冷水机组选择

*冷水机组的选择DES700*目标 理解多台冷水机组在冷冻水系统中如何相互影响、共同工作，这对设计、确定或购买HVAC系统中的冷水机组是很重要的。了解准确的数量和冷水机组的容量、冷却系统如何工作、怎样使控制系统集成化，是实现最好应用的重要因素。让我们开始以冷冻机房的能耗为主题的研究。 估计有86％的冷冻机房应用多台冷水机组。因此，理解如何选择和校核部分负荷性能是非常重要的，尤其是很多师仅考虑单台机组的性能，尽管在系统中有多台机组。 我们现在考虑冷水机组。在这章中，有冷水机组选择指南，指导你从室内负荷到最终的设备选择和运行特性分析。 完成这部分后你可以： 1－确定冷水机组的GPM、冷吨数、温升、供水温度 2－确定冷凝器进口水温和流量 3－确定冷冻机房布置 4－确定各台冷水机组的选择参数 5－用开利计算机选择程选择螺杆式冷水机组 6－检查冷水机组部分负荷性能和稳定性*目标 确定制冷机组设计的运行参数 确定水冷冷凝器的设计工况 确定冷水机组布置形式 确定单台冷水机组的运行参数 为“设计练习”选择冷水机组的类型 确定冷水机组的型号 检查冷水机组部分负荷时的效率和稳定性*冷水机组选型指导 A－根据建筑末端GPM，确定系统需要的GPM B－确定空调箱需要的GPM C－通过上述两项之和来计算冷冻机房所需要的总GPM D－从建筑分区负荷确定建筑总设计负荷。 E－计算冷冻水温升温升=（24×总设计负荷）/总GPM F－确定冷冻水出水温度。由于水泵通过一个很大的室内供水系统来输送冷冻水，所以要求冷水机组提供比室内终端和空气箱所需温度低一点的水温。选择比所需的冷冻水温度低1F的冷水机组，可以满足在供水过程中的冷量损失。确切的机组运行温度可以在以后被调整。 G－确定进入冷凝器的水温度。这是冷却塔性能的函数。1）从ASHRAE找到1％的设计湿球温度（例如78F）2）确定冷却塔的接近温度（冷幅），一般为7到8F3）冷凝器进水温度为1％设计湿球温度加上冷却塔的冷幅（78＋7＝85F） H－确定冷凝器GPM（一般为3GPM/冷吨） I－确定冷冻机房布置1）多少台冷水机组2）蒸发器串联或并联3）冷凝器逆流或并联 J－确定所需的各台机组的参数1）Tons＝总设计负荷/设备台数，三台机组可以是20％，40％，40％2）确定相应的蒸发器GPMGPM＝（24×总设计负荷）/温升3）确定冷凝器进口水温4）确定冷凝器GPM（一般为3GPM/冷吨）5）确定蒸发器的GPM6）确定蒸发器和冷凝器污垢系数（一般蒸发器0.00025、冷凝器0.0005）调整到符合水的工作条件 K－确定冷水机组类型（三种类型中的一种） L－使用制造商的计算程序来确定冷水机组型号 M－用IPLV或NPLV方法或自己的方法检查部分负荷性能。*冷水机组选型指导 确定冷冻机房的流量、容量、温升及供水温度­根据建筑的负荷、末端设备和空调箱来选择 确定冷凝器进口水温和流量­由冷却塔的参数决定 布置冷水机组 确定单台冷水机组所要达到的性能 选择冷水机组的类型­活塞、螺杆和离心式 根据工厂资料确定冷水机组的型号 检查冷水机组部分负荷时的性能和稳定性*例题 下几页包括例题的选择参数，我们用这个例题来示范冷水机组选择程序。 认识到冷水机组是冷冻机房的一部分是非常重要的，其任务就是为建筑内风机盘管和的空调箱提供冷冻水。我们已经提供了全部末端的GPM和全部空调箱的GPM。 冷冻机房必需能提供峰值建筑负荷所需的冷量。对于本例，峰值负荷为650冷吨。