風冷與水冷制冷方案的比較

1、 2000年9月第3期(總67 鐵道工程學報Sep tem ber, 2000(文章編號:1006-2106(2000 03-0118-03風冷與水冷制冷方案的比較李波孫淑杰2(1. 中鐵建設(shè)開發(fā)中心北京100055; 2. 鐵道部直屬房產(chǎn)建筑處北京100844提要:分析了風冷式冷水機組與水冷式冷水機組的不同及各自的優(yōu)缺點, 選擇不同的制冷方案。主題詞:風冷式冷水機組; 水冷式冷水機組; 制冷方案中圖分類號:TU 83文獻標識碼:A11引言目前, , 應(yīng)用也越來越普遍, 冷水機組的選擇, 是決定集中空調(diào)投資運行費用及運行效果的最重要因素, 按制冷機組冷凝器的冷卻方式來分, 一般分為水冷式和風冷

2、式兩種。水冷式冷水機組是用水冷卻高壓氣態(tài)制冷劑, 使之冷凝。采用水冷式冷凝器可以得到比較低的冷凝溫度, 這對于制冷系統(tǒng)的制冷能力和運行經(jīng)濟性均較為有利。因此, 目前多采用此種制冷方式。而風冷式冷水機組是利用空氣使氣態(tài)制冷劑冷凝, 無需冷卻塔、冷卻水循環(huán)管路, 因此系統(tǒng)簡單, 特別適用于水源缺乏, 用水有限制的地方。因此, 近幾年來, 風冷式機組的選用在我國有增加的趨勢。筆者在負責天津塘沽?；刍▓@ 期暖通工程施工時, 該工程首層商場的中央空調(diào)冷源, 選擇了五臺風冷式冷水機組。就該工程選用的風冷式機組制冷方案, 與水冷式制冷方案做了一些比較性思考, 希望能為設(shè)計和施工中的選擇提供一些參考。我國大部

3、分地區(qū)設(shè)計冷卻水進、出口水溫取3237, 因此, 水冷式冷凝器冷凝溫度可按40考慮。而風冷式冷凝器溫度應(yīng)比夏季空調(diào)室外計算干球溫度高15, 我國大部分地區(qū)夏季空調(diào)室外計算干球溫度都在30以上, 京津地區(qū)夏季相當長的時間處于33以上, 這樣其冷凝溫度在4550之間, 即風冷式機組冷凝溫度比水冷式高510, 因而其制冷能力不如水冷式機組, 加之空氣的導(dǎo)熱性和熱容量比水小得多, 因此, 風冷機組能耗指標一般都大于0. 28(k W k W 。經(jīng)計算, ?；刍▓@工程風冷式機組能耗約為0. 33(k W k W 。而水冷機組的能耗指標一般都在0. 23(k W k W 以下, 離心式水冷機組的能耗指標多

4、為0. 20(k W k W 左右。由此可以看出, 風冷式機組較之水冷式機組其制冷效率是較低的。2. 2運行的經(jīng)濟性比較2制冷方案中主要項目的比較2. 1制冷性能的比較冷水機組在空調(diào)季節(jié)運行時, 因水冷機組其冷卻水基本為循環(huán)水, 因此主要費用差距將發(fā)生在耗電量上。塘沽福慧花園共選用5臺風冷式冷水機組, 每臺制冷量154k W , 共生產(chǎn)冷量為154×5=770k W h , 可計算機組耗電量:(數(shù)據(jù)均來源于常州特種空調(diào)器廠產(chǎn)品樣本冷水機組壓縮機:44. 8k W ×5=224k W 冷凝風機:1. 1×6×5=33k W冷凍水循環(huán)泵:3. 63×

5、;5=18. 2k W (博山水泵廠風冷式冷水機組的冷凝溫度和冷凝壓力取決于室外干球溫度; 水冷式冷水機組的冷凝溫度和冷凝壓力取決于冷卻塔的出水溫度。根據(jù)暖通設(shè)計規(guī)范, 冷水機組冷凝溫度一般取比冷卻水進、出口平均水溫高5收稿日期2000-05-30李波工程師男1968年出生 第3期李波等:風冷與水冷制冷方案的比較119產(chǎn)品樣本合計:275. 2k W若選用水冷式冷水機組, 機組冷量產(chǎn)量仍按770k W 計算:(按選用單臺冷水機組一個系統(tǒng)計算冷水機組壓縮機:770k W ×0. 2=154k W冷凍水泵:17. 5k W 冷卻水泵:17. 5k W 冷卻塔:5. 5k W 合計:194

