式冷凝器可以得到比较低的冷凝温度, 这对于制冷系统的制冷能力和运行经济性均较为有利。因此, 目前多采用此种制冷方式。而风冷式冷水机组是利用空气使气态制冷剂冷凝, 无需冷却塔、冷却水循环管路, 因此系统简单, 特别适用于水源缺乏, 用水有限制的地方。因此, 近几年来, 风冷式机组的选用在我国有增加的趋势。笔者在负责天津塘沽福慧花园 期暖通工程施工时, 该工程首层商场的中央空调冷源, 选择了五台风冷式冷水机组。就该工程选用的风冷式机组制冷方案, 与水冷式制冷方案做了一些比较性思考, 希望能为设计和施工中的选择提供一些参考。我国大部

3、分地区设计冷却水进、出口水温取3237, 因此, 水冷式冷凝器冷凝温度可按40考虑。而风冷式冷凝器温度应比夏季空调室外计算干球温度高15, 我国大部分地区夏季空调室外计算干球温度都在30以上, 京津地区夏季相当长的时间处于33以上, 这样其冷凝温度在4550之间, 即风冷式机组冷凝温度比水冷式高510, 因而其制冷能力不如水冷式机组, 加之空气的导热性和热容量比水小得多, 因此, 风冷机组能耗指标一般都大于0. 28(k W k W 。经计算, 福慧花园工程风冷式机组能耗约为0. 33(k W k W 。而水冷机组的能耗指标一般都在0. 23(k W k W 以下, 离心式水冷机组的能耗指标多

4、为0. 20(k W k W 左右。由此可以看出, 风冷式机组较之水冷式机组其制冷效率是较低的。2. 2运行的经济性比较2制冷方案中主要项目的比较2. 1制冷性能的比较冷水机组在空调季节运行时, 因水冷机组其冷却水基本为循环水, 因此主要费用差距将发生在耗电量上。塘沽福慧花园共选用5台风冷式冷水机组, 每台制冷量154k W , 共生产冷量为154×5=770k W h , 可计算机组耗电量:(数据均来源于常州特种空调器厂产品样本冷水机组压缩机:44. 8k W ×5=224k W 冷凝风机:1. 1×6×5=33k W冷冻水循环泵:3. 63×

5、;5=18. 2k W (博山水泵厂风冷式冷水机组的冷凝温度和冷凝压力取决于室外干球温度; 水冷式冷水机组的冷凝温度和冷凝压力取决于冷却塔的出水温度。根据暖通设计规范, 冷水机组冷凝温度一般取比冷却水进、出口平均水温高5收稿日期2000-05-30李波工程师男1968年出生 第3期李波等:风冷与水冷制冷方案的比较119产品样本合计:275. 2k W若选用水冷式冷水机组, 机组冷量产量仍按770k W 计算:(按选用单台冷水机组一个系统计算冷水机组压缩机:770k W ×0. 2=154k W冷冻水泵:17. 5k W 冷却水泵:17. 5k W 冷却塔:5. 5k W 合计:194

6、. 5k W由此可见, 在制冷量相同的情况下, 风冷式机组多耗电:275. 2-194. 5=80. 7k W 。京津地区按每年空调季节4个月, 每天运转8h 计算, 风冷式机组每年多耗电:80. 7×8×120=77472k W h 约合人民币40000元实际上, 在整个空调季节因制冷机组并未全部以满负荷运行, 在低负荷条件下, 量差距并不能达到80. 7k W 负荷运行时, , , , 应该基本反映实际情况。另外, , 福慧花园小区配电室变压器容量增大, 各种控制柜、接触器、保护开关型号增大, 城市用电配套费、增容费随之增加。这样计算, 风冷式机组的初投资和运行费用还要

7、增加。2. 3机组热功比较共占地面积约20m 2。机房要求有安装与检修空间, 因此需要设置面积约30m 2的空调机房即可。机组及冷冻水泵基础要有隔声、隔震处理, 该机房可设置于地下室或屋顶任意位置。风冷式方案中无冷却塔、无冷却水循环泵, 仅包括制冷机组与冷冻水泵及管道系统。以上设备完全可以设置在建筑物屋顶, 设备基础仅采取隔声隔震措施即可, 不需专门的机房, 不占建筑面积, 只需冬季放净存水, 完全露天放置, 这也是该种空调方案最大的优点。但因其选用的冷水机组台数较多, 自重及运行重量较大, 福慧花园工程冷水机组每台净重约3. 8t , 放置于屋顶必然使建筑物结构增加设计强度, 况且因机组露天

8、放置, 四季风吹雨打, , , 海风大碱, 。福慧花, 个别冷冻水泵已。3结论与建议通过对风冷式冷水机组和水冷式冷水机组的制冷方案的多方面比较可以发现, 风冷机组方案有其优越之处, 但其缺点也是明显的。笔者认为:在设计中央空调冷源方案时应优先选用水冷式机组。如该工程确无放置室外冷却塔位置, 或者由于周边环境不允许放置室外冷却塔, 又或者由于水源紧张, 那么, 当然不能拘泥于一面。实际上, 还应该看到风冷式制冷方案也有其优越性, 在这里略做阐述, 以便更全面的认识这两种空调制冷方案。众所周知, 在整个空调季节中, 室外干球温度变化可以带来冷水机组冷凝温度和冷凝压力的降低, 尤其是能较明显地造成风