*例题•需要的选择参数：­末端总的GPM844GPM­空调箱的GPM435GPM­建筑物的冷量650冷吨­冷冻机房的布置：三台冷水机组(20％/40％/40％)并联的蒸发器并联的冷凝器一/二次水泵冷却塔冷却的水冷冷凝器­设计的冷冻水出口温度44F­设计的湿球温度78F­冷却塔的冷幅7F­设计的冷凝器流量3gpm/冷吨­蒸发器污垢系数0.00025­蒸发器流体类型水­冷凝器的污垢系数0.0005*冷水机组布置要求1－确定冷冻机房的GPM要求末端GPM844GPM空调箱435GPM冷冻机房1279GPM2－确定建筑负荷650冷吨3－确定冷水机组的温升温升=（24×总设计负荷）/总GPM=（24×650）/1279=12.2F4－确定冷水机组出水温度（CHWST）空气箱和末端选用45F冷冻水。因此，我们用44F的的机组冷冻水来满足建筑管路系统中的损失。5－确定冷水机组回水温度：CHWRT＝CHWST＋温升＝44＋12.2＝56.2F可以取为12F。在12F时机组确保一个较高的流速来满足容量。既然负荷估算是一项艺术而不是科学，我们可以把它定为12F左右*冷水机组布置要求冷水机组的流量GPM-末端+空调箱GPM-总的GPM=(844+435)=1279冷水机组的冷量(已知):650冷水机组的温升-温升=(24x冷吨)/GPM=(24x650)/1279=12.2F机房供给的冷冻水的温度(CHWST)-基于45F选择的末端和空调箱-假设有1F的沿程损失-CHWST=(45-1)=44F返回机房的冷冻水的温度(CHWRT)-CHWRT=(CHWST+升温)=(44F+12.2F)=56.2；约为56F*冷却水的要求1－确定冷却塔回到冷凝器的水温（CWRT）1）冷却塔设计（1％ASHRE）湿球温度（WB）＝78F2）假定冷却塔冷幅为7F3）CWRT＝（WB＋冷幅）＝（78＋7）＝85F2－决定冷却设备布置冷凝器GPM要求为3.0GPM/冷吨。这样可以使冷凝器压降合理，且有一个较低的饱和冷凝温度*冷却水的要求•冷却塔的回水温度(CWRT)-设计湿球温度（WB）=78F-假定冷幅为7F-CWRT=(78+7)=85F•冷却塔的水量GPM-设标准为3.0GPM/冷吨-合理的冷凝器的压降-冷水机组低饱和冷凝温度*冷水机组布置 如下所述，例题采用一次/二次泵供水环路，以便用两通阀控制室内盘管系统。这个系统可以使冷水机组拥有独立的冷冻水泵，维持冷冻水的恒定流量。 选用三台冷水机组来改善部分负荷时能量的利用。相同因为能耗的问题，选用有冷却塔的水冷凝器。*一次/二次泵系统 三台并联的冷水机组(20%,40%,40%的制冷量)-良好的工作效率 可变流量的二级循环满足盘管控制阀的要求 用冷却塔水冷却冷凝器(能量)*单台冷水机组的要求1－确定每一个冷水机组的容量1）设备选为：20％，40％，40％2）冷却器1＝0.20×650＝130吨3）冷却器2和3＝0.40×650＝260吨2－已有结果1）CHWST＝44F2）CHWRT＝56F3）CWRT＝85F（从冷却塔）4）冷凝器GPM＝3.0/冷吨3—选择蒸发器液体类型因为所有的冷冻水管都在室内，我们可以用新鲜水。如果管路在可能的冻结的情况下可以使用乙烯乙二醇。4—选择污垢系数1）蒸发器＝0.00025。这是一标准值，基于闭式的管道系统充满洁净水的情况2）冷凝器＝0.0005。这是一个开式系统，会不停的结垢。所以，使用高的污垢系数，特别是对冷却塔系统。