【微考察】不看就OUT了,传统的空调水系统设计方案即将被颠覆~

hvac-木子李
2021-07-19

如果有人说,我们的空调制冷系统方案是这样的:

→不设分集水器

→不设水力平衡阀

→冷冻水大温差

→冷却水大温差

→冷冻水泵变频

→冷却水泵变频

→冷却塔风扇变频

您会怀疑这个方案吗?

您会觉得这个系统做出来能够可靠运行吗?


但就是有这个项目,而且已经开始运行了,今天有幸去现场参观了一番,从现场运行数据来看,节能效果相当可观。因为没有拿到具体的设计资料,从现场与厂家的沟通,将个人了解和理解的情况通过机电人脉与大家一起分享和探讨。


我们也许对整体式换热机组已经非常熟悉了,就是机组、水泵、补水定压及控制一体化,做到节约机房目的;而这个项目提出的是一个整体制冷机房的概念,整个机房系统包括冷冻水系统、冷却水系统、群控系统、包括末端水系统均是由冷机厂家作为一个承包商进行整体定制设计及施工,做到系统优化配置和运行高效节能的目的。


项目采用了4台1000RT的低压定频机组和2台600RT的变频机组,冷冻水泵5大2小,冷却水泵5大2小,非一一对应设置。


他们的设计理念是:大温差、小阻力、全变频

大温差:冷冻水6/15℃,9℃温差;冷却水39/31℃,8℃温差

小阻力:整个机房的阻力不到3m,末端压差设定为1.8m,冷冻水泵扬程20m;冷却水泵扬程18m;



全变频:冷冻、冷却水泵全变频,冷却塔风扇全变频,两台小冷机变频。

今天现场开启了4台大机组在运行(当时室外温度大约32℃),先来看一组能耗数据:


从上图可以看出:此时的冷水机组的能效比为:0.584KW/Ton(即COP为6.02);而整个水系统的能效比为:0.638KW/Ton(即COP为5.51),特别是整个水系统的能效,那是相当的高啊~!


在系统的设计、施工和运行上,他们是怎么做到的呢?

1、改用低阻力的蒸发器和冷凝器;

这个是冷机厂家为匹配整体机房的低阻力设计,改用特别设计的低阻力蒸发器和冷凝器。


2、优化管路设计与施工。可以看一下现场的管路;

冷冻水管路设计与施工

冷却水管路设计与施工


3、采用前面说的大温差,减小水流速,降低比摩阻,选用低扬程水泵;

这个在前面已经有了说明。


4、弃用分集水器、弃用水力平衡阀;

采用大管径母管设计,弃用分集水器,末端通过管道设计优化水力平衡。


5、水泵、风机自动变频,降低运行能耗。我们可以看一组运行数据;


从上图可以看到,设计额定功率30KW的水泵,此时的功率才7.2KW左右,我们看此时的运行频率为33.6HZ,我们根据转速与功率的3次方关系来计算一下:

(33.6/50HZ)V3X30KW=9.1KW>7.2KW,


可以看出实际的运行功率比3次方关系还小些(貌似是够节能),而一些论文提出的实际运行中功率和转速大概是1.8次方的关系,看来是要被这实际数据打脸了!


不过不知道细心的您是不是注意到,这么大的冷机配置的水泵功率居然只有30KW,如果系统是按常规温差设计、水泵扬程取到30m以上,这里水泵的额定功率最起码要到75KW吧,那能耗也就可想而知。


6、增大冷却塔的配置,全开冷却塔运行,让风扇电机在低频率运行,利用上述风扇电机功率和转速的3次方关系,降低运行能耗。(据说经过分析,降低的能耗可很快收回增大冷却塔的代价)

短时间也没有吃透该系统,比如说低流速是否后带来管网内污垢的沉积,冷却水泵的变频如何控制更优化节能、末端取压点位置如何做到更合理等等,不过看看上述实际运行的参数和能耗数据,是不是对您传统的空调水系统设计观念有种颠覆的感觉呢?




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