9、冷式冷水机组冷凝温度和冷凝压力的降低。也就是说在空调季节的相当部分时间内, 冷水机组尤其是风冷式冷水机组可以以较低的输出功率做部分负荷运行, 达到节能的目的。另外, 还应注意, 水冷式空调制冷方案中, 进出冷却塔的循环冷却水应经常更换和补充新水, 以保持其清洁, 防止有害细菌滋生, 造成所谓的“空调病”。在京津及广大北方地区, 因空调季节相对较短, 空调制冷机低负荷运行时间较短, 无疑应优先选择水冷式空调制冷方案。而在南方, 空调季节相对较长, 空调制冷低负荷运行时间较长, 风冷式制冷机节能效果是较为明显的, 因此在某些情况下选择几台小容量风冷机组, 作为整个空调系统工程辅助冷源还是合适的,

10、例如:某建筑物只有最高的23层空调水管路超静压,因风冷式冷水机组冷凝器是与空气换热, 而空气的蓄热性、导热性均较水小的多。为便于散热, 风冷式机组的冷凝器必须具备较大换热面积, 由此造成风冷机组体积庞大, 约比相同制冷量的水冷机组体积大34倍, 重量也较水冷机组重许多。这就意味着制冷机组的基础做法、运输、吊装等更复杂、难度更大。且由于风冷机组制冷能力较之水冷机组低的多, 以福慧花园为例:770k W 的制冷量, 选择风冷机组五台而选择水冷机组一台即可满足要求, 一般以选择两台为最佳方案。虽需配属冷却塔、冷却水循环泵和水管路系统等, 但较之风冷机组其占地、设备投资费用都可节约40%以上。2. 4

11、对机房要求的比较水冷式方案中的冷却塔, 冷却水循环泵等可设置于屋顶露天, 制冷机系统一般要求设置于设备层的机房内, 以福慧花园 期工程为例:制冷量为770k W 的机组其占地面积约7m 2, 计入冷冻水泵、管路系统等 120铁道工程学报1987.2000年9月需要这几层单独设置空调系统或者最高的12层建筑物使用性质或运转时间与众不同, 而需独立设置空调系统, 这时单独选几台风冷式机组则是较为适宜的, 这也给暖通设计和施工带来较大的灵活性和方便。2GBJ 19287. 采暖通风和空气调节设计规范S .参考文献1陆耀庆. 供暖通风设计手册M . 北京:中国建筑工业版,COM PAR IS ON O

12、F A IR -COND IT I ON ING REFR IGERAT I ON BET W EEN A IR -COOL ING UN IT AND W ATER -COOL ING UN IT12L I Bo , SUN Shu -j ieSCHE M ES1. Ch ina R ail w ay Con structi on D evelopm en t Cen ter ; 2. M anage ep t . irectly under M OR , M in istry of R ail w aysAbstract :T he differences betw een the air

13、 2coo coo ling un it fo r air 2conditi on ing refrigerati on schem es are analyzed . T heir are expounded . How to select differen t refrigerati on schem e acco rding t en t and the differen t econom ic conditi on s are also p ropo sed in th is p ap er .Keywords :air 2coo ; w coo ling un it ; refrig

14、erati on schem e (上接第123页新科学技术成果, 深层次、全方位、多角度、高速度地对问题进行理性的、定量的、科学的分析;(3 建设项目管理上水平、上档次的必由之路是应用IT 、In ternet 、W eb 等技术; 做到以人为本, 实施人才战略; 尽快建立知识管理体系和知识性组织, 提高决策的科学性。PREL I M INARY TAL K ING AB OUT MOD ERN M ANAGE M ENT CONSUL T ING BUSINESS AND ITS INFL UENCES ON M ANAGE M ENT OF CONSTRUCT I ON PROJECTS

15、L IU X i nEngineering M anagem en t Cen ter , M in istry of R ail w aysAbstract :D u ring the 1990s , as the rap id developm en t of IT techn ique especially of In ternet techn ique , the m odern m anagem en t con su lting bu siness had been estab lished and w as grow ing in rap id strides in ternat

16、i onally . T h rough the developm en t in recen t 10years , the m odern m anagem en t con su lting bu siness had evo lved p ri m arily its bu siness structu ral system , and w as becom ing m o re and m o re as a m o st i m po rtan t p illar bu siness in the nati onal econom y of the econom ic developed coun tries . M eanw h ile , it had b rough t very p rofound influences on m any en terp rises , including the m anagem en t of con structi on p ro jects . In th is paper , p reli m inary exp lo rati on s are p u t fo r w ard on the rise