冷凍水式精密空調(diào)的綜合分析之冷凍水系統(tǒng)機(jī)房專用空調(diào)設(shè)計(jì)原理

（1）加熱器分電加熱和熱氟加熱器。電加熱器采用全不銹剛繞片式或PTC電加熱管，具有結(jié)構(gòu)簡單，易于控制，加熱量大，并可實(shí)現(xiàn)多級加熱量的控制，滿足不同工況的要求。熱氟加熱器采用先進(jìn)的制冷技術(shù)融合節(jié)能環(huán)保理念所衍生的技術(shù)結(jié)晶，該加熱方式是利用機(jī)組的耗熱量來取代電加熱量，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。

（2）加濕器采用品牌電極式蒸汽加濕器，電極式蒸汽加濕器是利用交流電能直接對自來水進(jìn)行加熱產(chǎn)生潔凈蒸汽的過程。具有加濕量大、加濕效率高、可實(shí)現(xiàn)高精度的無級加濕。

（3）送風(fēng)系統(tǒng)：送風(fēng)機(jī)為前傾/后傾式系列的雙進(jìn)風(fēng)、雙寬度離心風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)選型采用專業(yè)的CAD選型軟件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以獲取風(fēng)機(jī)運(yùn)行的最佳工作點(diǎn)。

恒溫恒濕空調(diào)機(jī)具有精度高、可靠性好、顯熱比高、噪聲低、適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊、檢修方便等特點(diǎn)，多種選擇，有風(fēng)冷、水冷兩種冷卻方式，滿足客戶不同使用環(huán)境的需求。模塊式機(jī)房專用空調(diào)機(jī)用戶可根據(jù)需要，選用單個(gè)模塊或多個(gè)模塊組合。模塊之間可并排安裝也可分開安裝。各機(jī)組獨(dú)立供電、供水，機(jī)組之間用信號線相連。

冷凍水系統(tǒng)機(jī)房專用空調(diào)系統(tǒng)圖

2.2.1可靠性：如果將冷凍主機(jī)部分設(shè)計(jì)為單機(jī)系統(tǒng)，或管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)為單管路，將存在嚴(yán)重的單點(diǎn)瓶頸，一旦冷凍主機(jī)故障或管路故障，整個(gè)系統(tǒng)將癱瘓，因此如果該系統(tǒng)采用冷凍水冷卻方式，必須采用主機(jī)備份和雙管路系統(tǒng)來解決，要求冷凍主機(jī)系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、泵系統(tǒng)采用N+X備份，確保任意系統(tǒng)發(fā)生故障，整個(gè)系統(tǒng)正常提供冷凍水。如項(xiàng)目采用冷凍水主設(shè)備冗余、管路系統(tǒng)采用雙環(huán)管網(wǎng)等設(shè)計(jì)，在任意管路或主器件出現(xiàn)問題，仍能不影響絕大部分的機(jī)組運(yùn)行。 　 

精密空調(diào)漏水隱患：冷凍水冷卻方式隱患較大，問題在大型冷凍水管進(jìn)入機(jī)房，就存在水浸機(jī)房的風(fēng)險(xiǎn)，一旦進(jìn)入機(jī)房的主管路發(fā)生問題，由于水量大，很難通過防水壩以及排水孔排除漏水。這就需要設(shè)計(jì)有漏水報(bào)警與聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)（例如在發(fā)生漏水時(shí)，立即判斷并自動(dòng)關(guān)閉相應(yīng)段的水閥），并需要在系統(tǒng)運(yùn)行的每個(gè)月進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)即使漏水告警系統(tǒng)發(fā)出信號，但電動(dòng)水閥也無法關(guān)閉的問題。若主管路發(fā)生漏水將帶來災(zāi)難性影響。 　　 

精密空調(diào)能效比：冷凍水冷卻方式中，大型冷凍主機(jī)的壓縮機(jī)能效比高于機(jī)房空調(diào)壓縮機(jī)，但是整個(gè)冷凍水的耗電包括壓縮機(jī)、冷凍水泵、冷卻水系統(tǒng)、末端冷凍水機(jī)組的總耗電，這樣，針對整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的能效比約在2.5～3.5。而綜合效率取決于冷凍主機(jī)的效率，總冷量為4500KW的系統(tǒng)冷凍水主機(jī)能效比取國標(biāo)二級能效5.6，按5000平方米機(jī)房計(jì)算，并考慮冷凍主機(jī)水泵冷卻塔能無極調(diào)節(jié)變頻時(shí)，總能效比顯示出優(yōu)勢。當(dāng)然，可以設(shè)計(jì)在冬季利用自然冷源，進(jìn)一步提高全年能效比。 

精密空調(diào)可擴(kuò)容性：冷凍水冷卻方式的管路系統(tǒng)和主機(jī)系統(tǒng)，都需要提前規(guī)劃設(shè)計(jì)，例如否則后期擴(kuò)容難度大。冷凍主機(jī)系統(tǒng)可按N+X方式逐一設(shè)計(jì)，但管路系統(tǒng)無法逐一設(shè)計(jì)，必須根據(jù)終期容量進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，否則后期無法更改，這樣就會(huì)帶來很多問題，例如：前期管路設(shè)計(jì)與冷凍主機(jī)設(shè)計(jì)很難匹配運(yùn)行的問題等，同時(shí)也會(huì)影響前期運(yùn)行的效率。因此需要在設(shè)計(jì)中充分考慮。 　　 

