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改善冷水機組運行效率的10個方法
冷水機組機房是對空調系統進行改良的一個重要環節。以下介紹了10個降低離心式水冷冷水機組運行成本的方法。大部分的改進措施只需少量投資或根本不需要投資。 采取節能措施主要針對以下三個方面。
部件方面：包括正確地操作和保養冷水機組。調整合適的水溫和流量；
系統方面：在不同的負荷條件下，對多臺機組進行合適的運行組合；
改造方面：是指利用新的節能技術對現有的機組進行改造。
正確的維護保養步驟和的數據記錄是對冷水機組運行效率進行改善的基礎。劣質的保養會使機組的實際運行狀況與設計狀態向去甚遠。這樣的狀況包括不正確的水溫控制，制冷劑的充注量偏少，存在泄漏點，冷凝器銅管的臟堵，等等。正確的維護保養能避免上述情況的發生，將冷水機組的能耗控制在設計范圍之內。 為改善機組的運行效率，首先要對機組的運行狀態參數有地記錄。記錄“運行日志”是一個很好的跟蹤機組運行狀態，發現異常變化的方法。沒有的運行數據的記錄，就不可能發現機組在效率方面存在的缺陷，不能找出相應的合理解決方案。同時也不能衡量機組能量轉換的效果究竟如何。而且，機組的維護保養可能會被忽略，運行費用會在不知不覺中上升，甚至可能對機組的主要部件的安全構成威脅。沒有的運行數據記錄，你會發現想要實施以下所討論的任何有關經濟運行的措施都是非常困難的。 部件方面的改善機會
1. 正確設定冷凍水的出水溫度。 在一年中的大部分時間，機組是部分負荷狀態運行的。在此期間由于環境溫度不高，濕 度也偏低，總體來說對制冷量的需求不是很大。在部分負荷的運行條件下，由于除濕部分的負荷減小，末端風機盤管的水溫即使稍有提高，也能制得需要的室內溫度。通常來說，提升冷凍水的出水溫度就能降低壓縮機運行壓頭，從而起到節能的效果。 以上的概念長期以來一直為空調業界所接受。新的針對固定轉速的離心機組的研究發現只有在機組的運行負荷在40%~80%的范圍內，上述理論是成立的。在此區間，冷凍水出水溫度每提升1°F可節能0.5%~0.75%（相對于滿載運行能耗，下同）。而令人驚訝的是，當固定轉速的離心機組運行負荷低于40%的情況下，提升冷凍水出水溫度反而會增加機組的耗能。 另一方面，對于安裝了變頻裝置的離心機組，其提升冷凍水出水溫度后的節能效果就非常顯著。一般在低于80%的負荷條件下，每提升1°F的冷凍水出水溫度，可節能2%~3%。而且，即便機組的運行負荷低到10%，這樣的節能效果依然存在。
2. 保持適當的制冷劑充注量。 制冷劑充注不足或過量會使熱交換的效率下降，導致壓縮機壓頭增加，能耗增加。制冷劑在蒸發器中的液位異常會使蒸發溫度下降，而蒸發溫度每提升1°F，機組就可以節省1.5%的能耗。 離心式制冷機組的蒸發器上一般都裝有液位視鏡，以觀測制冷劑的液位高度。對于活塞式機組，可以通過觀察冷凝器出液管路上的視鏡有否氣泡翻騰，來確認制冷劑的充注量是否偏少。制冷劑充注過量一般表現為，排氣壓力超高，冷凝器出液過冷度增加。一旦發現制冷劑充注量的偏差，應參照機組的出廠說明及時調整。
3．降低冷卻水的進水溫度。 決大部分的生產商都會標注機組的極限冷卻水進水溫度。但處于經濟運行的考慮，許多生產商又重新評估了這個冷卻水進水溫度的極限值。因為制冷機組的能耗與冷凝壓力和溫度密切相關。降低冷卻水的溫度相應也就降低了冷凝溫度及冷凝壓力，從而降低壓縮機的壓頭，達到了經濟運行的效果。 測量數據表明，冷卻水入水溫度每下降1°F，機組的能耗即可減少1.5%。 冷卻水溫補償系統能將冷卻水的入水溫度控制在冷卻塔出水溫度的2°F以上。許多系統的設計在冷卻塔的進出水管之間增加了旁通。通過閥門調節，控制冷卻水入水溫度處于工廠推薦的極限溫度水平。這樣在機組節能運行的同時也能減少冷凝負荷。有的機組對冷凝器和冷卻塔之間有水壓差的要求。遇到類似情況，冷卻水溫調節要優先滿足壓差上的要求。
