【摘要】隨著我國工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，離心式冷水機(jī)組適合通過變頻調(diào)速裝置完成變頻改造，其在改造后具有高效節(jié)能的效果，值得被廣泛運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域中。本文從離心式冷水機(jī)組變頻調(diào)速裝置的運(yùn)行原理入手，分析了離心式冷水機(jī)組變頻調(diào)速的節(jié)能原理，進(jìn)一步對離心式冷水機(jī)組變頻調(diào)速的節(jié)能效果展開研究。

【關(guān)鍵詞】離心式冷水機(jī)組；變頻調(diào)速；節(jié)能效果；變頻改造

一、前言

離心式冷水機(jī)組運(yùn)用于中央空調(diào)系統(tǒng)中具有明顯的優(yōu)勢，在功能上，離心式冷水機(jī)組的單機(jī)制冷量大；在體積方面，離心式冷水機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊，不僅重量輕，而且占地面積較??；在運(yùn)行方面，離心式冷水機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)，工作可靠，且其運(yùn)行產(chǎn)生的振動(dòng)幅度小，噪音小。但是，由于我國部分地區(qū)的中央空調(diào)負(fù)荷會(huì)隨著季節(jié)的溫度變化、晝夜溫度的變化而變化，而當(dāng)前的離心式冷水機(jī)組運(yùn)行調(diào)節(jié)對機(jī)組的節(jié)能效果不明顯，常常導(dǎo)致中央空調(diào)常年運(yùn)行的費(fèi)用居高不下的情況。本文通過選用型號為YKCECEQ75COF的約克離心機(jī)進(jìn)行變頻節(jié)能效果分析，以得出離心式冷水機(jī)組變頻調(diào)速后節(jié)能效果的結(jié)論。

二、離心式冷水機(jī)組變頻調(diào)速裝置運(yùn)行原理

離心式冷水機(jī)組變頻調(diào)速裝置也可被稱為VSD，其主要運(yùn)用獨(dú)特的控制邏輯，通過將導(dǎo)流葉片開關(guān)度和電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行同步調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的目的。導(dǎo)流葉片能夠讓葉輪進(jìn)口的制冷劑的絕對速度有預(yù)旋，因此可以調(diào)節(jié)能量頭，并且能通過讓流量改變以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)制冷量的作用[1]。在對導(dǎo)流葉片進(jìn)行調(diào)節(jié)后，能夠使壓縮機(jī)可以在最大壓頭下的任何一個(gè)點(diǎn)上運(yùn)行。若離心式冷水機(jī)組負(fù)荷降低，則導(dǎo)流葉片就會(huì)關(guān)閉，進(jìn)而使離心式冷水機(jī)組的負(fù)載減輕。通過進(jìn)口導(dǎo)葉調(diào)節(jié)，能夠讓喘振點(diǎn)在極小的制冷量情況下才得以發(fā)生。當(dāng)室外溫度和中央空調(diào)負(fù)荷降低時(shí)，可以運(yùn)用變速控制使壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速降低，一方面能夠使離心式冷水機(jī)組在部分負(fù)荷中平穩(wěn)、有效的運(yùn)行，另一方面能夠極大的降低離心式冷水機(jī)組的功耗，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速節(jié)能效果。

三、離心式冷水機(jī)組變頻調(diào)速節(jié)能原理分析

對于大型建筑而言，離心式冷水機(jī)組運(yùn)用于中央空調(diào)系統(tǒng)中具有明顯的優(yōu)勢，是空調(diào)冷源的首選產(chǎn)品，其工作點(diǎn)主要受到離心式制冷機(jī)的特性以及換熱器的特性的共同影響。在離心式制冷機(jī)和特定的換熱器匹配后，離心式制冷機(jī)的自身特性會(huì)對實(shí)際制冷量產(chǎn)生影響，同時(shí)，冷凝器和蒸發(fā)器的運(yùn)轉(zhuǎn)也會(huì)對制冷量產(chǎn)生影響[2]。

（一）部分負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行的節(jié)能 離心式冷水機(jī)組幾乎有九成的運(yùn)行時(shí)間都在部分負(fù)荷工況狀態(tài)下運(yùn)行的。一般而言，在部分負(fù)荷狀態(tài)下，離心式冷水機(jī)組可以運(yùn)用調(diào)節(jié)導(dǎo)流葉片開度的方式，調(diào)節(jié)離心式冷水機(jī)組的制冷量。在70-90%部分負(fù)荷的時(shí)候，其可以達(dá)到最高的制冷效率，當(dāng)負(fù)荷降低，則單位制冷量的能耗將大幅度上升[3]。通過使用變頻調(diào)速裝置，能優(yōu)化電機(jī)轉(zhuǎn)速和導(dǎo)流葉片的開度，讓離心式冷水機(jī)組的運(yùn)行轉(zhuǎn)速盡可能降低，而使節(jié)能效率達(dá)到最高，減小能耗。

