高溫離心式冷水機組與特性研討

【摘要】在溫濕度獨立控制空調系統當中，高溫冷水機組占據重要地位，通常被應用在工業生產過程中。基于此，文章將高溫冷水機組作為研究重點，闡述其特性等相關內容，希望有所幫助。

【關鍵詞】高溫離心式冷水機組；特性；研討

一、高溫離心式冷水機組概述

一般情況下，大型公共建筑當中的中央空調供冷設備中，水冷冷水機組都是最常見的。其中，離心式冷水機組因其本身的能效指標高切機組制冷能力較強，所以備受用戶認可。在建筑能耗當中，空調系統的耗能比重較大，基于當前能源危機與節能降耗的背景，空調系統能耗的有效降低已經逐漸發展成制冷空調行業亟待解決的問題。為此，行業內部專業也制定了諸多策略，而溫濕度獨立控制就屬于優化設計系統的全新思路。該方式引入了溫濕度獨立控制技術，在冷水機組出水溫度不斷提高的背景下，實現了冷水機組能效指標的提高，對空調系統工作模式予以改變。在此基礎上，站在系統化角度，使得空調系統能耗下降。而冷水機組是離心式冷水機組，不同于其他型式的冷水機組，在提高出水溫度的過程中，受系統測量與亞比變化的影響，使得離心式冷水機組的高能效特性難以充分發揮，所以有必要展開進一步地研究。

二、高溫離心式冷水機組特性分析

下文將型號為a134R且功率為4000千瓦的離心式冷水機組設計作為研究對象，在冷水的出水溫度是16攝氏度的情況下，蒸發溫度選擇14攝氏度，而冷凝溫度則確定為37攝氏度。另外，壓縮機效率與電機效率分別是0.8與0.94，選擇使用NIST軟件展開計算與分析，且機組COP數值達到了8.01。

根據實際的測試結果可以發現，當離心式壓縮機組冷水機組處于標準工況設計條件之下，在高出水溫度的時候，制冷量的增加并不明顯。受輸入功率降低的影響，機組本身的COP數值提高10%，與理論計算結果相比存在較大的差異。

究其原因，主要是受離心式制冷壓縮機特性因素影響。其中，離心式壓縮機主要是在齒輪增速的作用下，使得電動機帶動轉子進行旋轉，而從蒸發器出來的制冷劑蒸汽會經由吸氣室進入到葉輪當中。這樣一來，葉輪旋轉速度加快，其葉片會驅動氣體并發生運動，進而形成離心力，向外部拋出氣體自葉輪中心。在整個過程中，氣體的運動速度會增加且壓力提高，主要是葉輪機械能實現轉化的結果。當氣體與葉輪分離并進入到擴壓器以后，因擴壓器的通道面積增加，且氣體速度降低并且增壓，進而實現了動能向壓力能的轉變。而經過壓縮的制冷蒸汽流出擴壓器以后，就會匯集在蝸室，在排氣管道的作用下向冷凝器輸送，進而達到壓縮制冷劑的目的。

在離心式制冷壓縮機處于高蒸發溫度運行狀態下，其壓縮比較之于標準設計工況要小很多。而當冷水機組在7攝氏度出水的時候，機組設計吸氣的壓力是0.35兆帕，且排氣的壓力是0.937兆帕，實際的壓比是2.7。而在機組處于16攝氏度冷水出水溫度的情況下，機組吸氣的壓力是0.473兆帕，且排氣的壓力是0.937兆帕，壓力接近2，實際的壓縮比下降25.9%。根據離心式制冷壓縮機性能分析可以了解到，離心壓縮機工作區域，在壓比下降25%的情況下，流量會增加一倍。在流量顯著變化的情況下，原有機組葉輪與擴壓器等流道的設計就會導致流量提高，進而引發阻塞的問題。這樣一來，流量就很難滿足額定值的要求，而且會直接影響機組性能作用的發揮。

在此基礎上，當轉動速度固定的情況下，壓比和壓縮機級效率之間也存在一定的聯系。在壓縮機壓比出現改變的時候，壓縮機級效率也會改變。當壓比在2.7下降至2.0的情況下，實際的效率降低到0.7。由此可見，在壓縮機壓比改變時，若不能夠及時調整壓縮機設計的轉速，必然會直接影響機組性能提高的效果。

三、結束語

綜上所述，根據上文研究分析發現，在離心式冷水機組處于高冷水出水溫度運行狀態之下，要全面優化設計壓縮機。與此同時，當離心式冷水機組工作部分負荷狀態，能效指標會隨之降低。所以設計空調系統一定要注重系統負荷配置，進而減少空調系統實際的能源消耗量。除此之外，設計空調系統的過程中，要盡可能規避系統處于低負荷比例之下。但因為中央空調系統運行的時候，冷水機組部分負荷始終存在，所以應對冷水機組部分負荷運行性能進行有效地改善，并采取空調系統控制優化策略，只有這樣，才能夠確保離心式冷水機組的正常運行。

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作者簡介：白正彬（1972.03—），男，漢族，重慶江津人，本科，工程師，研究方向：中央空調離心冷水機組研發。