6、. 5k W由此可見, 在制冷量相同的情況下, 風冷式機組多耗電:275. 2-194. 5=80. 7k W 。京津地區(qū)按每年空調(diào)季節(jié)4個月, 每天運轉(zhuǎn)8h 計算, 風冷式機組每年多耗電:80. 7×8×120=77472k W h 約合人民幣40000元實際上, 在整個空調(diào)季節(jié)因制冷機組并未全部以滿負荷運行, 在低負荷條件下, 量差距并不能達到80. 7k W 負荷運行時, , , , 應(yīng)該基本反映實際情況。另外, , 福慧花園小區(qū)配電室變壓器容量增大, 各種控制柜、接觸器、保護開關(guān)型號增大, 城市用電配套費、增容費隨之增加。這樣計算, 風冷式機組的初投資和運行費用還要

7、增加。2. 3機組熱功比較共占地面積約20m 2。機房要求有安裝與檢修空間, 因此需要設(shè)置面積約30m 2的空調(diào)機房即可。機組及冷凍水泵基礎(chǔ)要有隔聲、隔震處理, 該機房可設(shè)置于地下室或屋頂任意位置。風冷式方案中無冷卻塔、無冷卻水循環(huán)泵, 僅包括制冷機組與冷凍水泵及管道系統(tǒng)。以上設(shè)備完全可以設(shè)置在建筑物屋頂, 設(shè)備基礎(chǔ)僅采取隔聲隔震措施即可, 不需專門的機房, 不占建筑面積, 只需冬季放凈存水, 完全露天放置, 這也是該種空調(diào)方案最大的優(yōu)點。但因其選用的冷水機組臺數(shù)較多, 自重及運行重量較大, ?；刍▓@工程冷水機組每臺凈重約3. 8t , 放置于屋頂必然使建筑物結(jié)構(gòu)增加設(shè)計強度, 況且因機組露天

8、放置, 四季風吹雨打, , , 海風大堿, 。福慧花, 個別冷凍水泵已。3結(jié)論與建議通過對風冷式冷水機組和水冷式冷水機組的制冷方案的多方面比較可以發(fā)現(xiàn), 風冷機組方案有其優(yōu)越之處, 但其缺點也是明顯的。筆者認為:在設(shè)計中央空調(diào)冷源方案時應(yīng)優(yōu)先選用水冷式機組。如該工程確無放置室外冷卻塔位置, 或者由于周邊環(huán)境不允許放置室外冷卻塔, 又或者由于水源緊張, 那么, 當然不能拘泥于一面。實際上, 還應(yīng)該看到風冷式制冷方案也有其優(yōu)越性, 在這里略做闡述, 以便更全面的認識這兩種空調(diào)制冷方案。眾所周知, 在整個空調(diào)季節(jié)中, 室外干球溫度變化可以帶來冷水機組冷凝溫度和冷凝壓力的降低, 尤其是能較明顯地造成風

9、冷式冷水機組冷凝溫度和冷凝壓力的降低。也就是說在空調(diào)季節(jié)的相當部分時間內(nèi), 冷水機組尤其是風冷式冷水機組可以以較低的輸出功率做部分負荷運行, 達到節(jié)能的目的。另外, 還應(yīng)注意, 水冷式空調(diào)制冷方案中, 進出冷卻塔的循環(huán)冷卻水應(yīng)經(jīng)常更換和補充新水, 以保持其清潔, 防止有害細菌滋生, 造成所謂的“空調(diào)病”。在京津及廣大北方地區(qū), 因空調(diào)季節(jié)相對較短, 空調(diào)制冷機低負荷運行時間較短, 無疑應(yīng)優(yōu)先選擇水冷式空調(diào)制冷方案。而在南方, 空調(diào)季節(jié)相對較長, 空調(diào)制冷低負荷運行時間較長, 風冷式制冷機節(jié)能效果是較為明顯的, 因此在某些情況下選擇幾臺小容量風冷機組, 作為整個空調(diào)系統(tǒng)工程輔助冷源還是合適的,