（二）低溫冷卻水狀態(tài)下運(yùn)行的節(jié)能 離心式冷水機(jī)組在晝夜溫度變化和季節(jié)溫度變化等條件下運(yùn)行時(shí)，其冷卻水的溫度通常相對較低，需要有足夠的蒸發(fā)壓力和冷凝壓力才能滿足離心式壓縮機(jī)的運(yùn)行條件，而通過調(diào)節(jié)進(jìn)口導(dǎo)葉或降低輸氣量來滿足離心式壓縮機(jī)的工作，則或從一定程度上降低離心式冷水機(jī)組的節(jié)能效率。因此，需要通過使用變頻調(diào)速裝置調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而使離心式冷水機(jī)組適應(yīng)冷凝溫度的變化，充分發(fā)揮低溫冷卻水的節(jié)能優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)離心式冷水機(jī)組變頻節(jié)能[4]。

四、離心式冷水機(jī)組變頻調(diào)速的節(jié)能效果分析

本文的節(jié)能效果分析主要選用約克離心機(jī)，其機(jī)組型號為YKCECEQ75COF，滿負(fù)荷制冷量為2109kW（600TR），冷凍水溫度為7-12℃，冷卻水溫度為32-37℃，其中蒸發(fā)器污垢系數(shù)為0.0176m2·℃/kW，冷凝器污垢系數(shù)為0.044m2·℃/kW[5]。

（一）變水溫工況

當(dāng)室外溫度降低時(shí)，冷卻水的溫度也會(huì)隨之降低，離心式冷水機(jī)組負(fù)荷也會(huì)相應(yīng)的降低，在變水溫工況下，變頻的離心式冷水機(jī)組和定頻的離心式冷水機(jī)組的節(jié)能效率有很大差別，具體數(shù)值參照表一。

通過表一數(shù)據(jù)可以看出，當(dāng)負(fù)荷占比100%時(shí)，定頻離心式冷水機(jī)組比變頻離心式冷水機(jī)組的節(jié)能效率高，而在負(fù)荷占比低于100%的情況下時(shí)，變頻離心式冷水機(jī)組的節(jié)能效果更為顯著。

（二）恒水溫工況

在冷卻水溫度不發(fā)生變化的情況下，離心式冷水機(jī)組的負(fù)荷會(huì)降低，恒水溫下工況效率的具體數(shù)值可參照表二。

通過將表二的恒水溫工況與表一的變水溫工況進(jìn)行對比，可以發(fā)現(xiàn)在40-80%的負(fù)荷比內(nèi)，變頻離心式冷水機(jī)組在恒水溫下節(jié)能效果降低，并且其節(jié)能范圍也大幅度減小，而在其他負(fù)荷比內(nèi)電能的消耗卻在增高。

（三）機(jī)組負(fù)荷占比不變，冷卻水溫度變化

當(dāng)使離心式冷水機(jī)組負(fù)荷占比保持不變，冷卻水溫度發(fā)生變化的情況下，離心式冷水機(jī)組節(jié)能效果如表三所示。

通過對表三進(jìn)行分析可知，當(dāng)使離心式冷水機(jī)組負(fù)荷占比保持不變，冷卻水溫度發(fā)生變化的情況下，變頻離心式冷水機(jī)組在25℃以下的范圍內(nèi)可以達(dá)到節(jié)能效果，并與冷卻水溫度降低成反比，即冷卻水溫度越低，變頻離心式冷水機(jī)組的節(jié)能效果更加顯著。

五、結(jié)束語

綜上所述，通過對離心式冷水機(jī)組進(jìn)行變頻調(diào)速，可以在一定程度上提高離心式冷水機(jī)組的節(jié)能效果。隨著我國工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，離心式冷水機(jī)組特別適合采用變頻調(diào)速裝置進(jìn)行變頻改造，其在改造后具有高效節(jié)能的效果，值得被廣泛運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域中。然而，在對離心式冷水機(jī)組進(jìn)行變頻改造時(shí)，必須要在計(jì)算精確的情況下進(jìn)行，科學(xué)合理的確定定頻離心式冷水機(jī)組和變頻離心式冷水機(jī)組的數(shù)量，并且，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，需要根據(jù)不同的工況配置相應(yīng)的運(yùn)行負(fù)荷，才能最大程度的實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

參考文獻(xiàn)

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[3]閆唯嘉，任慶昌，閆秀英.基于遺傳算法的冷水機(jī)組負(fù)荷分配與出水溫度的優(yōu)化[J].制冷與空調(diào)，2011，12（02）：235-236.

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