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冰水机(工业冷水机)与冷却塔运行管理中的节能效果

随着科学技术的飞速发展,工农业生产水平的提高,人民文化生活的改善,空气调节在我国的应用日趋广泛。空调的耗能量越来越大。怎样在空调系统的操作、运行与管理中节能。是摆在从事这一工作的人员面前的一个重大课题。要使空调冷水机组的工作做到节能,操作人员要了解机组及整个空调系统的工作原理和适应机组特点的操作程序。严格按制冷机组的使用说明书操作,保证机组的安全运行。

一、冰水机(工业冷水机)系统的操作

“空调用冷水机组一般是在标准工况所规定的冷水回水温度12℃,供水温度7℃,温差为5℃的条件下运行的。对于同台冷水机组来说,其运行条件不变,外界负荷一定的情况下,冷水机组的制冷量是一定的。此时.通过蒸发器的冷水流量与供、回水温差成反比,即冷水流量越大,温差越小;反之.流量越小,温差越大所以,冷水机组工况规定冷水供回水温差5℃,这实际上是规定了机组的冷水流量。这种冷水流量的控制就表现为控制水通过蒸发器的压力降在标准工况下,蒸发器上冷水供回水压降调定为49kPa(0.5kg/cm)。

(1)一些空调主机房的操作人员开机时未严格按照机组的运行参数调节冷冻水进出水压力降.往往调得高于运行参数,当压力降过高时.不是关小冷水泵出水阀.而是采取打开另一台不运行机组蒸发器进出水阀.将过多的水从另一台机组蒸发器放走.以降低压力降,导致人为增加冷水泵的运行电流,造成电的浪费。

(2)开机时.未先将不开机组蒸发器上的进出水阀关闭,造成一部分冷水从不开的机组蒸发器内流走,影响工作状态下机组的制冷效果。

为了说明这个问题.下面就以两台机组(分别简称为A机和B机)为例,谈谈这种误操作的危害若A机开启,B机不开。A、B两机蒸发器进出水阀均打开。

此时,设满足A机蒸发器冷冻水进出水压力降49kPa(0.5kg/cm)的流水量为100kg/s由于A、B机蒸发器均有水流经过,理论上流经A机蒸发器的冷冻水只有50kg/s,另50kg/s从B机蒸发器流走。实际上只有流经A机蒸发器的50kg/s冷冻水被制冷机降温经降温和未降温的各50kg/s冷冻水在出水总管汇合后,水温必定比从A机送出的冷冻水温高由于这种误操作人为产生的已升温的冷冻出水.送至各用冷场合后.其制冷效果必然降低。这种误操作人为地减少了机组的制冷量,难以满足各用冷场合的要求。同时,由于流经A机蒸发器的水量减少了,A机出水温度自然会低一些,往往给操作人员带来错觉,认为机组的制冷效果不错.实际上回水温度上升.必然延长机组的运行时间。主机、冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机等设备加在一起算,浪费电相当严重(蒸发器进出水温差大,是由于水的流量小引起的)。

(3)上一项误操作出现后.A机蒸发器进出水压力降肯定会减小。有的操作人员不是将B机蒸发器的进水阀关闭,加大A机蒸发器进出水压力降.而是错上加错,采取增开一台冷水泵的方法解决增开水泵后,虽然提高了A机蒸发器进出水压力降.但增开冷水泵完全没有必要,这等于是二台冷水泵对二台蒸发器工作,纯粹是浪费。

①操作人员不了解机组的运行原理,仅仅满足于能开启主机就行。

②操作人员怕麻烦,不愿去调节水阀,怎么方便就怎么操作(有的机房位置小,水阀安装在高空,水阀阀杆长,旋转圈数多.操作起来不方便)

a、开机前关闭不运行机组的冷冻水进水阀,防止窜水现象发生。

b、打开需运行机组蒸发器上的进出水阀,开启相应的冷冻水泵,将蒸发器进出水压力降调至49kPa(0.5kg/cm)左右(可根据机房的实际设计压力降调节,一般以能克服管路中的阻力为基础,尽量降低压力降,以减少水泵的耗电量)。

c、若水泵启动后.发现进出水压力表指针摆动太大,说明冷冻水系统有空气.需排气后待压力表指示正常才能继续下一步的操作。

d、操作中无论开几台机组,均是一台冷冻水泵对一台机组(匹配要一样)。

二、冷却水系统的操作

对于一台正在运行的冷水机组.环境条件,负荷都已成为定值这时,冷凝热负荷也为定值。规定进、出水温差为5℃,冷却水量必然也为一定值而且该流量与进出水温差成反比。所以,冷水机组的运行.只要规定冷却水的进出水温差就行了这个流量通常用进、出冷凝器的冷却水压力降来控制。在标准工况下.冷凝器进出水压力降调定为68.6kPa(0、7kg/cm:)。

