冷水機組運行中節能管理分析
=隨著科學技術的飛速發展，工農業生產水平的提高，人民文化生活的改善，空氣調節在我國的應用日趨廣泛。空調的耗能量越來越大．怎樣在空調系統的操作、運行與管理中節能．是擺在從事這一工作的人員面前的一個重大課題。要使空調冷水機組的工作做到節能，操作人員要了解機組及整個空調系統的工作原理和適應機組特點的操作程序．嚴格按制冷機組的使用說明書操作，保證機組的安全運行。
要做好空調的節能．首先就必須糾正各種誤操作。誤操作比較普遍的是對冷凍水系統、冷卻水系統、冷卻塔系統的操作下面就冷水機組運行與管理中的節能分四個同題進行闡述：
1 冷凍水系統的操作
“空調用冷水機組一般是在標準工況所規定的冷水回水溫度12℃，供水溫度7 ℃，溫差為5℃的條件下運行的。對于同臺冷水機組來說，其運行條件不變，外界負荷一定的情況下，冷水機組的制冷量是一定的。此時．通過蒸發器的冷水流量與供、回水溫差成反比，即冷水流量越大，溫差越小；反之．流量越小，溫差越大所以，冷水機組工況規定冷水供回水溫差5 ℃，這實際上是規定了機組的冷水流量。這種冷水流量的控制就表現為控制水通過蒸發器的壓力降在標準工況下，蒸發器上冷水供回水壓降調定為49kPa (0．5 kg／cm ) 。
在冷凍水系統的實際操作中，往往存在著以下幾種誤操作：
(1)一些空調主機房的操作人員開機時未嚴格按照機組的運行參數調節冷凍水進出水壓力降．往往調得高于運行參數，當壓力降過高時．不是關小冷水泵出水閥．而是采取打開另一臺不運行機組蒸發器進出水閥．將過多的水從另一臺機組蒸發器放走．以降低壓力降，導致人為增加冷水泵的運行電流，造成電的浪費。
(2)開機時．未先將不開機組蒸發器上的進出水閥關閉，造成一部分冷水從不開的機組蒸發器內流走，影響工作狀態下機組的制冷效果。
為了說明這個問題．下面就以兩臺機組(分別簡稱為A機和B機)為例，談談這種誤操作的危害若A機開啟，B機不開．A、B兩機蒸發器進出水閥均打開。
此時，設滿足A機蒸發器冷凍水進出水壓力降49 kPa(0．5 kg／cm )的流水量為100
kg／s 由于A、B機蒸發器均有水流經過，理論上流經A 機蒸發器的冷凍水只有50 kg／s，另50 kg／s從B機蒸發器流走。實際上只有流經A機蒸發器的50 kg／s冷凍水被制冷機降溫經降溫和未降溫的各50 kg／s冷凍水在出水總管匯合后，水溫必定比從A機送出的冷凍水溫高由于這種誤操作人為產生的已升溫的冷凍出水．送至各用冷場合后．其制冷效果必然降低。 這種誤操作人為地減少了機組的制冷量，難以滿足各用冷場合的要求。同時，由于流經A機蒸發器的水量減少了，A機出水溫度自然會低一些，往往給操作人員帶來錯覺，認為機組的制冷效果不錯．實際上回水溫度上升．必然延長機組的運行時間。主機、冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風機等設備加在一起算，浪費電相當嚴重(蒸發器進出水溫差大，是由于水的流量小引起的)。
(3)上一項誤操作出現后．A機蒸發器進出水壓力降肯定會減小。有的操作人員不是將B機蒸發器的進水閥關閉，加大A機蒸發器進出水壓力降．而是錯上加錯，采取增開一臺冷水泵的方法解決增開水泵后，雖然提高了A機蒸發器進出水壓力降．但增開冷水泵完全沒有必要，這等于是二臺冷水泵對二臺蒸發器工作，純粹是浪費。
