中央空調冷水機組運行參數和工況分析

1、蒸發壓力與蒸發溫度　　

離心式冷水機組具有滿液臥式殼管式蒸發器，制冷劑液體在殼內管間蒸發、沸騰，吸收管內冷水從空調房間帶來的熱量。蒸發器內具有的制冷劑壓力和溫度，是制冷的飽和壓力和飽和溫度，可以通過設置在蒸發器上的壓力表和溫度計測出。蒸發壓力和蒸發溫度兩個參數中，測得其中一個，可以通過制冷工質的熱力性質表查到另外一個。不同的制冷劑在冷水機組中，要得到同樣的蒸發溫度，而各自對應的蒸發壓力是完全不同的。

在冷水機組運行中，蒸發溫度、蒸發壓力與冷水帶入蒸發器的熱量有密切關系。熱負荷大時，蒸發器冷水的回水溫度升高，引起蒸發器溫度升高，對應的蒸發壓力也升高。相反，當熱負荷減少時，冷水回水溫度降低，其蒸發溫度和蒸發壓力均降低。實際運行中空調房間的熱負荷減少時，冷水回水溫度降低，其蒸發溫度和蒸發壓力均攤降低。

實際運行中空調房間的熱負荷在24h中是不斷變化的，為了使機組的工作性能適應這種變化，一般采用自動控制對機組實行能量調節，來維持蒸發器內的壓力和溫度，相對穩定在一個很小的波動范圍。蒸發器內壓力和溫度波動范圍的大小，完全取決于熱負荷變化的頻率和機組本身的自控調節性能。一般情況下冷水機組的制冷量，必須大于機組必須負擔的熱負荷量，否則，將無法在運行中得到滿意的空調效果。

根據我國JB/T3355—1998標準規定，冷水機組的額定的工況為冷凍水出水溫度7℃，冷卻水回水溫度30℃。其他相應的參數為冷凍水回水溫度12℃，冷卻水出水為35。又根據國家標準GB/T18403.1—2001，冷水機組的額定的工況為冷凍水進出水溫12℃/7℃，冷卻水進出水溫30℃/35℃。所以冷水機組在出廠時工況為冷凍水進出水溫12℃/7℃，冷卻水進出水溫30℃/35℃。所以冷水機組在出廠時若訂貨方沒有特殊要求，冷水機組的自動控制及保護元件的整定值，將使冷水機組保持在額定工況下的運行狀態，提高冷水的出水溫度，對機組的經濟性十分有利。

運行中，在滿足空調使用要求的情況下，應盡可能提高冷水出水溫度。如果實際使用中機組長期運行的冷水出水溫度不是7℃，訂貨時應在合同上注明所需要的冷水出水溫度要求。因此，在機組的實際運行操作中，應根據空調對象的具體要求，可將冷水出水溫度提高，也可以適當降低。一般情況下，蒸發溫度較冷水出水溫度低2℃~4℃。蒸發溫度則常控制在3℃~5℃范圍內。過高的蒸發溫度往往難以達到所要求的空調效果，而過低的蒸發溫度，不但增加了機組的能量消耗，又容易造成蒸發管道凍裂。

蒸發溫度與冷水出水溫度之差，隨蒸發器熱負荷增減而分別增大或減少。在同樣負荷情況下，溫差增大則傳熱系數減少。此外，該溫差大小與傳熱面積有關，而且管內水側的污垢情況，管外潤滑積聚的多少，對溫差也有一 定影響。為了減少溫差，增強傳熱效果，要做到定期清除蒸發器水側污垢，積極采取措施將潤滑油引回到油箱中。

2、冷凝壓力與冷凝溫度

在冷水機組中，高壓表所指示的壓力稱作冷凝壓力。該壓力所對應的溫度稱為冷凝溫度。例如：使用R123的離心式冷水機組，冷凝壓力為53.1kPa（0.0531Mpa）（表壓），對應的溫度為40℃；R134a的離心式冷水機組，冷凝壓力為915.075kPa(0.915Mpa)（表壓），對應的冷凝溫度也是40℃，而R22的往復冷水機組，冷凝壓力為1432.2kPa(1.432MPa)（表壓），冷凝溫度也是40℃。

冷凝溫度的高低，在蒸發溫度不變的情況下，對于機組功率消耗有決定意義。冷凝溫度升高功耗增大。此外，離心式制冷機組冷凝壓力升高會引起主機喘振。反之，冷凝溫度降低，功耗隨之降低。因此，在冷水機組運行操作時，應注意保證冷卻水溫度、水量、水質等指標在合格范圍?？諝獯嬖谟诶淠髦袝r，冷凝溫度與冷卻水出口溫差增大，而冷卻水進、出口溫差反為減少，這時冷凝器的傳熱效果不好，冷凝器外器有燙手感。除此之外，冷凝器管子水側結垢和淤泥對熱量傳達的影響也起著相當的作用。