1.开机前未将不需要开启的机组上冷凝器的进水阀关闭造成窜水。一部分冷却回水从不开机组冷凝器中流走,减少了正在运行机组冷凝器内的冷却水流量,造成冷凝压力上升.主机的运行电流增加.机组的制冷量下降,严重的还会使机组停止运行.既浪费电,又降低了制冷效果,还容易损坏设备。

2.由于上一项误操作,主机的冷凝压力和冷却水出水温度升高。给操作人员造成误判断.误认为是冷却水量不够而开大冷凝器进水阀和冷却水泵出水阀,有的还增开冷却塔风机,造成水泵、冷却塔风机耗电增加

①开机前将不需运行机组冷凝器进水阀关闭.防止窜水。

②打开将要运行机组冷凝器上的进出水阀(一般出水阀常开,进水阀根据需要开、关。冷凝器、蒸发器都一样)开启相应的冷却水泵.调整冷凝器进、出水压力降至68.6kPa(0.7kg/cm:)左右(压力降以能克服管路阻力为原则.低一些节电效果更佳)。

③若冷凝器进出水压力表指针摆动过大,说明冷却水系统有空气.需排空气待压力表指示正常后继续下一步操作。

④操作中,无论开几台机组,均是一台冷却水泵对一台主机(匹配要一样)。

三、冷却塔系统的操作

冷却塔系统的误操作分进出冷却塔冷却水的操作与冷却塔风机的操作。

大家都知道,冷水机组开机时,主机负荷大,冷凝压力高,故一般操作大都采取开一台机组时开二台冷却塔风机的做法(即多开一台冷却塔风机)待机组负荷降低后.再关一台冷却塔风机,这种做法本无可非议.问题出在关冷却塔风机以后的操作没有跟上.造成浪费。

设冷却水满足68、6kPa(0.7kg/cm)压力降的流量为120kg/s,A、B两台冷却塔及风机同时工作。理论上进出A、B塔的水量各为6Okg/s,其实际出水温度一般比用1台冷却塔风机工作时的水温低2℃左右。当主机负荷降低后.再开两台冷却塔风机已是浪费.故关B冷却塔风机。问题在于关B塔风机后,B塔的进出水阀没有关闭,造成60kg/s的冷却水未被风机冷却。B塔未被冷却的60kg/s水与A塔经冷却的60kg/s水汇合后,进人冷凝器,其水温反而比单独开A塔(指关闭B塔流水.120kg/s水全部从A塔经过)要高2℃左右,而且这种状态一直要到机组停止运行时为止冷却水温的升高必然导致冷凝压力的升高.主机耗电的增加,机组制冷量的下降。

大多数的空调机操作人员对冷却塔的操作都是把所有冷却塔进出水阀全部打开.而冷却塔风机根据需要而开、停。人们往往注意的是冷却塔风机的耗电.而忽视了冷却水温的提高而恶化了机组运行条件,造成长时间的电的浪费究其原因主要有以下几点:

(1)冷却塔一般安装在房顶或远离主机房的地方,操作起来不方便。

(2)调节冷却塔托水盘的水位较麻烦,费时间。

(3)相当一部分操作人员没有考虑节能方面的问题,而只考虑冷却塔的正常运行。

冷却塔虽然是空调制冷系统中的附属设备,但它却担负着散发整个系统所吸收的总热量的重要任务因此,对冷却塔的操作正确与否,直接关系到整个空调系统的制冷效果和节能。由于以上谈到的冷却塔的误操作比较普遍.并且从开机到关机的整个过程都存在,所以其危害极大,应引起有关操作人员和管理人员的高度重视。

(1)冷却塔的使用台数与机组的开启台数相匹配。

(2)关闭不开风机的冷却塔的进、出水阀,防止冷却水在不使用的塔中流过。

(3)临时增开的冷却塔风机.在关掉该风机后,千万不要忘记关闭该塔的进、出水阀,

(4)每班开机后均要检查冷却塔的运行情况.发现未开风机的冷却塔有冷却水经过.都要及时关闭该塔进出水阀,将托水盘水位调节好空调系统的冷凝器、蒸发器、冷却塔进水阀,有的机组装有电动阀,但电动阀容易出故障、失灵.故应加强检查.确保系统正常、正确运行制冷过程实际上是一个热交换过程。冷水机组的热交换较之窗式、分体式、柜式空调复杂,前者为间接制冷,后者为直接制冷。冷水机组的热交换有四个过程:

