集中式空调系统及冷机设备
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满液式蒸发器：制冷剂走壳程，冷 水走壳管程。换热温差小，效率高。 用于高效水冷及风冷冷水机组。
壳管式换热器
降膜式蒸发器：外管与满液式差别不大。制冷剂走壳程， 冷水走管程。通过布液器将制冷剂分配到换热管。满负荷 时可充分利用换热管换热面积，换热温差小。可减少制冷 剂的使用。
3
翅片管式换热器
铜管铝翅片换热器：一般作为冷凝器放置在 室外，直接与空气进行热交换。热泵机组在 冬季时用作蒸发器吸热。
风冷冷水机组 冷冻水泵
组合式空调箱 风机盘管
精密空调
集中式空调产品分类
集中式空调产品
冷水系统产品 (冷水机组)
制冷剂系统产品
水冷冷水机组
风冷冷水机组
空气处理末端
直流变频 多联机
数码涡旋 多联机
水冷 离心 式冷
水机 组
水冷螺 杆式冷 水机组
溴化锂 吸收式 机组
风冷螺 杆式冷 水/热 泵机组
风冷涡 旋式冷 水/热泵
以上过程随着转子不停的 旋转啮合，不断产生脉动空气。
12
2
螺杆式压缩机类型
单螺杆
双螺杆
三螺杆 13
离心式压缩机工作原理
离心式压缩类型（按级数）
离心式压缩类型（密封方式）
单级压缩
双级压缩
三级压缩
半封闭式 电机与压缩机一体
开启式 电机与压缩机分离
壳管式换热器
干式蒸发器：制冷剂走管程，冷 水走壳程。换热温差大，效率低。 用于小型水冷机组或风冷机组。
NPLV=2.3% X A+ 41. 5%X B+ 46.1XC +10. 1% X D 式中： A——100%负荷时的性能系数（W/W）； B——75%负荷时的性能系数（W/W）； C——50%负荷时的性能系数（W/W）； D——25%负荷时的性能系数（W/W）。 规范中100%负荷进水温度为“选定的进水温度”，75%负荷进水温度为“a”，50%负荷进水温度
5
冷水机组的能源效率(举例)
设计工况下COP及NPLV
冷水机组的能源效率(举例)
讨论：数据中心项目用COP或 NPLV衡量综合能效是否合理？
问题：是不是低负荷时效率更高？
变频机组为什么能节能？
数据中心适合采用变频机组吗？
定频机组
结论：数据中心在变
工况运行时，效率提
升6%~33%
变频机组
如何进行空调系统的估算
风冷机组 冷冻水出水 7 ℃ ，水流量0.172 m3/(h.kw)，污垢系数0.018 m2. ℃ /kw 环境温度：35℃
冷水机组的能效等级（现行）
冷水机组的能效等级（将行）
讨论：能效等级是否适用数据中心？
能效等级对应的工况：7-12 ℃ / 30-35 ℃
数据中心常见工况：12-18 ℃ / 32-37 ℃
节流膨胀装置种类及特点
1、热力膨胀阀：控制简单，精度不高，控制效果有滞后。
2、电子膨胀阀：控制精度高，反应快，流量有限制。 3、节流孔板：流量大，控制简单，精度低。 4、调制球阀：控制精度高，反应快；需电动机和机械机 构联动。 5、液位浮阀：根据液位控制开度，控制线性好，精确高。
市场上常见的冷水机组-离心机
实际应用情况：
1、大型数据中心常采用离心机作为主机 2、数据中心对主机的能效要求远高于能效等级 3、数据中心趋势：冷冻水的设计温度越来越高 4、为数据中心选配的高效机组可能无法在GB工况下运行 5、硬性规定能效等级，反而可能限制选到更高效的机组
冷水机组的能源效率(举例)
GB工况下COP及IPLV（CPLV）
建筑物冷负荷估算
根据负荷选定冷水机组
冷冻水系统估 算
冷却水系统估 算
冷冻水泵 估算
末端设备估算 冷却水泵的估 算
空调能耗经验估算方法
总冷负荷计算：设备负荷+建筑负荷 对数据中心来说，设备负荷是主要负荷。主要考虑服务器、UPS负荷。 建筑负荷=100W/平方米建筑面积 1冷吨=3.516KW 主机耗电功率= 总冷吨数 X( 0.5-0.6) KW 主机电流A = 总冷吨数 X( 0.5-0.6) /0.6 A 380v
集中式空调系统及冷机设备
庄巍 2015.10
目录
1. 集中式空调系统 2. 冷水机组分类 3. 冷水机组主要部件介绍 4. 机组能效及国家能效标准 5. 系统各设备能耗估算方法