以上三種誤操作．在深圳及廣東其它地方均有發現，主要原因是：
(1)操作人員不了解機組的運行原理，僅僅滿足于能開啟主機就行。
(2)操作人員怕麻煩，不愿去調節水閥，怎么方便就怎么操作(有的機房位置小，水閥安裝在高空，水閥閥桿長，旋轉圈數多．操作起來不方便)
(3)有的操作人員甚至管理人員誤認為增加冷凍水壓就必然增加制冷量冷凍水系統正確的操作方法是：
(1)開機前關閉不運行機組的冷凍水進水閥，防止竄水現象發生。
(2)打開需運行機組蒸發器上的進出水閥，開啟相應的冷凍水泵，將蒸發器進出水壓力降調至49kPa(0．5 kg／cm )左右(可根據機房的實際設計壓力降調節，一般以能克服管路中的阻力為基礎，盡量降低壓力降，以減少水泵的耗電量)。
(3)若水泵啟動后．發現進出水壓力表指針擺動太大，說明冷凍水系統有空氣．需排氣后待壓力表指示正常才能繼續下一步的操作。
(4)操作中無論開幾臺機組，均是一臺冷凍水泵對一臺機組(匹配要一樣)。
2 冷卻水系統的操作
對于一臺正在運行的冷水機組．環境條件，負荷都已成為定值這時，冷凝熱負荷也為定值。規定進、出水溫差為5 ℃，冷卻水量必然也為一定值而且該流量與進出水溫差成反比。所以，冷水機組的運行．只要規定冷卻水的進出水溫差就行了這個流量通常用進、出冷凝器的冷卻水壓力降來控制。在標準工況下．冷凝器進出水壓力降調定為68．6 kPa(0、7kg／cm：) 。
在冷卻水系統的實際操作中，往往存在著以下幾種誤操作：
(1)開機前未將不需要開啟的機組上冷凝器的進水閥關閉造成竄水。一部分冷卻回水從不開機組冷凝器中流走，減少了正在運行機組冷凝器內的冷卻水流量，造成冷凝壓力上升．主機的運行電流增加．機組的制冷量下降，嚴重的還會使機組停止運行．既浪費電，又降低了制冷效果，還容易損壞設備。
(2)由于上一項誤操作，主機的冷凝壓力和冷卻水出水溫度升高。給操作人員造成誤判斷．誤認為是冷卻水量不夠而開大冷凝器進水閥和冷卻水泵出水閥，有的還增開冷卻塔風機，造成水泵、冷卻塔風機耗電增加
(3)更有甚者，盲目地去增開一臺冷卻水泵。雖然增開冷卻水泵的確可降低冷卻水溫和冷凝壓力，但畢竟一臺水泵運轉的電能白白浪費掉了．因而是錯上加錯冷卻水系統正確的操作方法是：
(1)開機前將不需運行機組冷凝器進水閥關閉．防止竄水。
(2)打開將要運行機組冷凝器上的進出水閥(一般出水閥常開，進水閥根據需要開、關。冷凝器、蒸發器都一樣)開啟相應的冷卻水泵．調整冷凝器進、出水壓力降至68．6kPa (0．7 kg／cm：)左右(壓力降以能克服管路阻力為原則．低一些節電效果更佳)。
(3)若冷凝器進出水壓力表指針擺動過大，說明冷卻水系統有空氣．需排空氣待壓力表指示正常后繼續下一步操作。
(4)操作中，無論開幾臺機組，均是一臺冷卻水泵對一臺主機(匹配要一樣)。
3 冷卻塔系統的操作
冷卻塔系統的誤操作分進出冷卻塔冷卻水的操作與冷卻塔風機的操作。
大家都知道，冷水機組開機時，主機負荷大，冷凝壓力高，故一般操作大都采取開一臺機組時開二臺冷卻塔風機的做法(即多開一臺冷卻塔風機)待機組負荷降低后．再關一臺冷卻塔風機，這種做法本無可非議．問題出在關冷卻塔風機以后的操作沒有跟上．造成浪費。
下面以A、B兩臺冷卻塔為例來說明這個問題：
