试论空调制冷机组节能化设计关键点

梁惟博

摘 要：空调制冷机组节能化设计是在坚持经济效益基础上，确保其质量目标，结合自然环境降低机组正常运行负荷，实现高质量节能降耗，为车间降低电单耗成本，最终提升经济效益。文章讨论空调制冷机组在冬季运行的节能减负化设计，提出试验节能方案，明确其节能化设计中的诸多关键要点。

关键词：空调制冷机组;节能优化设计;冬季运行;试验节能方案;关键点

本文所探讨的空调制冷机组拥有螺旋式制冷压缩机，属于容积式回转式制冷压缩机，利用一堆相互啮合的阴阳转子在集体内做回转运动，周期性改变转子，对齿槽间溶剂来完成吸气、压缩与排气过程。

1    空调制冷机组的基本概况

1.1  空调制冷机组的设施配置

空调制冷机组一般拥有一期、二期两期装置。一期装置有两台355 kW、6台450 kW的碱水机组，配套设施还有160 m3，200 m3碱水存储箱各一个，碱浓按照136 g/（1±0.3）配置，同时配套设置中含有7台55 kW、两台37 kW共9台离心泵，供下游车间等供生产使用。二期装置站则包含了9台450 kW碱水机组，配套设有一个260 m3的碱水储存箱，碱浓按照136g/（1±0.3）配置，配套设置4台90kW、两台55kW共6台离心泵，供下游车间等生产使用[1]。另外，空调制冷机组中还配置了冷凝器，为壳管式结构，冷却水进口温度为26 ℃，冷却水循环量为320 m3/h，冷却水进出口通径为DN250 mm，冷却水侧设计压力为0.4 MPa，换热面积为120 m2，冷凝器换热管为TP2材料，尺寸大于等于1.2 mm。

1.2  空调制冷机组的设施配置检查

对空调制冷机组的设施配置进行检查，按照现状调查分析，一期装置碱水下游使用车间含有CS2冷凝回收换热器，离心机切片机降温。另外，配置了板式换热器降温冷却。二期装置碱水下游使用车间配置有CS2冷凝回收换热器、板式换热器等。对一期冬季冷冻碱水机组进行深入分析，了解到其355 kW，450 kW机组出水温度在1.2～2.5 ℃，回水温度控制在4.0～5.5 ℃，已经满足工艺需求。根据下游车间的CS2冷凝回收换热器，其出水温度温差应该控制在2～3 ℃，离心机切片机出水温度温差控制在3～5 ℃，碱箱回水温度为4.0～5.5 ℃，初步推算设备受外界气温对温度偏差影响不大[2]。

2    空调制冷机组的节能优化设计方案

2.1  空调制冷机组生产运行耗能分析

针对空调制冷机组生产运行的耗能分析展开，一台机组每小时可按照功率计算耗电量大约450 kW/h，一、二期均要按照现状调查，保证每小时按照功率计算耗电量大约3 150 kW/h。如果按照7台计算，24 h的总耗电大约可达到75 600 kW/h，电单价大约为0.202元，由此推算每24 h的電消耗成本大约为1.52万元，且每月电消耗成本大约在45.81万元。

2.2  空调制冷机组节能优化试验设计方案

结合冬季室外温度进行估算（按照室外﹣5 ℃进行估算），具体方案如下：

首先，在试验前，打开碱水箱上部孔盖，在上部加装一台输入冷风机、两台轴流风机;其次，结合室外冷风换热有效降低碱水箱温度，尽量将碱水箱温度控制在（2.5±0.5）℃左右，同时，合理降低机组进水温度与运行负荷，减少开台量[3]。

其次，通过回水管线伸头，在碱水箱大约30～50 m位置设置一根尺寸指标为DN500 mm的碳钢管，在伸头位置加装蝶阀进行切换控制，而碳钢管裸管部分则在冬季室外零下温度环境中使用（如果室外温度为零上，则采用保温管线循环），即在室外展开降温循环试验操作。

再次，要主动降低碱水箱中的回水温度，可调整碱泵的运行台数，专门加大碱泵流量循环、有效满足下游车间生产使用。可考虑利用冬季室外温度有效降低碱水回水温度来增设鼓风机，设置为手动调节模式，专门设置冷风与热风完全不同的两条通道。处于冷风时，鼓风机开启冷却风模式;处于热风时，鼓风机开启热风模式，风量调节代表散热水箱风量，而鼓风机风量大小依靠另外的风力大小旋钮进行调节，将冷风输入、热风输出，实现降温。

最后，分别在一、二两期机组运行6～7台碱水机组进行运行现状调查，主要是在试验过程逐渐减少碱水机组台数，且每小时按照功率计算设备运行耗电量（每台大约450 kW/h）。在24 h内按照功率计算耗电量约为10 800 kW/h，其电单价为0.202元，由此推算，每24 h每台机组的耗电成本大约为2 181.6元，每月每台机组电消耗成本约为6.54万元[4]。

2.3  空调制冷机组节能优化试验设计方案应用时的注意要点

在试验设计方案应用中，可将CS2冷凝回收器的进气温度控制在92～94 ℃，采用三级降温冷却回收CS2。如果一冷、二冷软水冷却塔的进水温度控制过程中出现不稳定或者流量偏小等问题，且降温效果不良，则三冷0 ℃碱水降温负荷过重会导致碱水回水温度不断上升。

在下游CS2回收冷凝器检修过程中，需要保证开车前工艺调整到位，科学、合理地规避管路憋气、碱水回水温度上升等不良问题发生。如果下游CS2回收冷凝器出现管路堵塞或循环不流畅等问题，则一定会影响到碱水的回水温度，因此，需要加以注意[5]。

3    结语

空调制冷机组节能化设计试验方案均是在生产调度满足工艺指标的前提下展开的，从理论与实践层面上具体设计、改造制冷机组，围绕技术效益与经济效益两个方面提出节能优化设计改造试验方案，为设备高稳定性、高效率运行创造了有利空间条件。

[参考文献]

[1]崔玲，李德举.空调制冷机组节能化设计要点综述[J].中国建设信息（供热制冷），2005（4）：63-64.

[2]林雪茹，李达，古勇，等.工业循环水系统的节能优化研究[J].自动化仪表，2018（8）：36-39.

[3]张炜杰，裘舒年，李铮伟.冷水机组运行策略对比评价[J].建筑节能，2019（9）：44-47.

[4]西安工程大学.露点间接蒸发冷却与机械制冷耦合式节能净化空调机组：CN201710107296.0[P].2017-05-31.

[5]蒋小强，何华明，夏烨，等.新型露点间接蒸发空调机组的研发与适应性研究[J].建筑科学，2019（6）：54-57，134.