离心式冷水机组能量调节方法的节能特性分析
试析离心式冷水机组变频调速的节能效果
试析离心式冷水机组变频调速的节能效果一、前言离心式冷水机组运用于中央空调系统中具有明显的优势，在功能上，离心式冷水机组的单机制冷量大；在体积方面，离心式冷水机组结构紧凑，不仅重量轻，而且占地面积较小；在运行方面，离心式冷水机组运行平稳，工作可靠，且其运行产生的振动幅度小，噪音小。
但是，由于我国部分地区的中央空调负荷会随着季节的温度变化、昼夜温度的变化而变化，而当前的离心式冷水机组运行调节对机组的节能效果不明显，常常导致中央空调常年运行的费用居高不下的情况。
本文通过选用型号为YKCECEQ75COF的约克离心机进行变频节能效果分析，以得出离心式冷水机组变频调速后节能效果的结论。
二、离心式冷水机组变频调速装置运行原理离心式冷水机组变频调速装置也可被称为VSD，其主要运用独特的控制逻辑，通过将导流叶片开关度和电机转速进行同步调节，最终实现变频调速的目的。
导流叶片能够让叶轮进口的制冷剂的绝对速度有预旋，因此可以调节能量头，并且能通过让流量改变以实现调节制冷量的作用[1]。
在对导流叶片进行调节后，能够使压缩机可以在最大压头下的任何一个点上运行。
若离心式冷水机组负荷降低，则导流叶片就会关闭，进而使离心式冷水机组的负载减轻。
通过进口导叶调节，能够让喘振点在极小的制冷量情况下才得以发生。
当室外温度和中央空调负荷降低时，可以运用变速控制使压缩机转速降低，一方面能够使离心式冷水机组在部分负荷中平稳、有效的运行，另一方面能够极大的降低离心式冷水机组的功耗，实现变频调速节能效果。
三、离心式冷水机组变频调速节能原理分析对于大型建筑而言，离心式冷水机组运用于中央空调系统中具有明显的优势，是空调冷源的首选产品，其工作点主要受到离心式制冷机的特性以及换热器的特性的共同影响。
在离心式制冷机和特定的换热器匹配后，离心式制冷机的自身特性会对实际制冷量产生影响，同时，冷凝器和蒸发器的运转也会对制冷量产生影响[2]。
（一）部分负荷状态下运行的节能离心式冷水机组几乎有九成的运行时间都在部分负荷工况状态下运行的。
离心式冷水机组及空调系统变流量节能研究
离心式冷水机组及空调系统变流量节能研究摘要：近年来，随着我国社会经济的持续发展，人们对于居家、工作等环境要求大幅提升，例如，在数据中心机房、工业应用等领域中，对于温度和湿度控制提出了新的要求，这也使得中央空调应用范围越来越广。
从实际应用角度来说，空调系统耗电量占建筑总耗电量的40%左右，应采取相应的节能降耗措施。
本文以实际工作开展情况为基础，对离心式冷水机组变流量节能内容进行分析，论述了空调系统综合节能分析操作。
关键词：离心式冷水机组；空调系统；变流量引言空调系统运行过程中，最为常见的耗能部件当属冷水机组，该项能耗占空调系统总能耗的70%左右，接下来便是水泵和风机。
总的来说，上述设备实际运转情况，与系统节能效果呈现具备直接关系。
在设计余量以及气候条件变化影响下，很多时候，空调系统运行状态往往处于非设计工况或部分负荷状态。
从以往研究结果中也能够看出，空调系统大约有99%的时间处于部分负荷条件下运行。
因此，部分空调使用者在冷水机组选择时，往往以冷效率更高的变频离心式冷水机组为主，保证其整个系统能耗得到良好控制。
1.离心式冷水机组变流量节能分析为了对不同变流量系统对离心式冷水机组性能影响进行充分研究，通过对两台离心式冷水机组开展模拟计算，根据最终计算结果进行分析。
针对两台离心式冷水机组类型，其中一台为变频机组，另一台为定频机组。
从型号角度来说，常见型号为YKK9K4H95CWG/RP22，额定制冷量数值为3516kW，针对模拟分析软件选择，主要以江森自控选型软件应用为主。
为了确保各种变工况点下性能得到展示，相关人员应根据《蒸汽压缩循环冷水机组》中的工业用途或商业用途冷水机组的具体规定要求，开展相应的性能测定操作。
为了将冷水机组实际应用情况尽可能呈现出来，相关人员可根据各变量工况中，冷冻水出水温度在7℃左右，针对具体工况条件，可参照GB/T18430.1-2007进行。
1.1变冷冻水流量系统相比之下，变冷冻水流量系统控制测量相对简单。
浅谈离心式冷水机组系统节能因素分析
浅谈离心式冷水机组系统节能因素分析作者：张允涛来源：《科技风》2017年第23期摘要：离心式冷水机组已被广泛应用在工业和民用领域，机组的冷却水循环为开放式系统，环境会对机组内部产生影响。
冷水机组通常按照满负荷制冷量来选定，低负荷运行时，机组空载率增加。
对机组及相关水循环组成部分采取节能调控措施，达到节能降耗效果。
关键词：冷水机组；系统节能；因素；分析冷水机组作为核心部件，通过压缩机带动，将气态制冷剂加压，升温后送入冷凝器，经冷却水循环系统吸收热量，使之降温冷凝。
制冷剂液体通过流量控制室节流装置控制，进入蒸发器气化吸热，将流经的载冷剂热量带走，完成对载冷剂制冷交换过程。