3、冷水的壓力和溫度

空調用冷水機組一般是在標準工況所規定的冷水回水溫度12℃，供水溫度7℃，溫差5℃的條件下運行的。對于同一臺冷水機組來說，其運行條件不變，外界負荷一 定的情況下，冷水機組的制冷量是一 定的。此時，通過蒸發器的冷水流量與供、回水溫差成反比，即冷水流量越大，溫差越??；反之，流量越小，溫差越大。所以，冷水機組工況規定冷水供回水溫差為5℃，這實際上是規定了機組的冷水流量。這種冷水流量的控制就表現為控制冷水通過蒸發器的太力降。

在標準工況下，蒸發器上冷水供回水壓降調定為0.5kgf/cm2。其壓降調定方法是調節冷泵出口閥門開度，和蒸發器供、回水閥門開度。閥門開度調節的原則是：蒸發器出水有足夠的壓力來克服冷水閉式循環系統中阻力；機組在負擔設計負荷的情況下運行，蒸發器進、出水溫差為5℃。此時進、出蒸發器的冷水壓降為0.5kg/cm2左右。

按照上述要求，閥門一經確定，冷水系統各閥門開度大小就應相對穩定不變。即使在非調定工況下運行（如卸載運行）旱，各閥門也應相對穩定不變。應當注意，全開閥門加大冷水流量，減少進、出水溫差的做法是不可取的。這樣做雖然會使蒸發器的蒸發溫度提高，機組的冷量有所增加，但水泵功率也因此而提高，兩相比較得不償失。所以，蒸發器冷水側進、出水壓降控制在49.05kPa(0.5kgf/m2)為宜。

一般來說，冷水供水管上的壓力，只要能夠滿足克服冷水管系統中管道上的陰力損失就可以了，這可以從安裝在冷水泵上的吸入壓力表讀數來判別。然后通過控制冷水泵出水閥的開度，可以調節冷水供水壓力。將出水閥開度關小，則冷水泵背壓提高，通過水泵的流量減少，水泵功率消耗下降，這時蒸發器的供水壓力下降，但該壓力無論如何也不應低于滿足蒸發器供、回水壓降為49.05kPa(0.5kgf/m2)的要求。

為了冷水機組的運行安全，蒸發器出水溫度一般不低于3℃。此外，冷水系統雖然是封閉的，在蒸發器中水側結垢和腐蝕不會像冷凝器那樣嚴重，但從設備檢查維修要求出發，應每年對蒸發器管道的水側和冷水系統的其他管道清洗一次。

4、冷卻水的壓力和溫度

冷水機組在標準工況下運行，其冷凝器回水溫度為30℃，出溫度為35℃。對于在運行的冷水機組，環境條件、負荷和制冷量都已成為定值。這時，冷凝熱負荷無疑也為定值。標準規定進、出水溫差為5℃，冷卻水流量必然也為一 定值。而且該流量與進出水溫差成反比。所以，冷水機組在標準工況運行，只要規定冷卻水的進出水溫差就行了。這個流量通常用進、出冷凝器的冷卻水壓力降來控制。

在標準工況下，冷凝器出水壓降調定為0.75kgf/cm2左右。壓降調定方法同樣是采取調節冷卻水泵出口閥門開度和冷凝器進出水管閥開度。遵循同樣的原則：在冷凝器出水內有足夠的壓力克服冷卻水系統管道的阻力；機組在設計負荷下運行時，進出冷凝器的冷卻水溫差為5℃。同樣應該注意的是，隨意過量開大冷水閥門，增大冷卻水量借以降低冷凝壓力，試圖降低能耗的作法，只能事與愿違，適得其反。

為了降低冷水機組的功率消耗，應當盡可能降低冷凝器溫度。其可取措施有兩個方面：一是降低冷凝器的回水溫度，二是加大冷卻水量?；厮疁囟热Q于大氣溫度和相對溫度，受自然條件變化的影響和限制；而加大冷卻水流量簡單易行。但流量也不是可以無限制的加大的，因為過分加大冷卻水流量，往往引起冷卻水泵功率消耗急劇上升，也得不到理想的效果。所以冷水機組冷卻水量選擇，以標準工況下，冷卻水進出冷凝器壓降為為宜。

對于離心式冷水機組，冷凝壓力過高或過低都會引起喘振。所以，當離心式冷水機組在氣溫較低的秋季運行時，應適當減少投入運行的冷卻風機臺數，以便提高冷卻水的回水溫度。也可以將一部分冷卻水出水旁通引入回水中，可以收到提高回水溫度的效果。采用減少冷卻水量加大進、出水溫差的辦法可以有同樣的作用，但進出水壓降應適當調小。

