发表时间：2018-10-14T10:53:41.587Z 来源：《电力设备》2018年第19期作者：刘明涌
[导读] 摘要：冷水式电制冷机由于功率大且能效较高，在公用建筑空调系统中广泛应用。 （广州大学城华电新能源有限公司广东广州 511442）
摘要：冷水式电制冷机由于功率大且能效较高，在公用建筑空调系统中广泛应用。然而，随着电制冷机的压缩机高速运转，热量源源不断地耗散到机房周围环境，特别在布置大量冷水机组的集中供冷站中，若不能选择合适的通风方式，长期高温热辐射势必对作业人员及设备产生不利影响。本文主要计算冷水式电制冷主机的散热量，并探讨此类机房的通风方式。 关键词：冷水式电制冷机机房集中供冷站散热计算通风方式
0 引言
冷水式电制冷机房主要的热源有冷水机组本身、水泵电机、辅助系统电气设备发热。压缩机作为冷水机组的主要部件，其在高速运转过程中由于设备零部件的摩擦会产生大量余热，也是电制冷机房最大的发热源。压缩机的常规冷却方式包括空气冷却和冷水冷却两种，由于水冷却的水路系统过于复杂，造成设
备体积庞大，影响后续的维护，现在用得比较多的是空气冷却和制冷剂冷却两种形式。从压缩机的形式区分，全封闭式压缩机采用制冷剂冷却，开启式压缩机采用空气冷却。前者将压缩机密闭在腔体中，通过腔体外制冷剂把压缩机运转过程产生的热量经由制冷循环传给循环冷却水，然后利用屋顶机力冷却塔将热量耗散到大气中，机房内水泵电机及其他辅助设备的散热，采用常规通风措施即可；后者压缩机直接裸露在机房环境中，只能通过机房内空气对流进行降温冷却，因此必须要有足够的通风量才能满足散热需求。
常规制冷机房设置在地下室，自然通风不畅，采用每小时6次换气进行通风量估算。集中供冷站往往建设在商业中心附近，用地较为紧张，大量冷水机组集中布置。当采用开启式压缩机时，若不能及时将热量导走，势必造成狭窄空间热量聚集，引起室内环境温度上升。因此需要对其所在机房散热量进行充分计算，选取合适的通风冷却方式。以下主要针对采用开启式压缩机的电制冷机房进行研究。
1 电制冷机房散热量计算
电制冷机房内开启式压缩机作为主要的热源，根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》，冷水式电制冷机的散热量计算如下：
其中 Q：电制冷机组散热量，单位kW；
N ：电制冷机组压缩机安装功率，kW；
n1 ：安装系数，压缩机设计轴功率与安装功率之比；
(N*n1 ) 即为电制冷机组的输入功率，单位kW。
n2：负荷系数，实际运行功率与设计轴功率之比，考虑负荷情况，n2 = 1.0。
n3：同时使用系数，取为1.0。
n4：蓄热系数，压缩机的功率损耗，一部分以对流形式耗散到环境中，另一部分以辐射方式辐射到围护结构积存起来，并另有一小部分转化为其他能量形式如声音，振动等，考虑这些因素，取n4=0.75。
：电制冷机组压缩机效率，根据制造工艺有所差异。
2 工程实例计算
广州某制冷机房，面积约为1000㎡，层高8m，安装8台单机制冷量为8790kW、4台单机制冷量为3165kW的冷水式电制冷机组。全部采用开启式压缩机，额定工况输入功率分别为1660kW和605kW。根据厂家资料，8790kW机组压缩机效率=96%，3165kW机组压缩机=95.8%。
则对于8790kW机组而言，额定工况下散热量：
同理，对于3165kW机组而言，额定工况下散热量：
全部制冷主机满负荷时总的散热为：
3 机房热湿平衡及通风量计算
由于电制冷机向室内环境耗散的是热量，并不引起湿度的变化，因此仅需考虑热量平衡。广州夏季通风室外计算干球温度为31.8℃，常规机房环境温度为45℃，为满足机房通风规范要求，假定机房温升取13.2℃，机房的散热量平衡式如下：
则满足散热所需通风量为：
其中，：空气定压比热容，1.01 kJ/（kg. K）;
：空气比重，1.29kg/ m3 。
根据机房设计规范，常规换气次数n为6次/小时，机房体积为9600m³，则机房通风量如下：
显然，自然通风量小于满足机房散热所需要的通风量，若按常规机房通风散热设计，则会导致热量聚集，引起环境温度升高。
4 机房通风方式选择
为了使散热量能够及时排走，要么增加换气次数，要么根据热量平衡公式增大进风温差，采取进风降温冷却的方式。方案一：增加换气次数，则调整后最小换气次数为
仅采取通风散热的方式，冷却风量较常规计算增加接近一倍，需要增大风机选型、加大进排风面积，由此可能产生较大噪声，常规冷水式制冷机房设置在地下室，土建施工难度增加。
方案二：在不改变通风量的情况下，采取进风冷却、增大进风温差：此种方式需要将机房进风冷却降温到22.2℃，且随着空调温度下降，需要处理的新风潜热量也随之加大，从节能角度而言，能耗明显增大。
显然，在机房散热量过大的情况下，通过单一措施进行机房降温，效果并不理想。若设计中采用机械通风和进风降温冷却两种方式相结合，在土建条件允许的条件下增加一定的通风面积，并设置空气处理机组。在过渡季机组带部分负荷的时候，充分利用机械通风进行自然冷却，夏季机组带满负荷的时候，部分室外新风经过空气处理机进行降温处理再进入机房，可以减少整体的机械进排风量，最大限度的减少运行能耗。
5 结论
常规冷水式电制冷机房设置于地下室，通风条件受制于土建结构，通风换热面积受限，针对装机容量较大的空调机房，若简单套用规范推荐的换气次数法计算通风量，可能会出现设备实际发热量过大而导致机房环境温度偏高，无法满足设计要求。因此，此类机房应该根据后续的设备招标情况，重新计算散热量，复核机房通风设计是否合理。在通风量增加不大的情况下，排风机选型稍微增大即可；若通风量过大，可以结合进风冷却的方式，避免大面积土建改造，使通风措施更加经济合理。余热制冷
6 参考文献
[1] GB 50736-2012.民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社
[2] 李先瑞.天然气分布式能源系统设计时应注意的几个问题[J].发电与空调,2012,(3):7～13
[3] 陈则韶，胡芃，程文龙.压缩制冷设备节能途径分析[J].通用机械.2003,(1):21-25
[4] 杨诗成，王喜魁.泵与风机（第三版）[M].北京：中国电力出版社.2007
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