王躍峰

（山西第八建筑集團有限公司，山西 太原 030027）

1 概述

離心式冷水機組是大、中型空調(diào)工程中應(yīng)用得最多的機型，尤其是單機制冷量在1000 kW以上時，設(shè)計時宜選用離心式機組。離心式冷水機組單機容量大、COP值高、重量輕、占地面積小。由于制冷劑中不混有潤滑油，蒸發(fā)器和冷凝器中不存在油膜影響，傳熱性能好，能量調(diào)節(jié)方便，大多是離心式冷水機組可以在15%～100%的范圍內(nèi)能較經(jīng)濟地實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)，部分采用多級壓縮的離心式冷水機組還可以改善低負荷時的喘振現(xiàn)象。但離心式冷水機組對材料強度、加工精度和制造質(zhì)量要求嚴格。當運行工況偏離設(shè)計工況時效率下降較快，而且單級壓縮機在低負荷下容易發(fā)生喘振。

離心式冷水機組種類較多，如何根據(jù)工程的實際情況選擇合適的冷水機組，已經(jīng)成為每個空調(diào)制冷設(shè)計人員必須面對的課題。

2 離心式冷水機組的選擇

2.1 性能評價

離心式冷水機組單機制冷量大，具有比活塞式和螺桿式更高的性能系數(shù)，適合于大、中型工程。離心式冷水機組額定工況時的性能系數(shù)也不能完全代表機組的性能，也應(yīng)在規(guī)定的工況下，按100%、75%、50%和25%負荷工況點來測定部分負荷性能，據(jù)此對機組性能作出全面評價。在設(shè)計選用或機組招標時，可要求廠商提供部分負荷性能?！豆步ㄖ?jié)能設(shè)計標準》中IPLV的確定如下：

IPLV=0.01A+0.42B+0.45C+0.12D

式中，A=100%時的COP；

B=75%時的COP；

C=50%時的COP；

D=25%時的COP。

離心機的高效運行范圍在其制冷量的40%～100%之間，在機組選型時應(yīng)分析建筑的空調(diào)冷負荷分布特性，盡量使所選的機組能在高效區(qū)運行，避免機組運行在其喘振區(qū)。

2.2 開啟式與半封閉式

按壓縮機與電機的相對位置不同，離心式壓縮機組大致分為半封閉式和開啟式兩種，兩者之間的比較見表1。

開啟式電機轉(zhuǎn)子末端的軸流風機在運行時的噪聲很高，而半封閉電機采用噴液態(tài)冷媒進行冷卻，電機產(chǎn)生的噪聲極低，因此如果空調(diào)系統(tǒng)要求噪聲較低的場所（如醫(yī)院、電臺等）或制冷機房位于設(shè)備層時宜選擇半封閉式離心機組。

表1 開啟式離心壓縮機組與半封閉式離心壓縮機組比較

2.3 單機頭與雙機頭

離心式冷水機組根據(jù)壓縮機臺數(shù)的不同，可分為單機頭（一臺壓縮機）冷水機組和雙機頭（兩臺壓縮機）冷水機組。雙機頭離心式冷水機組的制冷循環(huán)與單機頭冷水機組相同，不同之處在于在蒸發(fā)器中吸收了冷凍水熱量后的低壓、低溫氣態(tài)制冷劑分別進入兩臺壓縮機，壓縮成高壓的氣態(tài)制冷劑再共同進入冷凝器完成制冷循環(huán)。

單機頭離心式冷水機組滿負荷下的能效比（COP值）雙機頭的要高，而雙機頭離心式冷水機組具有良好的負荷調(diào)節(jié)能力，空調(diào)冷負荷為設(shè)計冷負荷的10%～50%時一臺壓縮機運行，50%～100%負荷時兩臺同時運行，兩臺壓縮機運行時，負荷平衡功能將平衡每臺壓縮機間的負荷，以獲得機組的最佳效率。

因此，若空調(diào)系統(tǒng)不是很大，只選擇一臺離心式冷水機組時，建議選擇雙機頭。若選擇一臺單機頭，當單機頭機組發(fā)生機頭損壞情況時，需要進行停機檢修，這將影響整臺機組和空調(diào)系統(tǒng)的正常使用；若選擇一臺雙機頭冷水機組，其可靠性要比單機頭機組高，使用過程中當某個機頭發(fā)生故障或損壞時，只需將其對應(yīng)的吸氣閥門關(guān)閉，另一個壓縮機機頭還可正常使用。多余大型空調(diào)系統(tǒng)，需要選擇很多臺冷水機組時，建議選擇單機頭，因為選擇多臺制冷機組能夠保證系統(tǒng)的可靠性和機組的備用性，而單機頭機組滿負荷效率高，同時壓縮機臺數(shù)的增加會帶來事故隱患的可能性大，從性能系數(shù)和可靠性方面，多臺單機頭冷水機組的并聯(lián)更為合理，但空調(diào)分區(qū)較多，冷水機組負擔區(qū)域的負荷變化較大，機組之間不具有備用性時，可以考慮選擇雙機頭，保證每個區(qū)域的最優(yōu)工況。

2.4 能量調(diào)節(jié)

為了適應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)負荷變化和實現(xiàn)安全經(jīng)濟運行，需要對離心式機組的制冷量進行調(diào)節(jié)，常用的能量調(diào)節(jié)方式見表2。

3 結(jié)論

文章從離心式冷水機組的性能評價、壓縮機的結(jié)構(gòu)、壓縮機的臺數(shù)以及能量調(diào)節(jié)幾個方面分析了不同類型離心式冷水機組的特點，就實際的空調(diào)工程中機組選型進行了分析比較，得出以下幾點結(jié)論：

（1）機組選型時應(yīng)分析建筑的空調(diào)冷負荷分布特性，盡量使所選的機組能在高效區(qū)運行，機組選型時不僅考慮滿負荷下的COP值，還要計算其IPLV值。

（2）開啟式離心機組效率高，但噪聲高，空調(diào)系統(tǒng)要求噪聲較低的場所或制冷機房位于設(shè)備層時宜選擇半封閉式離心機組。

（3）單機頭離心式冷水機組在滿負荷下的COP值比雙機頭冷水機組高，但在部分負荷時雙機頭冷水機組的COP值遠高于單壓縮式冷水機組。

表2 離心式冷水機組能量調(diào)節(jié)方式

（4）為了適應(yīng)空調(diào)系統(tǒng)負荷變化和實現(xiàn)安全經(jīng)濟運行，離心式機組需進行制冷量調(diào)節(jié)。