離心式冷水機組遇到此種情況時，應注意冷凝壓力與蒸發壓力之差不可太小，應滿足防止發生喘振的要求，否則要發生喘振。在氣溫較低的秋季，運行往復式冷水機組比較有利，因為這時冷凝壓力較低，功率消耗大降低。

冷卻水系統是開式循環，冷卻塔在大氣中運行?；覊m、雜物和大氣中的腐蝕氣體及有害物質，會融解在冷卻水中，在陽光照射下造成氧化作用增強，級微生在水中繁殖，對冷卻水系統工作存在相當嚴重的危害。因此，有關操作管理規定要求冷卻水系統和冷凝器管道必須每年清洗一次系統中的淤泥、污垢、雜質及微生物等，保證冷凝器的正常工作性能。

5、壓縮機的吸氣溫度

壓縮機的吸氣溫度，對往復式壓縮機來說，是指壓縮機吸氣腔中制冷劑氣體的溫度；對于離心式壓縮機，應為吸氣導葉上的制冷劑氣體溫度。吸氣溫度的高低，不但影響著排氣溫度的高低，而且對壓縮機的容積制冷量有重要影響。壓縮機吸氣溫度高時，排氣溫度也高，制冷劑被吸入時的比容大，此時壓縮機的單位容積制冷量小，這是我們所不希望的。相反壓縮機吸氣溫度低時，其單位容積制冷量大。

但是，壓縮機吸氣溫度低，可能造成制冷劑液體被除數壓縮機吸入，使往復式壓縮機發生“液擊”而對于離心式壓縮機來說，由于過低的吸氣溫度使壓縮機的吸入壓力過低，可能會產生喘振。所以，要規定壓縮機的吸氣過熱度。

對于往復式冷水機組，壓縮機吸氣過熱度取為5~10℃，這時采用干式蒸發器?？梢杂脽崃ε蛎涢y控制吸氣過熱度，通過調節熱力膨脹閥的調節螺桿，即可調節過熱度的大小。除此之外，壓縮機及管道的長短和包扎的保溫材料性能的好壞，對過熱度的大小也有一 定影響。

過熱度給離心式壓縮機帶來的影響，沒有往復式壓縮機那樣敏感。所以，在離心式冷水機組中，其吸氣過熱度就會增加。因此，在冷水機組的運行操作過程中，必須注意壓縮機的吸氣溫度控制。

6、壓縮機排氣溫度

壓縮機排氣溫度是制冷劑經過壓縮后的高壓過熱蒸汽到排氣腔時的溫度，由于壓縮機所排出的制冷劑為過熱蒸汽，其壓力和溫度之間不存在對應關系。通常是靠設置在壓縮機排氣腔的溫度計來測量的。

排氣溫度要較冷凝溫度高的多。排氣溫度的直接影響因素是壓縮機的吸氣溫度，兩者是正比關系。此外，排氣溫度還與制冷劑的種類和壓力高低有關。在空調工況下，由于壓比不大，所以排氣溫度并不高。如果往復式壓縮機吸、排氣閥片不嚴密或破碎引起泄漏（內泄漏）時，排氣溫度會明顯上升。在離心式制冷機組中（特別是R123機組），如果制冷系統混入空氣，則吸氣溫度和排氣溫度都會升高。

7、冷水機組的中間壓力和溫度

為了提高離心式冷水機組的運行經濟性，降低機組消耗，空調工程中也可以采用兩級離心式壓縮機。該機中，中間節流補氣裝置稱做省功器。省功器內的壓力就是機組的中間壓力，其所對應的制冷劑溫度即為中間溫度中間壓力確定的原則是使兩級離心式制冷壓縮機的低壓和高壓級壓縮機總功耗盡可能小，循環的制冷系統盡可能大。

具體的中間壓力和溫度參數是在規定的運行蒸發溫度和冷凝溫度的基礎上，按上述原則選定的。運行中機組蒸發溫度和冷凝溫度的改變，必須會引起中間壓力和溫度偏離設計值，降低兩級循環的性能。一般空調冷水機組中，兩級離心機組不設中間壓力測點，運行中不記錄中間壓力和溫度。

8、油壓差、油溫與油位高度

潤滑油系統是機組正常運行不可缺少的部分，它為機組的運動零件提供潤滑和冷卻條件。螺桿式、離心式和部分往復式冷水機組，還需要利用潤滑油來控制能量調節裝置或抽氣回收裝置。