如果我们使用含盐的河水，则污垢系数通常为0.001或0.002*单台冷水机组的要求 多台冷水机组的选择:-20%,40%.40%-低能耗 制冷量-一台机组=0.2x650=130冷吨-另两台机组=0.4x650=260冷吨 从前面的计算得出:-CWST=44F-CWRT=56F-CWRT=85F(从冷却塔)-冷凝器GPM=3.0/冷吨 蒸发液体是水-闭式的清洁系统 蒸发器污垢系数=0.00025-闭式系统的标准 冷凝器污垢系数=0.0005-用冷却塔的标准*选择冷水机组的类型 有三种类型1）往复式（不高于100冷吨/台）2）螺杆式（不高于800冷吨/台）3）离心式（不高于10，000冷吨/台） 我们例题的要求是：1）一台130冷吨2）两台260冷吨 因此，往复式不符合要求，只能在离心式和螺杆式里面挑选。 手工选择离心式机组是否可行呢，我们来看一下区别。开利离心式机组的选用是在工厂中完成的，用在这里不是非常好的方法。因此，我们利用选型程序来选择螺杆式冷水机组。在实际情况下，必需考虑以实际情况为基础的全部及部分负荷的能耗。另外，设备检修和维护也应该考虑在内。*选择冷水机组的类型 冷量范围：•排除往复式-往复式：不超过100冷吨-没有足够的制冷能力-螺杆式：不超过850冷吨•螺杆式或离心式-离心式：不超过10000冷吨-比较满负荷和部分负荷时的能耗和 稳定性 例题：-比较检修和维护-一台130冷吨使用螺杆式-两台260冷吨-用软件选型*冷水机组的部分负荷 1998年11月,美国制冷协会（ARI）发布了修订的水冷冷水机组的标准－ARI550/890-98。在标准中一个重大的改动是“综合部分负荷评估公式”，简称IPLV。IPLV是标准工况下冷水机组预期效率的计算。这个效率数字是对冷水机组在标准情况下部分负荷效率的估计。 IPLV公式的修改是为了更准确地反映实际运行情况，如地理位置、房间类型。然而，由于很多假设，这个公式不可能准确地符合每一特定的冷水机组的安装情况。IPLV不是模拟冷却系统的精确方法。实际上，ARI标准550/590-98白皮书，发行在ASHRAE杂志（美国暖通工程师协会的杂志），指出： “因为IPLV描述了普通的单台冷水机组的应用，有可能不适合于特定的工作情况。在计算冷冻设备总体效率时最好使用的全面分析，它能反映实际气象资料、建筑负荷特性、机组数量、运行时间、经济器性能、泵和冷却塔的能耗等。 你很快就可以看到，你有能力按照ASHRAEIPLV检查开利冷水机组或你预期的部分负荷性能。开利30系列计算机程序可以进行部分负荷分析，教师将引导你很快熟悉整个程序。*冷水机组的部分负荷 ARI550/590-98标准­为冷水机组制造商建立评价标准 标准的主要修改——综合部分负荷值公式（IPLV）­更接近于一个典型的工况 为了更精确，进行基于实际工况条件下的独立研究（NPLV） 开利冷水机组的选择和性能程序允许：­IPLV的计算­基于你自己标准的NPLV计算 我们将展开这个内容­根据你的教师的指导*冷冻机房布置表 在“设计练习”中找出这张表格 填写表格 把表格作为“设计练习”的一部分冷冻机房布置表冷冻机房GPM要求：房间风机盘管末端GPM要求新风空调箱GPM要求CASINO空调箱GPM要求冷冻机房总的GPM要求从负荷计算得出机组总负荷，在此写出计算式*电脑输入数据 用这种形式汇总工作需要的数据：-给出了样本的信息 在运行这个程序后，标准输出数据显示在下页中：*例题的计算机输出*说明选择的步骤 按照教师的指导 使用你的计算机 使用开利程序目录中30系列的选择程序 教师将为你通过这些步骤给予指导 然后为你的项目选择制冷机： 提供以下结果：-冷水机组输入的打印结果-冷水机组的总性能-冷水机组的部分负荷性能*结束