實驗室凈化工程中央空調(diào)系統(tǒng)冷源設備及選擇

1.實驗室凈化工程中央空調(diào)冷源設備

中央空調(diào)工程中常用水作為冷量傳遞物質(zhì)，因此冷水機組是中央空調(diào)工程中采用較多的冷源設備。一般而言將制冷系統(tǒng)中的全部組成部件組裝成一個整體設備，并向中央空調(diào)提供處理空氣所需要低溫水(通常稱為冷凍水或冷水)的制冷裝置。

(1)常用冷水機組的分類

空調(diào)工程中常用的冷水機組根據(jù)所用動力種類不同分為電力驅(qū)動冷水機組和熱力驅(qū)動冷水機組。電力驅(qū)動冷水機組多是采用蒸汽壓縮制冷原理的冷水機組，又稱為蒸汽壓縮式冷水機組；熱力驅(qū)動冷水機組多是采用吸收式制冷原理的冷水機組，又稱為吸收式冷水機組。

壓縮式冷水機組，根據(jù)其壓縮機種類不同，分為活塞式冷水機組、螺桿式冷水機組和離心式冷水機組三種；根據(jù)其冷凝器的冷卻方式不同，可分為水冷式、風冷式和蒸發(fā)冷卻式冷水機組；根據(jù)使用的制冷劑種類不同，可分為氟利昂冷水機組和氨冷水機組。模塊化冷水機組通常采用活塞式制冷壓縮機，所以也屬于活塞式冷水機組，但具有結構設計獨特，系統(tǒng)構成方便的特點。

吸收式冷水機組，根據(jù)其熱源方式的不同，分為蒸汽型冷水機組、熱水型冷水機組和直燃型冷水機組，其中蒸汽式與直燃式應用較為廣泛；根據(jù)所用工質(zhì)不同，可分為氨吸收式和溴化鋰吸收式冷水機組；根據(jù)熱能利用程度不同，可分為單效和雙效吸收式冷水機組；根據(jù)各換熱器的布置情況又分為單筒型、雙筒型和三筒型吸收式冷水機組；根據(jù)應用范圍又分為單冷型和冷熱水型吸收式冷水機組。通常按習慣將上述分類加以綜合，如蒸汽單、雙效溴化鋰吸收式冷水機組、直燃式溴化鋰冷熱機組等。

2.實驗室凈化工程冷水機組的選擇

作為中央空調(diào)的心臟設備，正確選擇冷水機組，不僅是工程設計成功的保證，而且對系統(tǒng)的運行也產(chǎn)生長期影響。因此，冷水機組的選擇是一項重要的工作。

(1)選擇冷水機組需考慮的因素

①實驗室凈化工程的用途。

②各類冷水機組的性能和特征。

③當?shù)厮?包括水量、水溫和水質(zhì))、電源和熱源(包括熱源種類、性質(zhì)及品位)。

④實驗室凈化工程全年空調(diào)冷負荷的分布規(guī)律。

⑤初投資和運行費用。

⑥對氟利昂類制冷劑限用期限及使用替代制冷劑的可能性。

(2)冷水機組選擇的一般原則

在充分考慮上述幾方面因素之后，選擇冷水機組時，還應注意以下幾點：

①對大型集中空調(diào)系統(tǒng)的冷源，宜選用結構緊湊、占地面積小及壓縮機、電動機、冷凝器、蒸發(fā)器和自控元件等都組裝在同一框架上的冷水機組。對小型全空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，宜采用直接蒸發(fā)式壓縮冷凝機組。中凈環(huán)球凈化可提供實驗室、潔凈室的咨詢、規(guī)劃、設計、施工、安裝改造等配套服務。

②選用風冷型冷水機組還是水冷型冷水機組需因地制宜，因工程而異。一般大型工程宜選用水冷機組，小型工程或缺水地區(qū)宜選用風冷機組。

③對有合適熱源特別是有余熱或廢熱的場所或電力缺乏的場所，宜采用吸收式冷水機組。

④冷水機組一般以選用2~4臺為宜，中小型規(guī)模宜選用2臺，較大型可選用3臺，特大型可選用4臺。機組之間要考慮其互為備用和切換使用的可能性。同一站房內(nèi)可采用不同類型、不同容量的機組搭配的組合式方案，以節(jié)約能耗。并聯(lián)運行的機組中至少應選擇一臺自動化程度較高、調(diào)節(jié)性能較好、能保證部分負荷下高效運行的機組。選擇活塞式冷水機組時，宜優(yōu)先選用多機頭自動聯(lián)控的冷水機組。

⑤若當?shù)毓╇姴痪o張，應優(yōu)先選用電力驅(qū)動的冷水機組。當單機空調(diào)制冷量大于1163kW時，宜選用離心式；制冷量在582~1163kW時，宜選用離心式或螺桿式；制冷量小于582kW時，宜選用活塞式。

⑥電力驅(qū)動的冷水機組的制冷系數(shù)COP比吸收式冷水機組的熱力系數(shù)高，前者為后者的三倍以上。能耗由低到高的順序為：離心式、螺桿式、活塞式、吸收式，但各類機組各有其特點，應用其所長。

⑦選擇冷水機組時應考慮其對環(huán)境的污染。一是噪聲與振動，要滿足周圍環(huán)境的要求；二是制冷劑CFCs對大氣臭氧層的不利程度和產(chǎn)生溫室效應的大小，特別要注意CFCs的禁用時間表。在防止污染方面，吸收式冷水機組有著明顯的優(yōu)勢。

⑧無專用機房位置或空調(diào)改造加裝工程可考慮選用模塊式冷水機組。

⑨盡可能選用國產(chǎn)機組。我國制冷設備產(chǎn)業(yè)近十年得到了飛速發(fā)展，絕大多數(shù)的產(chǎn)品性能都已接近國際先進水平，特別是中小型冷水機組，完全可以和進口產(chǎn)品媲美，且價格上有者無可比擬的優(yōu)勢。因此在同等條件下，應優(yōu)先選用國產(chǎn)冷水機組。

(3)冷水機組的選擇步驟

①初選機型。根據(jù)冷水機組的選擇原則，確定冷水機組的結構形式，對照空調(diào)系統(tǒng)所需的制冷量，初選冷水機組的規(guī)格、型號，一般要求機組的名義制冷量應不小于空調(diào)系統(tǒng)所需的制冷量。

②根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)的要求，確定冷凍水進、出水溫度，一般冷凍水進出水溫差為5~6℃；根據(jù)設計的夏季室外氣象條件，確定冷卻水進水溫度和冷卻水出水溫度，一般冷卻水進出水溫差為5~6℃。

③利用廠家提供的機組性能曲線或性能表，根據(jù)實際工況的冷凍水進、出水溫度和冷卻水進出水溫度要求，確定該機組在實際工況條件下的制冷量。

④比較機組在實際工況下的制冷量和空調(diào)制冷系統(tǒng)所要求的冷量。要求機組在實際工況下的制冷量略大于空調(diào)制冷系統(tǒng)所要求的制冷量，否則應重新選取。

⑤根據(jù)機組的規(guī)格、型號，查取該機組的冷凍水流量、冷卻水流量及機組中冷凍水和冷卻水的壓降等，為選擇冷卻塔，冷凍水泵及冷卻水泵等作好資料準備。

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