10、例如:某建筑物只有最高的23層空調(diào)水管路超靜壓,因風冷式冷水機組冷凝器是與空氣換熱, 而空氣的蓄熱性、導(dǎo)熱性均較水小的多。為便于散熱, 風冷式機組的冷凝器必須具備較大換熱面積, 由此造成風冷機組體積龐大, 約比相同制冷量的水冷機組體積大34倍, 重量也較水冷機組重許多。這就意味著制冷機組的基礎(chǔ)做法、運輸、吊裝等更復(fù)雜、難度更大。且由于風冷機組制冷能力較之水冷機組低的多, 以?；刍▓@為例:770k W 的制冷量, 選擇風冷機組五臺而選擇水冷機組一臺即可滿足要求, 一般以選擇兩臺為最佳方案。雖需配屬冷卻塔、冷卻水循環(huán)泵和水管路系統(tǒng)等, 但較之風冷機組其占地、設(shè)備投資費用都可節(jié)約40%以上。2. 4

11、對機房要求的比較水冷式方案中的冷卻塔, 冷卻水循環(huán)泵等可設(shè)置于屋頂露天, 制冷機系統(tǒng)一般要求設(shè)置于設(shè)備層的機房內(nèi), 以福慧花園 期工程為例:制冷量為770k W 的機組其占地面積約7m 2, 計入冷凍水泵、管路系統(tǒng)等 120鐵道工程學報1987.2000年9月需要這幾層單獨設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)或者最高的12層建筑物使用性質(zhì)或運轉(zhuǎn)時間與眾不同, 而需獨立設(shè)置空調(diào)系統(tǒng), 這時單獨選幾臺風冷式機組則是較為適宜的, 這也給暖通設(shè)計和施工帶來較大的靈活性和方便。2GBJ 19287. 采暖通風和空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范S .參考文獻1陸耀慶. 供暖通風設(shè)計手冊M . 北京:中國建筑工業(yè)版,COM PAR IS ON O

12、F A IR -COND IT I ON ING REFR IGERAT I ON BET W EEN A IR -COOL ING UN IT AND W ATER -COOL ING UN IT12L I Bo , SUN Shu -j ieSCHE M ES1. Ch ina R ail w ay Con structi on D evelopm en t Cen ter ; 2. M anage ep t . irectly under M OR , M in istry of R ail w aysAbstract :T he differences betw een the air

13、 2coo coo ling un it fo r air 2conditi on ing refrigerati on schem es are analyzed . T heir are expounded . How to select differen t refrigerati on schem e acco rding t en t and the differen t econom ic conditi on s are also p ropo sed in th is p ap er .Keywords :air 2coo ; w coo ling un it ; refrig

14、erati on schem e (上接第123頁新科學技術(shù)成果, 深層次、全方位、多角度、高速度地對問題進行理性的、定量的、科學的分析;(3 建設(shè)項目管理上水平、上檔次的必由之路是應(yīng)用IT 、In ternet 、W eb 等技術(shù); 做到以人為本, 實施人才戰(zhàn)略; 盡快建立知識管理體系和知識性組織, 提高決策的科學性。PREL I M INARY TAL K ING AB OUT MOD ERN M ANAGE M ENT CONSUL T ING BUSINESS AND ITS INFL UENCES ON M ANAGE M ENT OF CONSTRUCT I ON PROJECTS

15、L IU X i nEngineering M anagem en t Cen ter , M in istry of R ail w aysAbstract :D u ring the 1990s , as the rap id developm en t of IT techn ique especially of In ternet techn ique , the m odern m anagem en t con su lting bu siness had been estab lished and w as grow ing in rap id strides in ternat

16、i onally . T h rough the developm en t in recen t 10years , the m odern m anagem en t con su lting bu siness had evo lved p ri m arily its bu siness structu ral system , and w as becom ing m o re and m o re as a m o st i m po rtan t p illar bu siness in the nati onal econom y of the econom ic developed coun tries . M eanw h ile , it had b rough t very p rofound influences on m any en terp rises , including the m anagem en t of con structi on p ro jects . In th is paper , p reli m inary exp lo rati on s are p u t fo r w ard on the rise