典型集中式空调系统（水冷系统）
冷却塔
水冷冷水机组 冷却水泵
冷冻水泵
组合式空调箱 风机盘管
精密空调
典型集中式空调系统（风冷系统）
机组
空气处 理机
风机盘 管
精密空 调机
（冷冻
水型）
这些都是什么冷水机组？
离心机组
螺杆机组
螺杆机组
螺杆机组
螺杆机组
溴化锂机组
1
风机盘管
空气末端产品
柜式空调箱
组合式空调器
精密空调
压缩机分类
大型冷水机组的主要部件
1、压缩机
2.a、壳管式换热器 （蒸发器，冷凝器）
3、节流装置
4、控制器
2.b 翅片管式换热器 （风冷冷凝器）
为“a”，25%负荷进水温度为19℃。 “a”：75%和50%负荷的进水温度必须在15.5℃至选定的100%负荷进水温度之间按负荷百分比线
性变化，保留一位小数。
能效等级对应的GB工况
能效等级评定的工况：（GB工况） 水冷机组： 冷冻水出水 7 ℃ ，水流量0.172 m3/(h.kw)，污垢系数0.018 m2.℃ /kw 冷却水进水 30 ℃ ，水流量0.215 m3/(h.kw)，污垢系数0.044 m2.℃ /kw
4
冷水机组的能源效率
COP:冷水机组在运行时，每消耗1KW电能所产生的冷量，单位kw/kw。
计算公式：COP=制冷量÷耗电量 (Kw/Kw)，一般取满负荷时的数值
IPLV:标准工况部分负荷效率，是冷水机组在不同部分负荷时COP值 的加权平均值。
NPLV:非标工况部分负荷效率，是冷水机组在不同部分负荷时COP值 的加权平均值。
微管换热器：采用微 通道铝管及铝翅片， 换热效率高。相同换 热量可减少重量和体 积。
板式热换热器
板式热交换器：
板式热交换器是由一组波纹金属板组成，板 上有四个角孔，供传热的两种液体通过。可 以用作制冷机组的蒸发器或冷凝器，实现制 冷剂和载冷剂的热交换。
也可以用在系统热交换中，实现水-水热交换 或任意两种流体之间的热交换。
YEWS 100-415RT
YR 200-420RT
冷水机组的设计工况
冷量:冷水机组对外提供的总冷量，单位kw、冷吨（USRT)。 冷冻水进出水温度：常用12/7；12/6；12/5.5；13/6；18/12 蒸发器污垢系数：常用0.018；0.044；0.086 冷却水进出水温度：常用32/37；32/38；30/35 冷凝器污垢系数：常用0.044；0.086 COP:冷水机组在运行时，每消耗1KW电能所产生的冷量，单位kw/kw。 计算公式：COP=制冷量÷耗电量 (Kw/Kw)
活塞压缩机工作原理
涡旋压缩机工作原理
螺杆式压缩机工作原理
主要工作原理
螺杆压缩机是利用一对相互啮 合的阴阳转子来实现空气的持 续吸气、 压缩、排气等过程， 主动转子为4纹螺旋，从动转子 为6条齿槽，采用 独特齿形， 可产生高压缩效率。 1.空气从进气口吸入，充满封闭 的齿轮间。 2.转子通过旋转的啮合使封闭的 齿形的容积缩小，从而使空气 得到压 缩。 3.空气从敞开的齿间排出
冷却水泵扬程H=25-40米H2O 常取25-32 米
冷却水泵功率W=流量QX泵扬程HX4/1000 KW
6
谢谢！
7
19XR （300-3000RT）
CVHE/G （400-1350RT)
YK （300----2900RT）
市场上常见的冷水机组-螺杆机
30XHC 50-400RT
30XW 70-490RT
23XRV 300-600RT
30XWV 160-460RT
RTHD 156-421RT
PFS 110-510RT
冷冻水系统设计 5度温差
10冷吨—6立方米冷冻水/小时
冷冻水泵流量Q=总冷吨/10 X6立方米 冷冻水/小时
冷冻水泵扬程H=25-40米H2O 常取 32-35米
冷冻水泵功率W=流量QX泵扬程 HX4/1000 KW
冷却水系统设计 5度温差
10冷吨—6X1.1-1.2立方米冷冻水/小时---
冷却水泵流量Q=总冷吨/10 X6 X1.1-1.2立 方米冷冻水/小时
壳管式换热器
降膜式蒸发器：外管与满液式差别不大。制冷剂走壳程， 冷水走管程。通过布液器将制冷剂分配到换热管。满负荷 时可充分利用换热管换热面积，换热温差小。可减少制冷 剂的使用。