一、热交换过程中的节能因素机组所需要的冷却水系统为开放式水循环系统，水质暴露于空气中，易产生污垢、菌藻、锈蚀物等杂质，当水体经换热铜管时，杂质附着在铜管内壁形成污垢，降低制冷效率，引起主机能耗上升。
离心冷水机组正常设定的小温差为1℃（即冷凝器饱和温度与冷却水出口温度间差值为1℃，小温差值增加，则热交换的效能下降），温度每升高1℃，主机能耗将增加3%～4%，小温差越大，能耗增加百分比幅度越快。
在系统各运行参数和工况保持不变的情况下，对冷凝器侧小温差数值动态分析，可以客观反映出冷却水与制冷剂热交换情况，通常在小温差值1.5℃～2℃区间内认为是临界温差值，超过2℃时，冷凝器热交换能耗增加，应考虑管的内部清洗[1]。
二、机组运行状况和冷冻水循环系统的节能因素（一）机组运行状况的节能因素涵盖低负荷运行与低温冷却水运行两方面1.低负荷运行（部分负荷运行）冷水机组是按照制冷剂完全蒸发的情况来设计，然而在实际使用中，系统很少在满负荷下运行。
部分负荷下，机组为保证用户需要的出口温度，自身调节压缩机导流叶片开闭程度来改变进入冷凝器的制冷量，流量变化而机组系统仍在全负荷运转，耗能量与制冷量比值增加明显。
2.低温冷却水运行冷却水温度降低，会导致冷凝压力相应降低，为保持冷冻出口温度恒定，压缩机要调节工作点来适应更低冷凝压力，工作点发生变化，改变机组运行经济性，在制冷的过程中，造成能量损耗[2]。
离心式冷水机组智能冷冻水温节能柜方案
约克离心式冷水机组智能冷冻水温节能柜方案项目名称上海爱美酒店方案内容智能冷冻水温节能柜地点日期起草人版本 1.0一 智能冷冻水温节能柜节能的原理 1.1项目概况上海爱美大酒店有2台约克的冷水机组目前在使用，制冷量分别是1200RT 和700RT ，目前有节能的需求，我们提出了采用智能冷冻水温调节柜节能的方案。
1.2根据制冷原理P-H 图可以直观的说明1.) 由上图可以看出，提高冷冻水出水温度，蒸发器工作点由A-B,变成A ’-B ’,制冷剂A-B 压力相对提高，压缩机做功（h 3-h 2’）相对减少,主机功耗对应降低，能效比COP 提高。
2.) 冷冻水出水温度的设计值通常是选择在最恶劣的制冷工况下，相关的冷却盘管满足制冷需求时的冷冻水出水温度值。
3.) 正常运行时，建筑物的负荷通常低于设计的最恶劣工况的负荷，因此在通常情况下，出水温度如果还按照设计值设定，那将导致不必要的过低的冷冻水出水温度，只会增加能耗。
焓 (h)从冷冻水吸收的能量压缩机输入功 给制冷剂的能量排放给冷却水的能量制冷量 ＝＝ h 1 h 2 h 2’ h 3h 2－h 1制冷系数（COP ）压缩机耗功①②h 3－h 2＋ ＝＝4.) 冷冻水出水温度每提高1°C ，冷水机组的效率就会增加约3% 。
机组的冷冻水出水温度可以利用微处理器控制装置进行手动重新设定或者自动设定。
5.) 影响冷冻水出水温度调节的因素有如下：a．环境温度，在较凉爽的季节，冷冻水出水温度可以设得高一点。
b．冷冻水回水温度。
冷冻水回水温度低，说明建筑物负荷较低，冷冻水出水温度可以设得高一点。
1.3根据ARI（美国制冷学会）规定的评估冷水机组耗电指标的最新标准（ARI550-98）——NPLV(分级运行部分负荷数据）计算其的年运行费用。
标准规定：NPLV= 10.01/A＋0.42/B＋0.45/C＋0.12/D 单位KW/TR。
其中A= 100%负荷时的耗电指标，KW/TR。
开利离心式冷水机组变频拖动节能改造应用与分析
开利离心式冷水机组变频拖动节能改造应用与分析何己有（广东开平春晖股份有限公司，广东开平529325）摘要本文简要地介绍了离心式冷水机组采用变频器拖动节能改造的原理及特性分析，并通过应用实例在生产过程中的实际运行检测数据来说明，开利离心式冷水机组改用变频器拖动后的节能效果和对提高机组运行的可靠性和优点。
关键词：离心式冷水机组、变频器、功率因数、有功功率、无功功率、节能、效率1.引言近年来，随着国民经济的持续发展，各种能源需求的不断上升，资源环境的约束与经济快速增长矛盾日益加深，从而使我国经济社会的发展面临严峻挑战和制约。
因此，充分合理开发利用资源，开源节流，节能降耗已成为我们未来可持续发展的目标，也是各行业降低生产成本、提高产品质量、提升企业自身竞争力的重要手段之一。
在聚酯工业生产中，电能成本占生产成本比重很高。
近年来由于电价的不断上涨，造成生产系统运行费用也急剧上升，致使电费成本占据越来越大的比例。
因此，节能降耗，控制电费成本已经成为经营管理者重点关注的问题和任务。
本厂聚合生产线公用工程制冷工段的3台开利离心式冷水机组是耗电大户之一，其运行特点是负荷随季节性变化差别较大，如能充分合理利用及提高设备的运行效率，则会为企业带来可观的经济效益。
2.离心式冷水机组配套设计及实际运行状况分析离心式冷水机组的总负荷设计一般是按照夏季生产线最大负荷工况并预留一定裕量作为依据设计的，另设计者还要根据生产线运行负荷变化情况及运行工况等级特殊要求考虑配置的。
如在全年连续运行的生产线需配置一开一备或多开一备等多种运行模式设计。
