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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 63 kw/ 块 ,制热量 66 kw/ 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 40 kw/ 块 ,机组 除霜 耗 热 又 占 15 %3 , 机 组 实 际 供 热 量 约 为 34 kw/ 块) . 根据该办大楼总冷负荷的需要选择了 6 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 3 850 m2 ,空调面积为 3 200 m2 ,建筑高度为 16 . 5 m ,共四层 ,空调总冷负荷为 340 kw ,热负荷为 295 kw. 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 295 kw 降低为 245 kw ,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 23 . 5 kw ,制冷量为 63 kw (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