冷水機組的冷凍水泵．冷卻水泵．冷卻塔及冷卻塔風機，都是根據設計來匹配的本來一對一均能正常運行，為了盡快降低主機負荷，臨時增開一臺冷卻塔風機，確是一項行之有效的辦法。其實際操作及誤操作情況分析如下：
設冷卻水滿足68、6 kPa(0．7 kg／cm )壓力降的流量為120 kg／s，A、B兩臺冷卻塔及風機同時工作。理論上進出A、B塔的水量各為6O kg／s，其實際出水溫度一般比用1臺冷卻塔風機工作時的水溫低2 ℃左右。當主機負荷降低后．再開兩臺冷卻塔風機已是浪費．故關B冷卻塔風機。問題在于關B塔風機后，B塔的進出水閥沒有關閉，造成60 kg／s的冷卻水未被風機冷卻。B塔未被冷卻的60 kg／s水與A塔經冷卻的60 kg／s水匯合后，進人冷凝器，其水溫反而比單獨開A塔(指關閉B塔流水．120 kg／s水全部從A塔經過)要高2 ℃左右，而且這種狀態一直要到機組停止運行時為止冷卻水溫的升高必然導致冷凝壓力的升高．主機耗電的增加，機組制冷量的下降。
大多數的空調機操作人員對冷卻塔的操作都是把所有冷卻塔進出水閥全部打開．而冷卻塔風機根據需要而開、停。人們往往注意的是冷卻塔風機的耗電．而忽視了冷卻水溫的提高而惡化了機組運行條件，造成長時間的電的浪費究其原因主要有以下幾點：
(1)冷卻塔一般安裝在房頂或遠離主機房的地方，操作起來不方便。
(2)調節冷卻塔托水盤的水位較麻煩，費時間。
(3)相當一部分操作人員沒有考慮節能方面的問題，而只考慮冷卻塔的正常運行。
冷卻塔雖然是空調制冷系統中的附屬設備，但它卻擔負著散發整個系統所吸收的總熱量的重要任務因此，對冷卻塔的操作正確與否，直接關系到整個空調系統的制冷效果和節能。由于以上談到的冷卻塔的誤操作比較普遍．并且從開機到關機的整個過程都存在，所以其危害極大，應引起有關操作人員和管理人員的高度重視。
冷卻塔正確的操作方法和要求是：
(1)冷卻塔的使用臺數與機組的開啟臺數相匹配。
(2)關閉不開風機的冷卻塔的進、出水閥，防止冷卻水在不使用的塔中流過。
(3)臨時增開的冷卻塔風機．在關掉該風機后，千萬不要忘記關閉該塔的進、出水閥，
(4)每班開機后均要檢查冷卻塔的運行情況．發現未開風機的冷卻塔有冷卻水經過．都要及時關閉該塔進出水閥，將托水盤水位調節好空調系統的冷凝器、蒸發器、冷卻塔進水閥，有的機組裝有電動閥，但電動閥容易出故障、失靈．故應加強檢查．確保系統正常、正確運行制冷過程實際上是一個熱交換過程。冷水機組的熱交換較之窗式、分體式、柜式空調復雜，前者為間接制冷，后者為直接制冷。冷水機組的熱交換有四個過程：
(1)冷凍水與用冷場合空氣的熱交換。
(2)冷凍水與機組蒸發器內制冷劑的熱交換。
(3)冷卻水與冷凝器制冷劑的熱交換。
(4)冷卻水在冷卻塔中與空氣的熱交換
這四個熱交換過程都離不開水．可見水在冷水機組工作中的重要性，要研究冷水機組的節能．必然離不開對水流的研究現代空調設備的自動化程度比較高，樓宇自動化的出現往往使人們誤認為空調的正常運行與節能完全可以依賴自動化控制，但人們往往忽視了一點：