在实际的生产应用过程中，离心冷水机组的运行负荷处于较大动态变化。
如每天早晚，每季交替，每年轮回，环境气温变化等因素对机组的运行负荷影响很大。
据统计机组在全年处于最大负荷运行时间只有短短几十天，其余大部分时间都是处于50%-80%冷负荷运行，在冬天甚至处于更低负荷运行。
这样，就会造成实际所需冷负荷与最大功率输出之间的矛盾，从而降低了设备的运行效率，造成巨大能源浪费，给企业造成巨额电费支出，增加经营成本，降低企业竞争力。
恒速离心式冷水机组变频改造的节能效果分析
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文章 编 号 ： １ ６ ７ １ — ７ ８ ８ ０ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ６ ３ — ０ ３
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第 １ ２卷 第 ３期
Ｖｏ １ ． １ ２ ＮＯ． ３
无 锡 职 业 技 术 学 院 学 报
Ｊ ＯｕＲＮＡＬ ＯＦ Ｗ ＵＸＩ Ｉ ＮＳ ＴＩ ＴＵＴＥ ０Ｆ ＴＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ
２ ０ １ ３年 ５月
Ｍａ ｙ ２ Ｏ １ ３
Ｓ
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离心空调机组节能方案
离心空调机组通常是大型商业建筑、高层建筑和工业厂房等大空间的冷却和空调设备。
为了提高其能效并降低能耗，可以通过以下几个节能方案：
1. 优化运行控制：通过对机组运行控制系统的优化，可以实现更加智能的运行模式。
例如，可以根据室外温度、湿度、风速等因素来自动调整机组的供水温度和流量，以达到最佳的制冷效果和能效比。
2. 安装变频器：安装变频器可以实现机组的变频调速，使机组在满足制冷负荷的前提下，能够根据实际需要进行自适应运行。
这不仅可以提高机组的能效比，还可以延长机组的使用寿命。
3. 优化换热器设计：通过改进机组内部的换热器设计，可以提高机组的制冷能力和热效率。
例如，采用高效的热交换器材料和设计，如铜管铝翅片式换热器，可以提高机组的传热效率，降低能耗。
4. 定期维护保养：定期对机组进行维护保养可以确保机组正常运行。
特别是清洗和更换机组内部各部件，如过滤器、蒸发器和冷凝器等，可以有效降低机组的能耗。
5. 应用余热回收技术：在离心空调机组运行过程中，会产生大量的废热。
应用余热回收技术，可以将废热回收利用，例如用于加热水或其他需要热能的设备。
这不仅可以降低机组的能耗，还可以提高能源利用效率。
总之，离心空调机组节能方案的实施需要从多个方面入手，包括优化机组运行控制、改进机组设计、定期维护保养等。
这些措施的实施可以有效降低机组的能耗，提高其能效比。
模块式和离心式冷水机组匹配运行的节能分析
方案
制冷机组合
制冷量/ kW 投资/ 万元
方案 1 YOR K500USTR ×2 1950 ×2
方案 2
RC130 ×27
3900
方案 3 YOR K500 + RC130 ×12 2505 + 1395
125 ×2 10 ×27 128 + 120
表2
负荷率 %
输出 制冷量
运行 联 合 运 时间 功率 耗电量
高 。方案 2 安装维修方便 ,但设备初投资费用比方
案 1 高 。方案 3 采用模块机与离心机组合运行 ,其
运行方式和运行性能曲线如图 2 。在空调使用过程
中 ,模块机基本一直处于运行状态 ,而离心机则以
90 %～100 %的负荷率运行在空调系统高负荷4 :1 。离心机的
空调负荷的一个重要特点就是负荷的波动 ,不 可能所有的发热源同时处于散热状态 ,不可能所有 的区域同时需要供冷 。因此 ,建筑物的空调负荷并 不总是符合设计负荷 ,大部分的运行时间低于设计 值 。根据美国 A IR - 500 - 90 标准对夏季空调部分 负荷 运 行 效 率 统 计 , 63 % 时 间 负 荷 为 30 % 以 下 , 60 %以上负荷运行时间不到 10 % ,满负荷只占总运 行时间的 1 %左右 。因此 ,空调系统主机大部分运 行时间是处于低负荷状态 。
21
30000m2 。空调冷热源采用水冷式冷水机组 + 燃油
热水锅炉 ;夏季空调冷负荷约为 3900kw ,现将冷源
选择的几种方案进行分析见表 1 。
由表 1 可知 ,对于空调负荷变化较大的中型空
调系统来说 ,方案 1 因部分负荷运行的效率较低 ,无
法实现其高效运行 ,如采用增加台数的方式 ,势必将
离心式压缩机特性及调节_secret
离心式压缩机特性及调节1)工况变动时对性能的影响工况变动时，离心式制冷压缩机的性能也将发生变化，它与活塞式制冷压缩机有类似之处。
