实验室净化工程中央空调系统冷源设备及选择

1.实验室净化工程中央空调冷源设备

中央空调工程中常用水作为冷量传递物质，因此冷水机组是中央空调工程中采用较多的冷源设备。一般而言将制冷系统中的全部组成部件组装成一个整体设备，并向中央空调提供处理空气所需要低温水(通常称为冷冻水或冷水)的制冷装置。

(1)常用冷水机组的分类

空调工程中常用的冷水机组根据所用动力种类不同分为电力驱动冷水机组和热力驱动冷水机组。电力驱动冷水机组多是采用蒸汽压缩制冷原理的冷水机组，又称为蒸汽压缩式冷水机组；热力驱动冷水机组多是采用吸收式制冷原理的冷水机组，又称为吸收式冷水机组。

压缩式冷水机组，根据其压缩机种类不同，分为活塞式冷水机组、螺杆式冷水机组和离心式冷水机组三种；根据其冷凝器的冷却方式不同，可分为水冷式、风冷式和蒸发冷却式冷水机组；根据使用的制冷剂种类不同，可分为氟利昂冷水机组和氨冷水机组。模块化冷水机组通常采用活塞式制冷压缩机，所以也属于活塞式冷水机组，但具有结构设计独特，系统构成方便的特点。

吸收式冷水机组，根据其热源方式的不同，分为蒸汽型冷水机组、热水型冷水机组和直燃型冷水机组，其中蒸汽式与直燃式应用较为广泛；根据所用工质不同，可分为氨吸收式和溴化锂吸收式冷水机组；根据热能利用程度不同，可分为单效和双效吸收式冷水机组；根据各换热器的布置情况又分为单筒型、双筒型和三筒型吸收式冷水机组；根据应用范围又分为单冷型和冷热水型吸收式冷水机组。通常按习惯将上述分类加以综合，如蒸汽单、双效溴化锂吸收式冷水机组、直燃式溴化锂冷热机组等。

2.实验室净化工程冷水机组的选择

作为中央空调的心脏设备，正确选择冷水机组，不仅是工程设计成功的保证，而且对系统的运行也产生长期影响。因此，冷水机组的选择是一项重要的工作。

(1)选择冷水机组需考虑的因素

①实验室净化工程的用途。

②各类冷水机组的性能和特征。

③当地水源(包括水量、水温和水质)、电源和热源(包括热源种类、性质及品位)。

④实验室净化工程全年空调冷负荷的分布规律。

⑤初投资和运行费用。

⑥对氟利昂类制冷剂限用期限及使用替代制冷剂的可能性。

(2)冷水机组选择的一般原则

在充分考虑上述几方面因素之后，选择冷水机组时，还应注意以下几点：

①对大型集中空调系统的冷源，宜选用结构紧凑、占地面积小及压缩机、电动机、冷凝器、蒸发器和自控元件等都组装在同一框架上的冷水机组。对小型全空气调节系统，宜采用直接蒸发式压缩冷凝机组。中净环球净化可提供实验室、洁净室的咨询、规划、设计、施工、安装改造等配套服务。

②选用风冷型冷水机组还是水冷型冷水机组需因地制宜，因工程而异。一般大型工程宜选用水冷机组，小型工程或缺水地区宜选用风冷机组。

③对有合适热源特别是有余热或废热的场所或电力缺乏的场所，宜采用吸收式冷水机组。

④冷水机组一般以选用2~4台为宜，中小型规模宜选用2台，较大型可选用3台，特大型可选用4台。机组之间要考虑其互为备用和切换使用的可能性。同一站房内可采用不同类型、不同容量的机组搭配的组合式方案，以节约能耗。并联运行的机组中至少应选择一台自动化程度较高、调节性能较好、能保证部分负荷下高效运行的机组。选择活塞式冷水机组时，宜优先选用多机头自动联控的冷水机组。

⑤若当地供电不紧张，应优先选用电力驱动的冷水机组。当单机空调制冷量大于1163kW时，宜选用离心式；制冷量在582~1163kW时，宜选用离心式或螺杆式；制冷量小于582kW时，宜选用活塞式。

⑥电力驱动的冷水机组的制冷系数COP比吸收式冷水机组的热力系数高，前者为后者的三倍以上。能耗由低到高的顺序为：离心式、螺杆式、活塞式、吸收式，但各类机组各有其特点，应用其所长。

⑦选择冷水机组时应考虑其对环境的污染。一是噪声与振动，要满足周围环境的要求；二是制冷剂CFCs对大气臭氧层的不利程度和产生温室效应的大小，特别要注意CFCs的禁用时间表。在防止污染方面，吸收式冷水机组有着明显的优势。

⑧无专用机房位置或空调改造加装工程可考虑选用模块式冷水机组。

⑨尽可能选用国产机组。我国制冷设备产业近十年得到了飞速发展，绝大多数的产品性能都已接近国际先进水平，特别是中小型冷水机组，完全可以和进口产品媲美，且价格上有者无可比拟的优势。因此在同等条件下，应优先选用国产冷水机组。

(3)冷水机组的选择步骤

①初选机型。根据冷水机组的选择原则，确定冷水机组的结构形式，对照空调系统所需的制冷量，初选冷水机组的规格、型号，一般要求机组的名义制冷量应不小于空调系统所需的制冷量。

②根据空调系统的要求，确定冷冻水进、出水温度，一般冷冻水进出水温差为5~6℃；根据设计的夏季室外气象条件，确定冷却水进水温度和冷却水出水温度，一般冷却水进出水温差为5~6℃。

③利用厂家提供的机组性能曲线或性能表，根据实际工况的冷冻水进、出水温度和冷却水进出水温度要求，确定该机组在实际工况条件下的制冷量。

④比较机组在实际工况下的制冷量和空调制冷系统所要求的冷量。要求机组在实际工况下的制冷量略大于空调制冷系统所要求的制冷量，否则应重新选取。

⑤根据机组的规格、型号，查取该机组的冷冻水流量、冷却水流量及机组中冷冻水和冷却水的压降等，为选择冷却塔，冷冻水泵及冷却水泵等作好资料准备。

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