就冷水機組而言，目前的空調技術還未能將冷凍水、冷卻水的流量及其壓力降完全納入自動控制系統(包括變頻調速的冷水機組)，控制冷凍水、冷卻水的壓力降還需由人工來調節微電腦控制中心雖然可“從水流開關信號作為數字量輸入，溫度和壓力信號作為模擬量輸入” ，但水流開關僅僅可控制機組的啟動和停止(起保護作用)而不能控制水的流量和壓力降。溫度信號及壓力信號均只對機組起安全保護作用一句話，目前的微電腦控制中心．只能控制機組的正常運行，起安全保護作用，方便操作和維修。不能控制冷凍水、冷卻水的流量和壓力降，不能為機組提供最佳、最節能的運行條件。正是由于人們忽視了冷水機組的誤操作，進而人為地增加了機組的運行費用，造成不應有的損失。
只要糾正了以上誤操作，就可大大減少電和設備的消耗，達到節省運行費用的目的，一般可節約電費lO％ 左右，有的機房甚至更高，制冷量大，機組臺數多的機房，其節能的潛力更大。
4 怎樣在管理中節能
節能的方法有很多，除操作外，還有管理的問題。
(1)夏季早晨室外氣溫較低，同時空氣新鮮而室內氣溫較高，可利用空調新風機及消防排煙系統抽、送風約一刻鐘。這種做法有以下好處：
① 開機前可降低室溫，減少主機負荷。
② 使室內空氣質量提高。
③ 檢查排煙系統是否正常，對消防工作有利。
(2)隨時掌握各用冷場合的具體情況，適時開、停有關風柜、風機盤管等設備，減少系坑熱負荷，實際上可降低機組的耗電量和末端設備的耗電量。
(3)根據氣溫的變化和用冷場合的變化，適時增開或關、停冷水機組，在滿足空調需求的前提下，盡量少開機組和減少機組的運行時間(有樓宇自動化的空調系統畢竟不多，大多數機房還得靠人工去調節)。
(4)摸清整個用冷場合的實際情況，掌握最佳的開、停機時問，尤其是用冷凍水泵打循環水的時間，各系統的情況不同，其時間的掌握也不同。
(5)勤巡查．注意各通往室外門窗的關閉，防止漏冷和室外熱空氣的侵入。尤其對大門朝南的建筑更要想辦法防止熱空氣進入(因夏季南風多)
(6)夏季每日下午4時為氣溫較高時，此時應密切注意機組的運行情況．及時調整機組的運行，不要等到室內溫度明顯上升，熱負荷過大才來增開機組．這樣易損壞設備，同時增加能耗。增開機組后，要注意觀察，當冷凍水回水溫度降到一定程度時，立即關閉增開的機組(包括相應的冷凍泵、冷卻泵、冷卻塔風機及其進出水閥)，防止電的浪費離心式機組更應注意低負荷喘振。
晚上7～9時，商場、娛樂場所等地方熱負荷也較大，主要因為天黑不久，白天太陽幅射在地表，外墻的熱量散發，以及顧客、游人的增多，導致用冷場合溫度升高，此時也應適時調整機組的運行。
(7)重視冷凍水、冷卻水的水質，抓好水處理工作。經常檢查、督促水處理公司的工作，保證冷凝器、蒸發器內不結垢，無污物，以免影響冷凝器、蒸發器的熱交換效果，增加主機的耗電量。
(8)經常注意中央和當地的天氣預報，對每日的氣溫變化情況心中有數，有的放矢地開展空調工作，沿海經常有臺風的地方．更要注意氣候的變化．及時調整機組的運行．適時關、停機組，減少電的消耗。
要落實以上各項措施，管理人員要加強空調制冷理論和實際操作經驗的學習和提高，以保證機組的正常運行和設備的使用效率，才能在節能中有所作為。特別是對于國外進口的中央空調設備，由于自動化程度高，容易使人產生錯覺，似乎有微電腦控制中心控制，只要按按電鈕就可順利操作，從而忽視了節能操作技術的學習和提高，這應引起充分的重視。
中國已加入世界貿易組織，各行各業的競爭將更加激烈市場經濟是高效率的經濟，空調行業要實現高效率，離不開節能，綜上所述，中央空調冷水機組的節能是大有文章可做的
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