1)蒸发温度对性能的影响当转速和冷凝温度不变时，制冷量随蒸发温度的变化情况。
从图中可以看出，蒸发温度愈低，制冷量下降愈剧烈。
蒸发温度对性能的影响较大。
2)冷凝温度对性能的影响当转速和蒸发温度不变时，制冷量随玲凝温度变化时的情况。
从图中可以看出，当冷凝温度高于设计值时，离心式制冷压缩机的制冷量将急剧下降。
3)转速对性能的影响由于离心式压缩机产尘的能量头与转速的平方成正比，因此随转速的降低能量头急剧下降，因而制冷量也将急剧下降。
(2)喘振与堵塞图4—15示出离心式制拎压缩机的特性曲线。
若压缩机在设计工况A 点下工作时，气流方向和叶片流道方向一致，不出现边界层脱离现象，效率达最高值。
当流量减小时(工作点向At移动)，气流速度和方向均发生变化，使非工作面上出现脱离现象，当流量减少到临界值(A1)点时，脱离现象扩展到整个流道，使损失大大增加，压缩机产生的能量头不足以克服冷凝压力，致使气流从冷凝器倒流，倒流的气体与吸进来的气体混合，流量增大，叶轮又可压送气体。
但由于吸入气体量没有变化，流量仍然很小，故又将产生脱离，再次出现倒流现象，如此周而复始。
这种气流来回倒流撞击的现象称为“喘振”，它将使压缩机产生强烈的振动和噪声，严重时会损坏叶片甚至整个机组。
为了防止当压缩机工况发生变化或调节压缩机制冷量(减少负荷)时发生喘振现象，机组中可采取反喘振措施。
例如从压缩机出口旁通—部分气流直接进入压缩机的吸入口，加大它的吸入量，从而避免喘振现象的发生。
所谓堵塞．即流量已达最大值，如图4—15中的A2点，此时，压缩机流道中某个最小截面处的气流速度达到了音速，流量不可能继续增加。
从堵塞点(最大流量点)到喘振点(最小流量点)这一范围，称为离心式压缩机的稳定工作区。
它的大小也是压缩机性能好坏的标志之一。
二、能量调节离心式制冷压缩机制冷量的调节方法很多，如改变压缩机转速、进气节流、改变叶轮进口前可转导叶的转角、改变冷凝器的冷却水量、吸气旁通等。
变频离心式冷水机组部分负荷下的节能分析
（ １ ． Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｍｅ ｔ ｒ ｏ Ｄ ｓ ｉ ｇ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ０ １ ０ ； ２ ． Ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｇ ｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ ５ １ ０ ６ ４ ０ ）
压 缩 机 运行 效 率 影 响 最 大 。 在 此 基 础 上 ，首 先 分 析 了部 分 负荷 下 导 叶 调 节 的 损 失 及 其 内在 机 理 ，得 出 了导
叶调节对离心机防喘振 的重要性 。并重点分析 了不 同的冷却水温与负荷率变化关系下采用变频调节 的节能 效果。最后给出了理论上的最佳负荷率对应 的冷却 水温 ，在此关系下 ，变频离心机调节可 以获得最大 的节 能效果。但在实际工况 中，负荷率 的变化速度更快 ，因此变频离心机运行将偏离最佳工作点 ，负荷率 降低 时 ，叶轮进 口气流将产生正 冲角 ，压缩效率 降低较 大 ，节能效果大打折扣 。 ［ 关键词 ］ 离 心机组 ；变频 ；压缩效率 ；冲角 ［ 中图分类号 ］ Ｔ Ｕ ８ ３ １ ；Ｔ Ｂ ６ ５ ７ ［ 文献标识码 ］ Ｂ ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ６ ９ ６ ／ Ｊ ． Ｉ Ｓ Ｓ Ｎ ． １ ０ ０ ５— ９ １ ８ ０ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ２ ． ０ ０ １ ４
Ｅｎｅ ｒ ｇ ｙ Ｓａ ｖ ｉ ｎｇ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｃｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｌ Ａｉ ｒ Ｃｏ ｎｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎｇ Ｏｐｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ
特灵离心式冷水机组独特优势及特性
特灵离心式冷水机组独特优势及特性1 三级压缩特灵是全球制冷行业中，唯一能够生产三级压缩离心机的空调制造商，在北美地区的离心机市场占有率为60%以上。
特灵离心机在大连地区的市场占有率也在50%以上。
可以在宽广的容量范围内有效地运行，即使负荷减少至10％时，机组也不会产生“喘振”。
而单级压缩在30％负荷时即产生“喘振”，为避免这种现象的发生，须采用热气旁通或变频技术，但要浪费2－20％的能量。
2效率最高在同类产品中效率最高，比其它典型品牌机组，运行费节省8-10%。