從各種機組的潤滑系統組成特點看，除往復式機組將潤滑油儲存在壓縮機曲軸內依附于制冷系統外，離心式和螺桿式機組都有獨立的潤滑油系統，有自己的貯油容器，清寒有專門用于降低油溫的油冷卻器。因此，潤滑油的油壓差，油溫與油壓高度，是保證機組在正常工作條件下，運動零件潤滑和冷卻的三要素。

油壓差的作用，是使潤滑油在油泵的驅動下，在油系統管道中流動，輸送到各工作部位時克服其流動阻力。沒有足夠的油壓差，就不能保證系統有足夠的潤滑和冷卻油量，及驅動能量調節裝置時所需要的動力。

所以，機組油系統的油壓差，必須保證在合理的范圍，以便于機組運動部分得到充分潤滑和冷卻，靈活地操縱能量調節裝置。油壓差的控制范圍：往復式機組為：1.5~2.5kgf/cm2；雙螺桿式機組為：1.5~12.5kgf/cm2；離心式機組為：1.5~2.5kgf/cm2。發現機組運行油壓有偏差時，應及時排除故障并進行調整。

油溫，即機組工作時潤滑油溫度。油溫的高低對潤滑油的黏度產生重要影響。油溫大低會使油黏度增大，流動性降低，不易形成均勻的油膜，達不到預期的潤滑效果；同時還會引起油的流動速度降低，使潤滑油量減少，油泵的功耗增大。

若油溫大高，會使油黏度下降，在運動部件之間潤滑油膜達不到一 定的厚度，難以承受必需的工作壓力，造成潤滑狀況惡化，致使運動部件磨損。因此，合理的潤滑油溫度對各種形式的冷水機組來說都十分必要。一般潤滑油的工作溫度都在35~45℃的范圍內。

此外，油溫對潤滑油中的制冷劑溶量多少的影響也是不可忽視的。在壓力一 定的情況下，潤滑油對制冷劑的溶解度，隨油溫的上升而減少。在機組中，保持一 定的油溫可以減少潤滑油中制冷劑的含量，對壓縮機安全順利啟動有良好作用。因此，機組啟動操作規程規定機組啟動前，必須不停頓地對機組中潤滑油進行24h以上加溫，有的機組（特別是R11離心機組）甚至在停機的整個過程中，對潤滑油的加熱也不能停止。機組啟動前潤滑油溫度要求分別是：往復式機組油溫要達到：55~65℃；螺桿式機組油溫要達到：45~55℃；離心式機組油溫應達到：60~75℃。機組在運行時的油溫均低于上述數值。

油位高度，是潤滑油在儲存容器中的高度。各機組的貯油器均設置有油位顯示裝置。一般規定貯油容器內的油位高度應位于視鏡中央水平線上下5mm。規定油位高度的目的是為了保證油泵工作時，油循環有足夠的供應量能夠維持連續不斷循環的工作狀態。油位過低易造成油泵失油，甚至釀成機組運行故障或損壞事故。因此，必須在油位過低時，及時給潤滑系統內補充相同牌號的潤滑油，直到油箱內的油位高度達到視鏡的規定高度為止。

9、機組運行電流與電壓

一般機組要求的額定供電電壓為：380V、三相、50Hz，供電的平均相電壓不穩定率小于2%。所有電動機的運行電壓應壓縮機銘牌所規定電壓的±5%范圍之內。

實際運行中，機組的運行電流在冷卻和冷水溫度相同的情況下，隨能量調節中制冷量大小而增加或減少。對于往復式冷水機組，投入運行的缸數多少，離心式冷水機組導葉開度大水，都要影響到運行電流的大小。但當機組冷水溫度不同時，以上的變化規律就能成立。比如某機組冷水溫度為12℃，供水溫度為7℃時，離心式制冷壓縮機的導葉開度為45%，而同一機組在冷水回水溫度14℃，供水溫度為9℃時，導葉開度僅為35%。

由于同一機組前后運行的工況完全不同，不具備可比條件，就不可能經比較得出哪種情況下，主電機負荷重的結論。不過，通過安裝在機組開關柜上的電流表可以反映出兩種情況下，電流讀數的差別，凡運行電流值大的，主電機負荷就重。通過比較機組運行電流和電壓參數的記錄，完全可以得出主電機在各種情況下消耗功率的大小。

電流值是一個隨電動機負荷變化而變化的重要參數值，操作時應注意經常與總配電室的電流表比較，同時應注意指針（數字）的擺動（跳動）。正常情況下，因三相電源的相不平衡或電壓變化，而使電流表指針（數字）作周期性或不規則的大幅度擺動（跳動）。在壓縮機負荷變化時，也引起這種現象發生。運行中必須注意加強監視，保持電流，電壓值的正常狀態。為了保護電動機，要避免頻繁啟動機組。