(1)冷冻水与用冷场合空气的热交换。

(2)冷冻水与机组蒸发器内制冷剂的热交换。

(3)冷却水与冷凝器制冷剂的热交换。

(4)冷却水在冷却塔中与空气的热交换

这四个热交换过程都离不开水.可见水在冷水机组工作中的重要性,要研究冷水机组的节能.必然离不开对水流的研究现代空调设备的自动化程度比较高,楼宇自动化的出现往往使人们误认为空调的正常运行与节能完全可以依赖自动化控制,但人们往往忽视了一点:

就冷水机组而言,目前的空调技术还未能将冷冻水、冷却水的流量及其压力降完全纳入自动控制系统(包括变频调速的冷水机组),控制冷冻水、冷却水的压力降还需由人工来调节微电脑控制中心虽然可“从水流开关信号作为数字量输入,温度和压力信号作为模拟量输入”,但水流开关仅仅可控制机组的启动和停止(起保护作用)而不能控制水的流量和压力降。温度信号及压力信号均只对机组起安全保护作用一句话,目前的微电脑控制中心.只能控制机组的正常运行,起安全保护作用,方便操作和维修。不能控制冷冻水、冷却水的流量和压力降,不能为机组提供最佳、最节能的运行条件。正是由于人们忽视了冷水机组的误操作,进而人为地增加了机组的运行费用,造成不应有的损失。

只要纠正了以上误操作,就可大大减少电和设备的消耗,达到节省运行费用的目的,一般可节约电费lO%左右,有的机房甚至更高,制冷量大,机组台数多的机房,其节能的潜力更大。

四、怎样在管理中节能节能的方法有很多,除操作外,还有管理的问题。

①开机前可降低室温,减少主机负荷。

②使室内空气质量提高。

③检查排烟系统是否正常,对消防工作有利。

(2)随时掌握各用冷场合的具体情况,适时开、停有关风柜、风机盘管等设备,减少系坑热负荷,实际上可降低机组的耗电量和末端设备的耗电量。

(3)根据气温的变化和用冷场合的变化,适时增开或关、停冷水机组,在满足空调需求的前提下,尽量少开机组和减少机组的运行时间(有楼宇自动化的空调系统毕竟不多,大多数机房还得靠人工去调节)。

(4)摸清整个用冷场合的实际情况,掌握最佳的开、停机时问,尤其是用冷冻水泵打循环水的时间,各系统的情况不同,其时间的掌握也不同。

(5)勤巡查.注意各通往室外门窗的关闭,防止漏冷和室外热空气的侵入。尤其对大门朝南的建筑更要想办法防止热空气进入(因夏季南风多)

(6)夏季每日下午4时为气温较高时,此时应密切注意机组的运行情况.及时调整机组的运行,不要等到室内温度明显上升,热负荷过大才来增开机组.这样易损坏设备,同时增加能耗。增开机组后,要注意观察,当冷冻水回水温度降到一定程度时,立即关闭增开的机组(包括相应的冷冻泵、冷却泵、冷却塔风机及其进出水阀),防止电的浪费离心式机组更应注意低负荷喘振。 晚上7~9时,商场、娱乐场所等地方热负荷也较大,主要因为天黑不久,白天太阳幅射在地表,外墙的热量散发,以及顾客、游人的增多,导致用冷场合温度升高,此时也应适时调整机组的运行。

(7)重视冷冻水、冷却水的水质,抓好水处理工作。经常检查、督促水处理公司的工作,保证冷凝器、蒸发器内不结垢,无污物,以免影响冷凝器、蒸发器的热交换效果,增加主机的耗电量。

(8)经常注意中央和当地的天气预报,对每日的气温变化情况心中有数,有的放矢地开展空调工作,沿海经常有台风的地方.更要注意气候的变化.及时调整机组的运行.适时关、停机组,减少电的消耗。

要落实以上各项措施,管理人员要加强空调制冷理论和实际操作经验的学习和提高,以保证机组的正常运行和设备的使用效率,才能在节能中有所作为。特别是对于国外进口的中央空调设备,由于自动化程度高,容易使人产生错觉,似乎有微电脑控制中心控制,只要按按电钮就可顺利操作,从而忽视了节能操作技术的学习和提高,这应引起充分的重视。

中国已加入世界贸易组织,各行各业的竞争将更加激烈市场经济是高效率的经济,空调行业要实现高效率,离不开节能,综上所述,中央空调冷水机组的节能是大有文章可做的。