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翅片管式换热器
铜管铝翅片换热器：一般作为冷凝器放置在 室外，直接与空气进行热交换。热泵机组在 冬季时用作蒸发器吸热。
风冷冷水机组 冷冻水泵
组合式空调箱 风机盘管
精密空调
集中式空调产品分类
集中式空调产品
冷水系统产品 (冷水机组)
制冷剂系统产品
水冷冷水机组
风冷冷水机组
空气处理末端
直流变频 多联机
数码涡旋 多联机
水冷 离心 式冷
水机 组
水冷螺 杆式冷 水机组
溴化锂 吸收式 机组
风冷螺 杆式冷 水/热 泵机组
风冷涡 旋式冷 水/热泵
以上过程随着转子不停的 旋转啮合，不断产生脉动空气。
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2
螺杆式压缩机类型
单螺杆
双螺杆
三螺杆 13
离心式压缩机工作原理
离心式压缩类型（按级数）
离心式压缩类型（密封方式）
单级压缩
双级压缩
三级压缩
半封闭式 电机与压缩机一体
开启式 电机与压缩机分离
壳管式换热器
干式蒸发器：制冷剂走管程，冷 水走壳程。换热温差大，效率低。 用于小型水冷机组或风冷机组。
NPLV=2.3% X A+ 41. 5%X B+ 46.1XC +10. 1% X D 式中： A——100%负荷时的性能系数（W/W）； B——75%负荷时的性能系数（W/W）； C——50%负荷时的性能系数（W/W）； D——25%负荷时的性能系数（W/W）。 规范中100%负荷进水温度为“选定的进水温度”，75%负荷进水温度为“a”，50%负荷进水温度
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冷水机组的能源效率(举例)
设计工况下COP及NPLV
冷水机组的能源效率(举例)
讨论：数据中心项目用COP或 NPLV衡量综合能效是否合理？
问题：是不是低负荷时效率更高？
变频机组为什么能节能？
数据中心适合采用变频机组吗？
定频机组
结论：数据中心在变
工况运行时，效率提
升6%~33%
变频机组
如何进行空调系统的估算
风冷机组 冷冻水出水 7 ℃ ，水流量0.172 m3/(h.kw)，污垢系数0.018 m2. ℃ /kw 环境温度：35℃
冷水机组的能效等级（现行）
冷水机组的能效等级（将行）
讨论：能效等级是否适用数据中心？
能效等级对应的工况：7-12 ℃ / 30-35 ℃
数据中心常见工况：12-18 ℃ / 32-37 ℃
节流膨胀装置种类及特点
1、热力膨胀阀：控制简单，精度不高，控制效果有滞后。
2、电子膨胀阀：控制精度高，反应快，流量有限制。 3、节流孔板：流量大，控制简单，精度低。 4、调制球阀：控制精度高，反应快；需电动机和机械机 构联动。 5、液位浮阀：根据液位控制开度，控制线性好，精确高。
市场上常见的冷水机组-离心机
实际应用情况：
1、大型数据中心常采用离心机作为主机 2、数据中心对主机的能效要求远高于能效等级 3、数据中心趋势：冷冻水的设计温度越来越高 4、为数据中心选配的高效机组可能无法在GB工况下运行 5、硬性规定能效等级，反而可能限制选到更高效的机组
冷水机组的能源效率(举例)
GB工况下COP及IPLV（CPLV）
建筑物冷负荷估算
根据负荷选定冷水机组
冷冻水系统估 算
冷却水系统估 算
冷冻水泵 估算
末端设备估算 冷却水泵的估 算
空调能耗经验估算方法
总冷负荷计算：设备负荷+建筑负荷 对数据中心来说，设备负荷是主要负荷。主要考虑服务器、UPS负荷。 建筑负荷=100W/平方米建筑面积 1冷吨=3.516KW 主机耗电功率= 总冷吨数 X( 0.5-0.6) KW 主机电流A = 总冷吨数 X( 0.5-0.6) /0.6 A 380v
集中式空调系统及冷机设备
庄巍 2015.10
目录
1. 集中式空调系统 2. 冷水机组分类 3. 冷水机组主要部件介绍 4. 机组能效及国家能效标准 5. 系统各设备能耗估算方法
典型集中式空调系统（水冷系统）
冷却塔
水冷冷水机组 冷却水泵
冷冻水泵
组合式空调箱 风机盘管