（特灵设备省电的原因是采用了独有的三级压缩技术，设置了两级节能器，因而冷量相同设备比其它品牌机组节电约8-10%）3蒸发器变流量功能相对于传统的二次泵系统，一次泵变流量系统能使机组始终运行在高效率区，并大大节省水泵的运行能耗，有着无可比拟的优势。
然而，一次泵变流量系统要求机组具有较强的承受流量变化的能力。
这个能力可采用一个参数——可允许流量变化率来衡量，它定义为“每分钟相对设计流量的变化率”。
特灵CVHE/G 机组可允许流量变化率达到30％/min ，同样50％的蒸发器流量变化率，从上图中可以看到，机组出水温度的扰动幅度非常小，而且在不到2Capacity Controlwith Water Flow Compensation304050607080901001101201300:00:000:10:000:20:000:30:000:40:000:50:00Time (hour:min:sec)W a t e r T e m p [d e g F ]-500.00-300.00-100.00100.00300.00500.00700.00900.001,100.001,300.001,500.00W a t e r F l o w [g p m ]允许30%/分钟 流量变化率的离心机组分钟内就可以达到稳定。
而如果是选用了WPSR选项卡的特灵机组，机组可允许流量变化率可以达到惊人的50％/min。
浅谈离心式冷水机组系统节能因素分析
关键词 ： 冷水机组 ； 系统 节能； 因素 ； 分析
冷水机组作为核 心部 件 ， 通过压 缩机 带动 ， 将 气态 制冷剂 加压 ， 升温 后送入冷凝器 ， 经冷却 水循环系统吸收热量 ， 使之 降 温冷凝。制冷剂液体通过流量控制 室节流装 置控制 ， 进入蒸 发 器气化吸热 ， 将 流经 的载冷剂 热量带 走 ， 完成 对载 冷剂 制冷 交 换过程 。 热 交换 过 程 中 的 节 能 因 素 机组所需要 的冷 却水系统为 开放式 水循环系统 ， 水质暴露 于宅气 中， 易产 生污垢 、 菌藻、 锈 蚀物 等杂质 ， 当水 体经换 热铜 管时 ， 杂质 附着在铜管 内壁形 成污垢 ， 降低 制冷效率 ， 引起主机 能耗上升。 离心 冷水 机组 正常设定的小温 差为 １ ℃（ 即冷凝 器饱 和温 度 与冷却 水出 口温度间差值为 １ ℃， 小温差值增加 ， 则热 交换 的 效能 下降 ） ， 温度 每升 高 １ ℃， 主机能耗将 增加 ３ ％ ～４ ％， 小 温 差越 大 ， 能耗增加百分 比幅度越快 。 在 系统各运行参数和工况 保持不变 的情 况下 ， 对冷 凝器侧 小温差数值动 态分析 ， 可 以客观反 映出冷却水 与制冷剂热 交换 情况 ， 通常在小温差值 １ ． ５ ￣ Ｅ一 ２ ￣ Ｃ区间 内认 为是 临界 温差值 ， 超过 ２ ￣ Ｃ时 ， 冷凝 器热 交换 能耗增加 ， 应考虑管 的内部清 洗… 。 二、 机 组 运 行 状 况 和 冷 冻 水 循 环 系统 的节 能 因素 （ 一） 机 组 运 行 状 况 的 节 能 因 素 涵 盖 低 负荷 运 行 与 低 温 冷
摘 要： 离心 式冷 水机组 已被 广泛应用在 工业和 民 用领 域 ， 机 组 的冷却 水循环 为 开放式 系统 ， 环境 会对 机组 内部产 生影 响。 冷 水机组通 常按 照满 负荷 制冷量来选定 ， 低 负荷运行 时， 机组空载 率增加 。对机组及 相关 水循 环组 成部分 采取 节能调控措 施 ， 达
离心式热泵机组节能方法
离心式热泵机组节能方法昊集迎集美大学机械上程学院，福建厦门３６１０２１）摘要：从运｝ｒ和使用等方面分析了影响离心式热泵机组能耗的几个主要因素，并根据国内离心式热泵机组的使用现状，结台甘能方而的具体要求提出建议一关键词：离心式热泵机组；能耗；节能中图分类号：ＴＢ６ｌｌ文献标识码：Ｂ文章编号：１６７ｌ一５２９２（２００３）０３＿００２７—０３ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｓｏｆｅｎｅｒｇｙｓａｖｉｎｇｉｎｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌｈｅａｔｐｕｍｐｕｎｔｔｓＷＵＪｉ—ｙｉ“ｇ离心式热采机组容量大，消耗的能量也大。
如何更好地选择和使用机组设备以降低成本、减少能耗和节省运行费用，是生产厂家和用户应该关注的事情如果仅仅按设备的初投资大小来选择热泵机组，『『｜ｉ对能耗和运行费用等方面考虑不够，显然不符合节能的要求。
正确的做法应该足，根据系统的最优化和离心式热泵机组的设备投资费用．作深入的技术经济分析比较，找出最佳运行条件。
所以，要实现离心式热泵机组的节能，除了要求ｒ家生产出高效率、低能耗的产品外，合理地选择机组、上Ｅ确地维护使用也是节能的重要途径。