4．消除泄漏點。 應消除封閉循環的制冷系統中的任何泄漏點。在正壓機組中，漏點的存在會使制冷劑泄漏到大氣中，減少系統中制冷劑的充注量。 對于負壓機組而言，空氣等不凝性氣體會通過漏點進入系統內部。聚集在冷凝器，占據制冷劑的冷凝空間。不凝性氣體存在度每增加1°F，系統的能耗增加1.5%。（不凝性氣體存在度的計算方式為冷凝壓力對應的飽和溫度減去實際冷凝溫度。） 由于*密封的制冷系統幾乎是不存在的，所以絕大部分負壓的制冷機組使用排氣裝置來排出進入系統的不凝性氣體。但問題是，當排氣裝置不能正常運行或泄漏量大于排氣裝置的排空能力時，如何解決不凝性氣體的問題。 對于沒有過冷度設計的冷凝器，不凝性氣體存在度的計算方式可以是冷凝壓力對應的飽和溫度減去冷凝器的出液溫度。這個數值能反映不凝性氣體在冷凝器中的存在度。如果該數值大于工廠給定的參考值，就必須檢查機組的排氣裝置，并對機組進行檢漏工作。
5．降低冷凝器銅管的污垢系數。 冷凝器換熱管的污垢包括結晶，沉淀物，泥沙，藻類及微生物等。劣質的水處理和水系統不當的保養都會誘發這些因素。污垢系數的增加會導致熱交換效率的下降，從而使得冷凝溫度和壓力上升，壓縮機的功耗也相應增加了。 我們把冷凝溫度與冷卻水出水溫度之間的差值稱作“冷凝器的小溫差值”。將這個“小溫差值”控制在適當的范圍內，就能保證冷凝器的冷凝效率。 “冷凝器的小溫差值”每降低1°F，制冷機組運行能耗將下降1%。 一旦發現冷凝器換熱管臟堵的現象，必須對銅管進行清洗，以保證“冷凝器小溫差值”控制在6°F~10°F的范圍之內。一般通刷銅管就足以解決問題，但有時則必須進行化學清洗。長期難以解決的臟堵問題預示著需加強水處理的工作。
6．保持適當的冷卻水流量。 冷卻水流量的降低直接導致機組運行能耗的上升。冷卻水的流量每減少20%，機組的能耗就上升3%。 通常冷卻水流量的減少是由以下一些因素導致的：閥門的開啟度太小；冷卻塔的噴嘴堵塞；水系統的濾網臟堵；水系統中有空氣存在。一般通過調節水泵的出口閥門來控制冷卻水的流量與設計值相符。如果常規調節不能解決問題，就必須考慮上述其他方面的因素了。
7．控制機組加載的波動。 大部分機組以20分鐘內的能耗變化來確定是否有運行峰值產生。機組運行負荷的峰值一般出現在機組啟動之初。而高負荷通常出現在炎熱夏季的早晨，原因是多臺機組啟動，而且整個系統的水溫很高。 在機組啟動之初限制機組加載是一個非常有效地降低能耗的方法。絕大部分的冷水機組有自動或手動的限制加載的裝置。建議在機組運行的初20分鐘，將機組的極限負荷限制在60%左右。 為進一步控制負荷峰值，還可以采取逐次啟動機組的方法。即控制機組的啟動間隔在20分鐘左右。這樣就避免了多臺機組同時加載的情況，且機組承擔的負荷峰值會逐次減小。 控制機組的加載理論上會降低機組的運行成本，具體節能效果視機組本身效率曲線。
8．維持馬達的效率。 機組的壓縮機馬達消耗大部分的能源。馬達效率下降的常見原因是馬達線圈冷卻問題。在相同的工況條件下，如果運行記錄顯示電壓不變，而電流有明顯的上升，則馬達的冷卻就有可能存在問題。 對于半封閉式的壓縮機，應該檢查制冷劑的流量和回氣管上的過濾器；對于開啟式的壓縮機，應檢查機房的通風及空氣流通的狀況，馬達的進風是否受到阻礙，進風濾網是否臟堵。另外，無論半封閉還是開啟式的機組都需檢查馬達的潤滑油是否污染，電纜接線樁是否松動或生銹。 系統方面的改善機會
9．操作中恰當地對機組的運行進行組合。 一個冷水系統中存在多臺冷水機組時，應仔細對各臺機組的運行狀態進行評估，以針對不同的運行條件，進行合適的運行機組的組合。不僅要對各臺機組滿載或卸載運行的性能進行評估，也要評估卸載狀態下多臺機組和單臺機組的運行效率。 舉個簡單的例子。對于一個安裝固定轉速離心機組的冷水系統，160冷噸的負荷可以由一臺400冷噸的機組加載至40%承擔；也可以由兩臺400冷噸的機組加載至20%承擔。前一種運行狀況能耗約為144Kw，后一種運行狀況能耗約為194Kw。兩者相比就能知道孰優孰劣了。有這樣一條常規，就是不要讓機組的運行負荷低于40%。因為除非是采用了變頻技術的機組，當運行負荷小于40%，機組的效率將明顯地下降。 同時，也要對每臺機組的運行狀況進行分析，以針對不同的負荷條件選擇運行合適的機組。隨著負荷大小的變化，運行機組的切換是難以避免的。掌握哪臺機組在低負荷條件下運行效率比較高，哪臺機組在高負荷條件下運行效率比較高，就能決定啟動機組的先后順序。
10．合理安排冷凍水泵及冷卻水泵的運行。 通過在停機狀態下順序停運水泵，并將停運的機組與整個水循環隔離開來，能起到節能的效果。 在機組停運狀態下，如果繼續讓冷凍水流經機組，會使冷凍水供水總管的水溫抬升，造成不必要的能量損耗。加裝自動閥門，并將水泵與冷水機組聯動。