精密空调
典型集中式空调系统（风冷系统）
机组
空气处 理机
风机盘 管
精密空 调机
（冷冻
水型）
这些都是什么冷水机组？
离心机组
螺杆机组
螺杆机组
螺杆机组
螺杆机组
溴化锂机组
1
风机盘管
空气末端产品
柜式空调箱
组合式空调器
精密空调
压缩机分类
大型冷水机组的主要部件
1、压缩机
2.a、壳管式换热器 （蒸发器，冷凝器）
3、节流装置
4、控制器
2.b 翅片管式换热器 （风冷冷凝器）
为“a”，25%负荷进水温度为19℃。 “a”：75%和50%负荷的进水温度必须在15.5℃至选定的100%负荷进水温度之间按负荷百分比线
性变化，保留一位小数。
能效等级对应的GB工况
能效等级评定的工况：（GB工况） 水冷机组： 冷冻水出水 7 ℃ ，水流量0.172 m3/(h.kw)，污垢系数0.018 m2.℃ /kw 冷却水进水 30 ℃ ，水流量0.215 m3/(h.kw)，污垢系数0.044 m2.℃ /kw
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冷水机组的能源效率
COP:冷水机组在运行时，每消耗1KW电能所产生的冷量，单位kw/kw。
计算公式：COP=制冷量÷耗电量 (Kw/Kw)，一般取满负荷时的数值
IPLV:标准工况部分负荷效率，是冷水机组在不同部分负荷时COP值 的加权平均值。
NPLV:非标工况部分负荷效率，是冷水机组在不同部分负荷时COP值 的加权平均值。
微管换热器：采用微 通道铝管及铝翅片， 换热效率高。相同换 热量可减少重量和体 积。
板式热换热器
板式热交换器：
板式热交换器是由一组波纹金属板组成，板 上有四个角孔，供传热的两种液体通过。可 以用作制冷机组的蒸发器或冷凝器，实现制 冷剂和载冷剂的热交换。
也可以用在系统热交换中，实现水-水热交换 或任意两种流体之间的热交换。
YEWS 100-415RT
YR 200-420RT
冷水机组的设计工况
冷量:冷水机组对外提供的总冷量，单位kw、冷吨（USRT)。 冷冻水进出水温度：常用12/7；12/6；12/5.5；13/6；18/12 蒸发器污垢系数：常用0.018；0.044；0.086 冷却水进出水温度：常用32/37；32/38；30/35 冷凝器污垢系数：常用0.044；0.086 COP:冷水机组在运行时，每消耗1KW电能所产生的冷量，单位kw/kw。 计算公式：COP=制冷量÷耗电量 (Kw/Kw)
活塞压缩机工作原理
涡旋压缩机工作原理
螺杆式压缩机工作原理
主要工作原理
螺杆压缩机是利用一对相互啮 合的阴阳转子来实现空气的持 续吸气、 压缩、排气等过程， 主动转子为4纹螺旋，从动转子 为6条齿槽，采用 独特齿形， 可产生高压缩效率。 1.空气从进气口吸入，充满封闭 的齿轮间。 2.转子通过旋转的啮合使封闭的 齿形的容积缩小，从而使空气 得到压 缩。 3.空气从敞开的齿间排出
冷却水泵扬程H=25-40米H2O 常取25-32 米
冷却水泵功率W=流量QX泵扬程HX4/1000 KW
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谢谢！
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19XR （300-3000RT）
CVHE/G （400-1350RT)
YK （300----2900RT）
市场上常见的冷水机组-螺杆机
30XHC 50-400RT
30XW 70-490RT
23XRV 300-600RT
30XWV 160-460RT
RTHD 156-421RT
PFS 110-510RT
冷冻水系统设计 5度温差
10冷吨—6立方米冷冻水/小时
冷冻水泵流量Q=总冷吨/10 X6立方米 冷冻水/小时
冷冻水泵扬程H=25-40米H2O 常取 32-35米
冷冻水泵功率W=流量QX泵扬程 HX4/1000 KW
冷却水系统设计 5度温差
10冷吨—6X1.1-1.2立方米冷冻水/小时---
冷却水泵流量Q=总冷吨/10 X6 X1.1-1.2立 方米冷冻水/小时