ｌ减小机组工作温度范围离心式热泵机组的能耗与机组的工作温度范围（即冷凝温度与蒸发温度之差）有很大关系，两者的温差越小，机组的性能系数越大，因此，在满足用户要求的条件下，应设法降低机组的冷凝温度和提高机组的蒸发温度。
ｌ１影响冷凝温度的主要因素及应采取的对策冷凝温度由冷凝器的热水出口温度、热水的进出口温差确定：冷凝温度与热水出口温度变化成正比．热水出口温度越高，冷凝温度越高。
虽然，高水温可以减少传热管足寸，降低初投资成本和安装费用，但同时使得机组性能系数降低，能耗增大，剁此，在设ｊｒ选型时对此应进行技术经收稿日期：２００３—０３一（）３作者简介：吴集迎（】９６５一）．男，副教授，研究方向：制冷与低温工程。
济分析比较，找出最佳的选择。
冷凝器热水的进出口温差不宜过大，尽管加大温差能够改善冷凝器的传热．但冷凝温度也随之升高，同样使机组能耗增大。
离心式制冷机运行中的关键问题分析及节能降耗措施
离心式制冷机运行中的关键问题分析及节能降耗措施摘要：通过制冷机的工作才能生产出合格的冷冻盐水，所以说制冷机的安全、平稳运行非常重要。
但冷冻站116冰机上原有的油压调节阀，已用多年，阀杆磨损严重无法对润滑油油压进行调节。
因润滑油对压缩机起控制和保护的作用。
油压过高或过低都会影响制冷机的安全运转。
本文针对制冷剂的工作性能以及运行中遇到疑难故障，找出这些故障因素，进行针对性处理，并提出了制冷剂运行的节能降耗措施。
关键词：制冷机系数；影响性能；节能降耗1离心式制冷机的特性1.1优越性具有高转速转动的叶片，具有较大的抽气量和较大的容积；具有工艺完善、体积小巧、运转平稳、振动振幅小、噪声低等特点；避免了此种机油进入制冷机；空调的冷却强度可大可调，可在10%至100%的温度下进行调整；零件耗损小，维修成本低。
1.2不足之处制品材料的材料强度高、工艺要求高、精度高。
当机组在小负载时，单独使用的压缩机会出现“喘振”。
本装置中易混有外来气体，发生化学变化，引起管道的侵蚀。
2离心制冷器的运行中的关键问题分析长期运行导致了机组不能满负荷运转，蒸发温度过低，出现喘振，凝结温度过高，电动机电流过大等问题，导致了机组的冷却性能下降。
制冷剂与热量的化学作用、润滑油的进入和变质、传热表面热阻过大、系统密封性差引起的制冷机系统和冷却水系统之间的湿度过大等。
2.1致冷剂的化学反应在离心机组中使用的 CFCS包括R11,R134a,R123等。
根据工质与水、润滑油、金属及非金属三个因素的相互影响，阐述了工质特性的演变规律。
制冷机与水的关系：当冷冻设备处于0℃以下时，这种自由态的水将会结冰，阻塞其制冷设备的节流通路，导致水供应短缺，导致制冷单元停止运转。
另外，在进入制冷机后，在水的分解过程中，也会生成酸液，这些酸液会对系统中的金属进行侵蚀，降低线圈的电绝缘，从而降低线圈的工作效率。
冷冻剂和润滑剂的关系：由于二者在水溶液中溶解度的差异，所以会发生相混或相不相溶的现象。
基于环境负荷性能的离心式冷水机组的节能运行
基于环境负荷性能的离心式冷水机组的节能运行本文探讨了在换季时期离心式冷水机组的节能运行策略，指出离心式冷水机组换季负荷变化时对其运行能耗的影响，并提出节能运行方案。
标签：换季；冷水机组；节能1 前言随着我国经济的持续发展，能源供应问题日趋突出。
据统计，工厂能耗已占国内能源消耗的70%，而中央空调系统的能耗可占工厂能耗的10%。
由于工厂环境负荷的变化，大部分情况下机组在部分负荷下运行，造成很大的能耗浪费。
本文就此进行原因分析并提出改进措施。
2 某发动机工厂中央空调系统概况某工厂制冷站制冷量设计值11588KW，供工厂中央空调与机床冷却使用。
制冷站由两台麦克维尔3860KW冷水机组与一台3868KW冷水机组供冷，其中3860KW機组为10KV工频机组，3868KW为380V变频机组。
配备4台KT250-200-400冷冻水泵（参数为流量765m3/h，扬程44m，功率132KW），4台KT300-250-315A冷却水泵（参数为流量915m3/h，扬程28m，功率110kw），三台功率为35KW冷却塔。
夏季极端气候下开启2至3台制冷机与相应循环水泵供冷，而换季时期冷负荷急速下降，到每年十一月，制冷站仅开启一台制冷机一台相应循环水泵，制冷机额定电流比50%便可满足需求。
冷冻水供回水温差在50%负荷下为1-2℃，存在很大的能源浪费。
3 能源浪费原因分析3.1 水泵流量偏大现对水泵流量参数进行复核，水泵流量计算公式：式中G为水泵流量（m3/h），Q为制冷机主机冷负荷（KW），现单台冷负荷为3668KW；Ρ为水密度，1000kg/m3，C为介质比热容，4.19KJ/kg℃，Δt为介质温度变化幅度，取设计温差5℃。
将以上数据代入（1）式。
G1==630.3m3/h，冷冻水泵选型为G0=765m3/h由水泵流量G1/G0=f1/f2得知额定工况下水泵频率应为：F0=G0f1/G1= =41.2HZ但换季季节，制冷机主机冷负荷为1834KW。
离心式压缩机冷量调节方式.