精密空調(diào)靈活性：冷凍水冷卻方式的主管路系統(tǒng)需要提前安裝到位，制冷主機(jī)可分期實(shí)施，末端管路系統(tǒng)因主管系統(tǒng)限制，調(diào)整余地少，水路平衡和互相干擾大，因此對設(shè)計(jì)要求很高，分期建設(shè)難度很大，很難在不同建設(shè)時(shí)期保證系統(tǒng)都運(yùn)行在最佳狀態(tài)。 

精密空調(diào)對建筑外部條件的要求：這一點(diǎn)是冷凍水冷卻方式的優(yōu)勢，其冷凍主機(jī)和冷卻塔可以集中布置，占地面積少。但不足在于，如果冷凍主機(jī)系統(tǒng)或其冷卻塔設(shè)計(jì)在屋面，則對承重要求高。如設(shè)計(jì)在地下室，需要進(jìn)行好降噪工作等。本項(xiàng)目規(guī)模下冷凍水主機(jī)一般設(shè)計(jì)在地下室，按2+1備份，2600kW/臺(tái)考慮，并考慮配電、泵、控制裝置、水處理裝置、管路，需要約300～400平方米。冷卻塔一般設(shè)計(jì)在樓頂或戶外地面，選擇按3臺(tái)2+1備份考慮，占地約100平方米。 　　 

針對5000平米機(jī)房，與風(fēng)冷冷卻方式比較，冷凍水冷卻方式投資較高。包括冷凍主機(jī)、冷卻塔、管路、末端冷凍水機(jī)房專用空調(diào)等系統(tǒng)，應(yīng)設(shè)計(jì)有冷凍主機(jī)水泵冷卻塔能無極調(diào)節(jié)變頻系統(tǒng)等，另外北京地區(qū)必須考慮冷卻水防凍問題，因此將進(jìn)一步增加成本。如為高可用性要求機(jī)房，為考慮安全性，設(shè)計(jì)為雙盤管冷凍水系統(tǒng)，也就是說冷凍水機(jī)房專用空調(diào)同時(shí)設(shè)計(jì)有兩套盤管，并有兩路進(jìn)水、兩路排水，正常運(yùn)行時(shí)一路供回水系統(tǒng)和一套盤管工作，另一路處于備用，任意路系統(tǒng)無法正常供水，系統(tǒng)將自動(dòng)切換到另一套盤管。此方案將進(jìn)一步保障系統(tǒng)的安全性，但同時(shí)也將增加投資。 　　 

精密空調(diào)可維護(hù)管理：冷凍水冷卻方式需要高水平的運(yùn)行與維護(hù)隊(duì)伍，需要時(shí)時(shí)檢測水管路系統(tǒng)的壓力、水溫，檢查冷凍主機(jī)、冷卻塔、泵的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵電動(dòng)水閥以及漏水檢測元件的有效性，因此必須建設(shè)有高水平的運(yùn)行維護(hù)隊(duì)伍，對人員素質(zhì)要求較高，投入運(yùn)維方面的人員開支等遠(yuǎn)高于風(fēng)冷系統(tǒng)。 　 

精密空調(diào)系統(tǒng)的適應(yīng)性：冷凍水冷卻方式適應(yīng)管路較長（水泵揚(yáng)程范圍內(nèi)）。目前國內(nèi)選擇冷凍水冷卻方案，一般有兩種情況：情況一：應(yīng)用冷凍水空調(diào)的投資收益率適合的超大機(jī)房；情況二、無法設(shè)計(jì)風(fēng)冷室外冷凝器場地的機(jī)房。 　 

精密空調(diào)設(shè)計(jì)要求：如為高可用性要求，必須考慮冷凍主機(jī)的備份問題、雙管路設(shè)計(jì)、雙盤管冷凍水空調(diào)末端設(shè)計(jì)，冷凍主機(jī)水泵冷卻塔能無極調(diào)節(jié)變頻設(shè)計(jì)等，關(guān)鍵設(shè)計(jì)包括可點(diǎn)水壓的平衡性，末端水流量、壓降的合理性等等，因此對設(shè)計(jì)的要求非常高。綜合說明：優(yōu)點(diǎn)（適合管路長，高度，建筑外立面考慮美觀）與缺點(diǎn)都非常明顯，系統(tǒng)的高效性與系統(tǒng)的可擴(kuò)容性、系統(tǒng)的可分期實(shí)施性、系統(tǒng)的靈活性形成了不可調(diào)和的矛盾。 

用風(fēng)冷直接蒸發(fā)式冷卻塔，優(yōu)勢是冬季節(jié)能明顯，缺點(diǎn)是價(jià)格較高，夏季使用效率較低。另外，如果設(shè)計(jì)為相對高的進(jìn)出水溫度，例如：不是設(shè)計(jì)為傳統(tǒng)的7℃進(jìn)水，12℃回水（此時(shí)制冷終端冷凍水機(jī)房專用空調(diào)的顯熱比在80%左右），而是設(shè)計(jì)為10℃進(jìn)水，16℃回水，將提高制冷終端冷凍水機(jī)房專用空調(diào)的顯熱比，甚至達(dá)到100%，這樣，將減少因低顯熱比的除濕與加濕能耗，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能，但代價(jià)是將設(shè)計(jì)有更多數(shù)量的制冷終端冷凍水機(jī)房專用空調(diào)，這種方法已經(jīng)在國內(nèi)最新的一些項(xiàng)目中應(yīng)用。 

該系統(tǒng)由：室內(nèi)冷凍水機(jī)房空調(diào)、冷凍水供回水管路、冷凍水水泵、冷凍水機(jī)組、冷卻水塔、冷卻水供回水管路、冷卻水泵等部分組成。

來源：機(jī)房空調(diào) http://preweds.com/

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