【案例分析】冷却水温度对能耗的影响（上篇）

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某企业园区中央空调制冷站有6台离心式水冷冷水机组，总制冷量5000冷吨。全年采用电制冷，夏季空调高峰时最多开启5台冷水机组，冬季时最少开启2台冷水机组。冷水机组和冷却塔并联运行。

标准设计工况，冷却水温度32℃进入冷水机组冷凝器，37℃出冷凝器。对于常年需要制冷的空调系统，但在实际运行中，除了夏季之外，有90%以上的时间运行在非标准设计工况下。

例如，冬季、及春秋过渡季室外气温较低，制冷负荷与设计工况下的负荷有较大偏离。同时，冷却塔风机运行的台数越多或转速越高，冷却水的温度就会越低，此时冷却塔的耗电量越多；然而冷却水温度越低，冷水机组的耗电量就越小，这就有着一个微妙的关联。

如何控制冷却塔出口水温，使得整个机组的耗电量最低，这对空调系统的运行又有什么影响？下面就以园区某空调系统为例进行讲述。

冷却水温度下限问题

降低冷却水温度有利于降低空调能耗，但是，冷却水温度过低也不利于冷水机组安全运行。冷却水温度过低，会导致冷凝压力、冷凝温度过低，可能会出现运行异常，节流装置压差不足或回油不畅等问题。

冷却水的温度下限主要与使用的冷水机组有关，由于不同厂家在冷水机组的结构设计不同，故冷却水温度的最低值限制也不同。如特灵在16℃以上，约克在12.8℃，开利在15℃。

实际运行中，需要测试验证。如某制冷站，运行中发现原有的5台冷水机组只能在冷凝器进水温度25℃以上运行。冷却水温低于25℃时，冷水机组运行异常，主要表现在运行参数超出控制范围，如蒸发器趋近温度快速上升（正常在1℃左右，急剧上升到3℃以上，甚至过5℃）。

造成此状况的机理是：冷水机组的设计工况按冷却水32/37℃进行选型配置。

在冬季及低冷却水温度情况，由于机组偏离设计工况，蒸发器和冷凝器之间的温差降低，压差也降低，节流装置不匹配，造成蒸发器内表征出缺冷媒的征兆，既蒸发器趋近温度变大。

解决方案：厂家对冷水机组的节流装置进行更换改造，使之在低冷却水温度下（下限到18℃）也能正常运行。不利之处在于，节流装置改造后的冷水机组在高冷却水温度工况下机组效率会降低约1%。在效率和宽温之间做一个平衡的选择，考虑到冷水机组是全年制冷运行，所以此举还是有利的。

改造过程：冷水机组数据分析——节流装置（孔板）制作——冷水机组冷媒回收——节流装置更换——检漏保压——加冷媒、调试——改造后验证。

经过改造，冷水机组的冷凝器入口冷却水温度下限能达到18℃，下降了7℃，节流装置改造有效果。1台1000冷吨的冷水机组改造费用约5万元，每年节约电费约18万元（扣除了夏季因素）。

由于篇幅有限，我们将在“下篇”中为您带来“冷却水温度优化控制”相关内容，

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