4、离心式制冷压缩机冷却水量调节的原理及特点 冷却水量减小，冷凝温度增高，压缩机制冷量明显减小，但动力 消耗却变化很小，因而经济性差，一般不宜单独作用，可与改变转速 或导流叶片调节等方法结合使用。
离心式压缩机冷量调节方式
离心式压缩机冷量调节方式
离心式压缩机冷量调节方式
离心式制冷量的调节主要是根据用户对冷负荷的需要来调节，用四种 方法，即：进口导叶调节、进口节流调节、转速调节和冷却水量调节。 1、离心式制冷压缩机进口导叶调节的原理及特点 离心式制冷压缩机进口处设有一组旋转导流叶片，改变导流叶片的角度，
从而改变进口气流的方向，可以改变气流的能量头（单位质量制冷剂获得
的能量），从而改变制冷量。这种调节方法经济性好，调节范围宽（40
％～100％），可用手动或根据蒸发温度（或冷冻水温度）自动调节。
离心式压缩机冷量调节方式
离心式压缩机冷量调节方式
2、离心式制冷压缩机进口节流调节的原理及特点 在压缩机进口管道上安装节流阀，通过改变节流阀的开启度，对 制冷量进行调节。关小节流阀，进气量减少，制冷量减少。为避免调 节时影响压缩机工作，降低压缩机的效率，吸气节流阀常采用蝶阀，
使节流后的气体沿圆周方向均匀流动。由于产生Fra bibliotek量损失，运转不经
济，但装置简单，仍可采用。
离心式压缩机冷量调节方式
离心式压缩机冷量调节方式
3、离心式制冷压缩机转速调节的原理及特点 通过更换增速器中的齿轮，改变主轴转速，转速降低，制冷量相 应减少。当转速从100％降低到80％时，制冷量可以减少60％，轴功 率也减少60％以上。现在有些机组采用变频控制，直接改变电机转速， 这种方式还具有节能效果。
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文章编号：CAR146离心式冷水机组能量调节方法的节能特性分析王生龙胡洪明(江森自控楼宇设备科技（无锡）有限公司，无锡 214028)摘 要介绍了导流叶片与变频调速的能量调节技术应用于离心式冷水机组中的原理和节能的机理。
通过试验研究，分析了该技术对部分负荷性能参数（IPLV/NPLV）、不同负荷下的制冷系数以及压缩机的效率的影响，对如何在实际工程应用中有效利用该技术提出了指导。
关键词离心式冷水机组导流叶片变频调速 IPLV 节能ENERGY SAVING CHARACTER ANALYSIS OF LOAD REGULATION METHOD ON CENTRIFUGAL CHILLERWang Shenglong Hu Hongming(Johnson Controls Building Efficiency Technology (Wuxi) Co., Ltd, Wuxi 214028)Abstract Introduce the principles of using Variable Speed Drive (VSD) technology in centrifugal chiller and its energy saving mechanism is analyzed as well. Its impact on Part-Load Value (IPLV/NPLV), Coefficient of Performance (COP) and compressor efficiency under different load are analyzed after test. This provides a guide to adopt this technology effectively in actual projects.Keywords Centrifugal chiller Pre-rotation vane Variable speed IPLV Energy saving制冷空调已经日益成为普及性应用的产品。
据初步估计，目前有超过15%的世界生产的电能用于制冷空调设备。
在我国，国民经济高速发展已经使我国成为了世界排名第二的能耗大国。
制冷空调产品更是消耗了约20%的电能[1]。
冷水机组作为最主要的空调产品，其能耗占空调系统总能耗的60%~70%[2]，其效率的提高对实现节能降耗尤为重要，因此它们的节能特性更应引起足够的关注。
设计单位在冷水机组选型时往往会根据当地的全年最高负荷或气温来选择机组的容量。
但一年的最高负荷或气温只出现在几天的某个时间段。
此外，为保证设计的可靠，设计单位还会考虑一定的制冷量安全余量来选择机组。
所以对于绝大部分的应用，冷水机组几乎都是在部分负荷或非设计工况下运行。
据ARI的研究，空调系统全年有99%的时间是在部分负荷状态下运行的。
因此机组在部分负荷以及变工况下的运行特性才开始日益倍受关注，IPLV[3]逐渐成为衡量冷水机组节能的最重要指标。
作者简介：王生龙，（1979- ），男，设计工程师离心式冷水机组具有单机冷量大、体积小、运行可靠等特点，并且应用范围相当广泛。
通常离心式压缩机为适应部分负荷而采用的能量调节的方式有三种：进/出口节流调节、导流叶片调节以及变频调速调节。
由于进/出口节流调节方法纯粹通过强制节流的方式改变压缩机的特性曲线，虽然操作简单，但效率较差，在离心式冷水机组上并不常见。
目前市场上常见的定频离心式冷水机组大多采用简单的导流叶片调节的方式来控制压缩机的流量，从而达到减载的目的。
但是导流叶片调节方法也存在能量的损耗。
市场上新出现的变频离心式冷水机组采用变频调速与导流叶片相结合的能量调节方法，不仅大大拓宽了机组的运行范围，而且更加节能。
文章分析了导流叶片和变频调速调节的原理，并通过实际不同应用场合和工况下机组使用情况的对比分析，阐述了导流叶片和变频调速调节相结合的调节方法的节能效果。
1 离心式压缩机能量调节原理制冷压缩机的功耗如式1所示：)1000/(ηT T GH N = （1） 式中 N T — 压缩机功耗，kW H T — 气态制冷剂的能量压头，J/kg G — 气态制冷剂的质量流量，kg/s η — 压缩机效率k — 常数制冷剂质量流量由用户端的负荷大小决定。
但是由于离心压缩机特有的喘振特性，存在最低极限的“喘振流量”。
机组低于此负荷运行则需要设置热气旁通这种不节能的方式来实现。
