医疗用品公司冷水机组运行数据分析

  摘要：本指出了目前用COP作为单一指标评价冷水机组运行性能及进行节能诊断时的不足，在此基础上，提出应将多方面因素综合起来评价冷水机组的运行性能；提出了影响冷水机组运行性能的各种各样的因素的分类方法；指出冷水机组节能诊断应从多个角度方面着手，分析了机组水流量，机组水温温差，机组平均功率变化与机组节能运行的关系，并进一步分析了机组的影响因素及其在节能诊断中的应用；得出了冷水机组在何种区间下可以平稳运行的结论并给出了其COP比较和经济性分析，重点是将本文提出的新观点和方法应用到工程实际中去，示例性地给出了对冷水机组进行节能诊断的全过程。12724

  第一代动力系统蒸汽机和第二代动力系统内燃机消耗了大量不可再生的自然化石能源资源，且造成了严重的环境污染。全世界能源短缺和严重的环境污染已成为制约社会和经济发展的两大因素。人类社会的可持续发展问题正面临严峻挑战。根据国际能源机构预测，随着经济的发展、社会的进步和人口的增长，全世界的能量消耗在今后二十年至少增加一倍[1]。节能已变成全球关注的焦点。建筑能耗在一个国家的总能耗中占重要组成部分，据有关联的资料显示，欧美一些发达国家，建筑物能耗大约占全国能耗的30％左右，如表1．1所示。我国目前建筑能耗所占的比例远远低于发达国家，为12％～20％。但随着建筑业的发展，该比例必将逐年增加。

  随着改革开放和经济发展，我国商业建筑的面积日趋增大，据统计目前已经建成大约2000多幢高级宾馆和写字楼，800多家大型商场，设有中央空调系统的建筑面积约1.5亿平方米[2]。根据商业建筑的能耗调查统计，设有空调系统的商业建筑每年的能源消耗费用接近150元／平方米，现有商业建筑的每年的能源消耗费用就高达225亿元人民币。商业建筑消耗的能源大多数都用在空调、照明、热水供应以及其它动力设备等方面。统计上海地区各种商业建筑能源消耗的各成分比例。其中空调能耗是商业建筑能耗的主要部分，占总能耗的50％～60％。同国外相比，我国建筑能耗水平比较高，单位面积空调平均年能耗比世界发达水平高40％[3]。

  冷水机俗称冷冻机、制冷机、冰水机、冻水机、冷却机等，因各行各业的使用较为广泛，所以名字也就多得不计其数。随着冷水机组行业的持续不断的发展慢慢的变多的人类开始关注冷水机组行业任何选择对人类来说逐渐重要，在产品结构上“高能效比水冷螺杆机组”、“水源热泵机组”、“螺杆式热回收机组”、“高效热泵机组”、“螺杆式低温冷冻机组”等为主的极具竞争力的产品结构其性质原理是一个多功能的机器，除去了液体蒸气通过压缩或热吸收式制冷循环。蒸汽压缩冷水机组包括四个主要组成部分的蒸汽压缩式制冷循环压缩机，蒸发器，冷凝器，部分计量装置的形式以此来实现了不同的制冷剂。吸收式冷水机利用水作为制冷剂，并依靠之间的水和溴化锂溶液，以达到制冷效果很强的亲和力[9]。

  冷水机通常用在空调机组和工业冷却。在空调系统，冷冻水通常是分配给换热器或线圈在空气处理机组或别的类型的终端设备的冷却在其各自的空间，然后冷却水重新分发回冷凝器被冷却了。在工业应用，冷冻水或其它液体的冷却泵是通过流程或实验室设备。工业冷水机是用于控制产品，机制和工厂机械冷却的各行各业[10]。冷水机按制冷形式一般可分为水冷式和风冷式，在技术上，水冷比风冷能效比要高出300到500的kcal/h；在价格上，水冷要比风冷低得多；在安装上，水冷需纳入冷却塔方可使用，风冷则是可移动，无需其他辅助。冷水机组简图见下图1.1:

  随着人民生产生活的慢慢地提高，空调愈来愈普遍地进入到社会的所有的领域。夏季空调用电己引起电网供电紧张，空调如何能在保证制冷制热负荷不变的情况下，耗能最少，即提升空调机组的COP，COP是指制冷机在一定工况下，制冷量与其净输入能量之比。中央空调机组容量大，相应的能耗多，提高机组COP首当其冲。改善中央空调的各个故有环节，是一种直接而且行之有效的方法，性能系数COP和热力完善度 都是反映制冷循环经济性的指标，但二者的含义不同，COP反映制冷循环中收益能与补偿能在数量上的比值，不涉及两者的能量品位，COP数值可大于1，小于1或者等于1。COP的大小，对于实际制冷机来说，与工作时候的温度，制冷剂性质和制冷机各个组成部件的效率有关，对于理想的制冷机来说，只与热源温度有关。所以用COP的大小比较两台制冷机的循环经济性时，必须是同类制冷机，并且以相同热源为前题时才有可比性，而 则反映制冷机循环趋于热力完善的程度，用作评价指标，使任意两台制冷机在循环的热力学经济性方面具有可比性。具体措施如下：

  冷水机组的降耗涉及到：生产厂商提供高性能的机组；合理的选用冷水机组：良好的运行管理[14]。

  本文对上海地区某工程实例的冷水机组运行数据来进行统计分析，得到其运行参数分布数据，并通过该程序分析不同配置机组的性价比及部分负荷性能，运用资金的时间价值理论分析冷水机组选择与全寿命周期费用的关系。另外通过程序分析改变参数对冷水机组特性的影响，对冷水机组日常运行提出优化建议。具体有以下几部分：

  (1)空调室外计算干球温度：冬季：tw.d=8℃，夏季：tw.d=35.2℃

  (1)建筑：本项目空调总建筑面积29445m2，冷负荷4913kW,热负荷3996kW。 单位面积冷负荷170w／m。

  (2)空调系统的冷热源：本工程夏季空调以离心式冷水机组为冷源，提供7～12 ℃的冷冻水，冬季利用城市集中蒸汽为热源，通过热交换器系统制取60～50℃的低温热 水供空调系统供暖使用[18]。

  (3)空调系统自控：空调系统采用自动化控制管理系统，以微机处理为基础的直接数字控制，用于对室内参数控制，故障检测及对主要系统的遥控[19]。

  1)吊顶空调系统控制：由回风管上所设温控器调节电动调节阀开度控制室内温度。

  2)新风机组控制：由送风管上所设温(湿)度控制器控制电动两通阀(加湿器)，控制送风温(湿)度，新风电动阀与风机连锁以防冻。

  笔者选取了上海金山医疗用品公司的2个不同车间的冷水机组运行的数据来进行分析，选择的地点运行记录完善，数据来源真实可靠，详细参数见下表3.1，表3.2：