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1、风冷模块制冷机组及相关设备选型分析吴建波,马富芹(中原工学院能源与环境工程系,河南郑州450007)摘要:依据某空调工程设计实例,对空调系统设计中模块热泵机组、电补热装置选型进行了分析,提出了风冷模块热泵机组变水流量运行模式,实际运行效果良好.关键词:风冷模块制冷机组;空调系统;经济效益;变水流量中图分类号:TU831文献标识码:A涡旋式风冷模块冷热水机组具有运转平稳、振动和噪音低,无需专用机房、无冷却水系统的特点,采用分级启动避免对电网造成冲击1.运行期间能根据实际负荷的大小自动调节模块开启的个数,即自动调节压缩机开启的个数,机组运行节能,且
2、保持高效率工另一个空调水系统,两个空调水系统均能独立控制调节.2风冷模块机组及其相关设备选型况2,因而得到广泛使用,特别适合于中小型中央空调2.1风冷模块热泵机组选型由于该办公楼位于郊区,没有城市集中供热系统,考虑到环保的要求,空调冷、热源的首选方案是风冷模块机组,本空调工程选用美国麦克维尔公司生产的MAC210AR型模块机组,模块机组额定制冷量为63kw/块,制热量66kw/块(用户所在地冬季室外空调计算温度为-7℃,模块机组供热量约为40kw/块,机组除霜耗热又占15%3,机组实际供热量约为34kw/块).根据该办大楼总冷负荷的需要选择了6
3、块风冷模块机组,依据总热负荷的需要应选择9块风冷模块机组,为了减少工程总投资设计中选择了6块风冷模块热泵机组,通过设置电补热装置以补充冬季风冷模块机组热量的不足.2.2电补热装置的选型在冬季,由于用户室外空调计算温度-7℃,6块风冷模块机组供热量小于办公大楼的总热负荷,因而必须采用补热装置,综合环保、投资、安全等因素优先选用电补热装置.但风冷模块机组在冬季运行时,由于电补热装置输入电功率较大,故整个机组的cop值较小(把补热装置与模块机组视为供热机组来考虑),能工程.其缺点是冬季机组供热量随室外温度的降低而减少,因而冬季使用必需有补热系统.另外
4、模块机组空调水系统往往设计为定流量系统,水泵能耗不因空调负荷减少而降低,造成水泵能耗占整个空调系统能耗比例过高.如何在不增加空调系统投资又能降低运行费用,在空调系统设计中进行经济效益分析十分必要.本文依据空调工程设计实例对风冷模块热泵机组及相关设备选型进行了分析,并提出风冷模块热泵机组的变水流量运行的模式.1工程概况某综合办公楼位于河南省开封市郊区,建筑面积共计3850m2,空调面积为3200m2,建筑高度为16.5m,共四层,空调总冷负荷为340kw,热负荷为295kw.本空调工程中,首层和四层的会议室采用全空气系统,其余层采用风机盘管加独立
5、新风系统;空调末端水系统化分为两个小系统,首层营业大厅作为一个空调水系统(因星期六、星期天照常营业),第二、三、四层作为耗相对较大,运行费用较高,投资也大.结合该综合办公楼只有白天上班和冬季人们穿衣较厚的特点,在冬季将首层营业大厅及四层会议室室内设计参数由原来℃4的18～20℃降低为16～18,空调系统的总热负荷由295kw降低为245kw,这样6块风冷模块热泵机组及电补热装置的总制热量能够满足冬季运行的要求.2.3循环水泵匹配选型因为夏季冷负荷大于冬季热负荷,所以水泵的选择常以夏季工况选型.MAC210AR型风冷模块热泵机组每块的输入电功率为
6、23.5kw,制冷量为63kw(1台涡旋式压缩机情况下),它的最大的特点在于,每个压缩机都是一个完整的独立制冷系统,机组可由1～8块之间任选块数,组合成大型的风冷模块热泵机组,这种风冷模块热泵机组在运行过程中可根据实际空调负荷的大小自动调节压缩机开启的台数,故机组运行十分节能.但该机组在运行过程中冷媒水实际所需流量发生很大的变化,而空调水系统在设计时往往设计成定水流量系统,水泵能耗不因空调负荷减少而降低,造成水泵能耗过大,且占整个空调系统运行能耗的比例过高,所以合理匹配水泵是节约投资和运行费用的最佳选择.在该大楼的空调系统中,首层营业大厅作为一
7、个空调分区,第二、三、四层作为另一个空调区域.首层营业大厅空调冷负荷为105kw,办公区域空调冷负荷为235kw,在周六、周日期间,主要是首层营业大厅工作,其余办公场所停止运行,故两块风冷模块热泵机组运行即可满足空调温度的要求,此工况下实际冷媒水循环量为21.7m3/h;而平时(除周六、周日外)模块机组将全部开启,冷媒水所需循环水量为65m3/h,由于二者相差较大,显然再按定流量系统匹配水泵是不合理的.传统选型是按照最大流量(满负荷情况)选择水泵,系统应为两台型号相同的水泵(一备一用)5.而该大楼周六、周日营业厅营业时模块机组只有两个模块运行,
8、结合该工程的实际情况,考虑系统在运行时冷媒水流量的变化、投资及运行费用等因素,选择了一大一小两种规格的水泵,小流量水泵用于周六、周日首层营业大厅使用,