能量压头是由客户侧的工况决定的。
压缩机的效率则取决于压缩机的工作特性。
以上三个因素共同决定了冷水机组的节能状况。
导流叶片控制是通过在压缩机叶轮入口前设置可转动导流叶片，并由专门的调节机构使各导向叶片能绕自身旋绕，从而可改变导流叶片的安装角，使进入叶轮的气流产生预旋转，以改变压缩机特性曲线（即压缩机压比和效率随流量地变化曲线）而实现压缩机的能量调节。
图1是导流叶片调节特性曲线[4]。
离心式压缩机往往通过正旋绕来实现卸载的。
图中斜线表示机组的卸载曲线。
图1 导流叶片调节特性曲线从上图可见，正旋绕的预旋角越大，特性曲线向下移动，且变得越陡，“喘振流量”则有所减小。
机组可以在不设置热气旁通的条件下卸载到更低的负荷。
根据欧拉方程可知，离心式压缩机的能量压头表达式为：u u T c u c u H 1122−= （1） 式中u 1,u 2 — 叶道入口和出口气体的圆周速度 c 1u ,c 2u — 叶道入口和出口气体的绝对速度在圆周方向的分量。
由上式可知，导流叶片正旋绕时，c 1u >0，H T将减小，即压缩比功会下降，有一定的节能效果。
转动导流叶片后，叶轮入口处存在冲角，增大了冲击损失，所以压缩机的效率会有所下降。
变频调速控制是通过调节电源的频率，改变电机的转速进而达到能量调节的目的。
交流异步电动机的转速表达式[5]为：p s f n /)1(60−= （2）式中：f — 异步电动机的频率； s — 电动机转差率； p — 电动机极对数。
由式(2)可知，转速n 与频率f 成正比，只要改变频率f 即可改变电动机的转速。
当频率f 在0～50Hz 的范围内变化时，电动机转速调节范围非常宽。
变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的。
当压缩机的转速改变时，其特性曲线也会相应地改变，因此可以实现压缩机的能量调节。
图2是变频调速调节特性的曲线。
图2 变频调速调节特性曲线从上图可见，随着转速的降低，特性曲线向左移动。
“喘振流量”也会减小。
因为此时进口无预旋，气体径向进入叶轮叶道，c 1u =0，故式（1）可写成：22222u c u H u u T φ== （3）式中 φ2u — 理论能头系数由上式可知，压缩机能量压头正比于转速的平方，所以用变转速调节法可以得到相当大的调节范围。
因为不存在入口冲角，改变转速的调节方法不会引起其它附加的损失，压缩机可以保持较高的效率，所以它是一种更节能的调节方法。
2 离心式冷水机组能量调节方法为更直观的比较两种能量调节的方法，我们利用文献[6]中的性能曲线图来对比分析它们对离心式冷水机组的具体调节特性的影响。
图3和图4分别是采用导流叶片和采用变频调速调节能量的性能曲线图。
在冷水机组系统性能曲线上，A点是设计满载工况点，B、C、D点是变水温情况下80%，60%以及40%的部分负荷工况点，E点是110%的超负荷工况点。
图3 离心式冷水机组导流叶片调节性能曲线图图4 离心式冷水机组变频调速调节性能曲线图从两张图上看，两种调节方式主要有以下三点差异：1）在相同部分负荷下，采用变频调速机组的压缩机的效率大于导流叶片的调节方式。
随着负荷的降低该差异越明显。
2）导流叶片的调节方式可以达到40%负荷，而变频调速控制在60%就会出现喘振。
3）变频调速控制可以提高转速至110%超负荷运行，导流叶片调节方式则无法实现。
可见两种能量调节方式各有利弊。
因此，实际应用中往往会结合导流叶片的控制方式综合调节[7]。
这种结合控制的逻辑是在从满载开始减载的一定负荷范围内保持导流叶片全开，仅通过变频调速减载。
当负荷低于一定值时，机组会接近喘振区域，继续变频减速将会发生喘振，此时开始关闭导流叶片。
当负荷进一步降低，单纯靠关闭导流叶片也将无法避免发生喘振，此时适当提高压缩机的转速，这样可以大大拓宽离心式压缩机的运行范围。
目前市场上常见的单级离心式冷水机组上配置的变频驱动装置(Variable Speed Control，简称VSD)正是利用上述能量调节的原理。
3 机组节能效果实验研究3.1实验机组和测试工况实际选择两台单级离心式冷水机组进行实验对比研究。
其中一台机组配置VSD，用调节导流叶片和变频调速相结合的方法实现能量调节，下面简称变频机组；另一台未配置VSD，仅用调节导流叶片的方式实现能量调节，下面简称定频机组。
图5是变频机组及大容量（最大测试能力可达4000冷吨）冷水机组性能测试台的示意图。
图 5 测试机组和测试台位选择离心式冷水机组常应用的普通空调应用（A/C）、冰蓄冷应用（ITS）和热回收应用（HR），按ARI550/590所规定的方法分别测试各种应用的变工况点下的性能（不同应用时需要更换不同的压缩机的齿轮）。
表1则是对三种应用的具体定义，水流量均保持满载时5℃温差所对应值。
根据实际应用特点，ITS应用中各变工况点需保持满载；HR 应用中各变工况点需保持冷却水出口温度不变。
表1 A/C、ITS和HR应用的定义应用冷冻水出口温度/℃冷却水进/出水温度/℃载冷剂A/C 6.7 29.4 / - 水ITS -5 29.4 / - 25%E.G.HR 6.7 - / 42 水3.2 实验结果和分析图6和图7是该机组在A/C应用和ITS应用中不同冷却水进水温度下机组的制冷系数和压缩机效率的比较。
图6 A/C和ITS应用变水温下制冷系数比较图7 A/C和ITS应用变水温下压缩机效率比较从图6和图7我们可以发现，两种应用的制冷系数均随着水温的降低而逐渐提高。
对于变频机组，冷却水温变化不会引起压缩机效率的降低，而定频机组的压缩机效率随水温降低而降低。
另外可以看出，在绝大部分的冷却水温下变频机组的制冷系数和压缩机效率均优于定频机组。
部分接近满负荷水温的工况点出现相反的情况，这是由于上节所述的变频驱动装置的功率损耗造成的。
图8和图9是该机组在A/C应用和HR应用中不同负荷下机组的制冷系数和压缩机效率的比较。
图8 A/C和HR应用变负荷下制冷系数比较图9 A/C和HR应用变负荷下压缩机效率比较从图中我们可以发现，随着负荷降低，A/C应用在40%负荷左右制冷系数出现最大值，然后逐渐下降；而HR应用制冷系数则一直单调下降。
压缩机效率都随着负荷降低而有下降趋势。