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水冷式冷水机与风冷式冷水机的比较与发展

发布时间:2017-03-21 18:01:40 来源:济南高盛冷水机制造有限公司 浏览:次

水冷式冷水机组与风冷式冷水机组是工业生产中最常见的冷水机。为了让大家有个清晰的认识,在这里山东超能为您做一个详细的介绍。水冷式冷水机组与风冷式冷水机的制冷原理和结构。主要是冷凝器不同,风冷式的的采用翅片式冷凝器,用风扇进行散热降温。直接以空气为冷却介质。由于风冷式机组直接以空气冷却,因此系统中不需要相关的冷却水装置,其中包括冷却塔、冷却水循环泵、管道及阀门系统等,从而节约城市用水,简化了空调系统。其特别适合在缺水和干燥地区使用。水冷式的采用壳管或者板式的,用冷却水来进行降温。风冷式冷水机是利用壳管蒸发器使水与冷媒进行热交换,冷媒系统在吸收水中的热负荷,使水降温产生冷水后﹐通过压缩机的作用使热量带到翅片式冷凝器,再由散热风扇散失到外界的空气中(风冷却);水冷式冷水机是利用壳管蒸发器使水与冷媒进行热交换,冷媒系统在吸收水中的热负荷,使水降温产生冷水后﹐通过压缩机的作用将热量带至壳管式冷凝器,由冷媒与水进行热交换﹐使水吸收热量后通过水管将热量带出外部的冷却塔散失(水冷却)。通常我们在对某工程项目进行空调系统方案设计之初,首先要根据建筑物的特性、功能、用途及所在地域等多种条件,来确定选用何种形式的冷源。本文从冷源的经济合理性(能耗、设备的初投资、运行成本)、维护管理等方面比较了某工程空调系统的两种冷源(水冷与风冷冷水机组)方案,从而选择出一个比较适宜、可行的方案。

针对上述两种机型的冷水机组,主要的比较如下:
1、            性能比较:
水冷式机组冷凝器的传热温差一般为4~8℃,而风冷式机组的传热温差一般为8~15℃,在相同的室外环境温度下,冷却循环水的水温要比室外空气温度低,因此风冷式机组正常运转的冷凝温度要比水冷机组的冷凝温度高得多,从而使风冷式机组在相同的制冷量情况下,其耗电量比水冷式机组大。
2、            设备初投资比较:
由于水的换热效率远远大于空气的换热效率,风冷式冷凝器与相同换热量的水冷式冷凝器相比,设备体积大,所用材料多,制造成本较高。水冷式冷水机组即使加上冷却水系统的设备费用,其总费用仍要比风冷式机组低20%左右。另外,由于风冷机组的设备名义功率比水冷机组的名义功率大,在电力增容、电控设备等方面的费用也较高。
3、            设备机房比较:
风冷式冷水机组是户外型机器,可以放在建筑物的屋面或室外地坪上,其冷冻水循环泵亦可与机组放在一起,不需占用机房。对于水冷式冷水机组则应该提供机房,以确保设备包括冷水机组、冷冻水循环泵、冷却水循环泵正常运行和使用寿命,同时在建筑物地屋面或室外地坪上放有冷却塔设备。由此可见,在建筑物无法提供机房的情况下,选用风冷式冷水机组,应该是一个比较可行的方式。
4、            运行成本比较:
由于水冷机组运转在较低的冷凝温度下,制冷效率高,机组运转的耗电量较小。一般来说,相同制冷量的水冷式冷水机组与风冷机组比较,水冷式机组的总体耗电量(包括冷却水泵及冷却塔风机的电耗量)仅为风冷式机组耗电量的70%。
5、            维护和保养比较:
水冷式机组所使用的壳管式冷凝器在污垢积聚一定范围内,对换热效率的影响较小,因此机组性能随污垢产生而下降的幅度较小,清洗周期较长,相对维护费用会低。而风冷式机组使用的翅片式冷凝器的换热效率受灰垢积聚的影响较大,散热翅片管前必须设置滤尘栅网,并且需要频繁清洗。由于风冷式机组运转压力较高,一般安装在室外,运行环境相对较为恶劣,在维护性及可靠性方面均不如水冷式冷水机组。
综上所述,风冷式机组虽然在节约用水、简化系统及节约安装空间等方面具有显著优点,但从整个空调建设工程综合考虑上,包括土建费用、冷却水和冷冻水系统费用、电控和配套管理费及运行费用等,与水冷式冷水机组相比,风冷式冷水机组还不显优势。目前,绝大部分空调工程的主机选配,还是以水冷式冷水机组为主。
关于热泵型机组,现在已被公认为是一种有利于环境保护的高效节能装置。但在技术上尚需函待解决的问题是冬季制热能力的不足。尤其在我国北方地区(苏州地区每年也会出现一些天数),当环境温度降至零下时,其制热能力只能达到标准工况的50%左右。目前解决这一问题的主要方法一是在主机选型时选用比设计制冷量大一号或大二号的热泵型机组以满足冬季供热(这对用户的夏季运行成本是非常不利的),二是冬季仅供给少量生活热水,主要供热仍依靠其它热源。因此在空调工程的设计中,只要机房条件允许,集中供冷还是以水冷式冷水机组为主,供热则使用锅炉供热系统或依靠城市热网供应较为经济合理。
下附某工程项目水冷冷水机组与风冷机组初投资与运行成本比较 
冷水机组与风冷机组运行成本比较表
机型 水冷螺杆式冷水机组 风冷螺杆式冷(热)水机组  
制冷量 (RT/台) 300 300  
数量(台) 3 3  
总制冷量 (RT) 900 900  
制冷耗电量(kw) 224.0×3 = 672 360.0×3 = 1080  
COP值 4.72 2.94  
年制冷小时 20小时*5月*30天 = 3000小时  
年耗电量(按平均冷负荷60%计算) (672+11×3+22×3)×60%×3000
=1387800 Kw.h
 (包括冷却水泵和冷却塔耗电量)
1080×60%×3000
=1944000 Kw.h
 
电费单价 1.0 元/ Kw.h  
年制冷运行电费 138.78万元 194.4万元  
年平均维修保养费 5.28万元 13.8万元  
制冷年差额 64.14万元  
总制热量 (Kw) 1800
(燃气热水锅炉)
1800
(风冷热泵机组)
3095
制热耗电量(Kw) 7.9×2 = 15.8 366×2 = 732  
制热耗气量(Nm3/h) 100.0×2 = 200.0 /  
年制热小时 20小时*3月*30天 = 1800 小时  
年耗电量(按平均热负荷50%计算) 15.8×50%×1800
=14220 Kw.h
732×50%×1800
=658800 Kw.h
 
年燃气耗量 200×50%×1800
=180000 Nm3
/ 366×2 = 732
 
年制热运行费 14220×1+180000×3
=55.42万元
65.88万元  
年平均维修保养费 2.5万元 /  
制热年差额 7.96万元  
制冷制热运行费用
总差额
72.1万元  
设备采购成本 冷水机组 200万元 285万元 354万元  
冷却塔、冷却水泵 30万元  
锅炉、热水泵 45万元  
增加辅材费用 10万元  
初投资差额 69万元  
 
通过比较可以看出,选用水冷式冷水机组不论在初投资还是运行费用等方面都占有明显的优势,而且水冷式冷水机组受外界环境的影响很小,性能稳定,因此,在某工程中设计推荐采用水冷式冷水机组作为空调系统的冷源设备。
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