2024 12/26

来源:筑文说易公众号

中央空调冷却水,为何设定为出水37℃进水32℃,过高过低有什么影响

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摘要:本文阐述了水冷式中央空调冷却水在冷凝器与冷却塔间循环散热的过程,解释了我国冷却水温度标准工况设定的原因,分析了水温过高或过低对冷水机组和冷却塔换热及运行安全稳定方面的影响。

水冷式中央空调系统中,冷水机组从冷凝器向外部排热,排出的冷凝热由冷却水携带至冷却塔,经冷却塔散热后,水温由37℃降为32℃,再返回冷水机组的冷凝器,如此往复,由冷却水系统循环排热。


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在我国,一般按冷却塔的标准工况设定冷却水温度,冷水机组出水温度37℃进入冷却塔,经冷却塔散热降温为32℃,再返回为冷水机组的进水温度。


这样设定的原因,是基于冷却水在冷水机组冷凝器和冷却塔两端的换热需求,同时兼顾冷水机组的运行效率和冷却塔的有效散热。


1、冷凝器侧换热


在冷水机组的冷凝器内,高温高压的制冷剂蒸汽冷凝为液态,放出的冷凝热经换热管交换给冷却水。


为了确保冷凝器中的冷凝热能够顺利传递给冷却水,冷凝器内制冷剂的冷凝温度必须高于冷却水温度。


通常冷水机组正常运行时,冷凝温度约为40℃,此时冷却水进水32℃,换热后37℃出水,可以确保冷凝排热过程的顺利进行。


2、冷却塔侧换热


冷却水在冷却塔中的冷却散热,分为接触散热和蒸发散热两部分。


接触散热依据冷却水温与室外气温(干球温度)之间的温差,向环境空气传递显热。


蒸发散热依据冷却水温与室外空气湿球温度之间的温差,向环境空气传递潜热。


依据我国的夏季空调室外设计参数,室外空气的干球温度最高约35℃,湿球温度最高约28℃。


因此,将冷却塔的进水温度设定为37℃,可以确保在大多数情况下,冷却塔的进水温度高于室外空气的干球温度,此时既有接触散热又有蒸发散热,使冷却塔得以高效散热。


冷却塔出水温度32℃的设定,一方面是冷水机组对于冷却水按温差5℃确保冷却水流量的需求,另一方面也高于室外空气的湿球温度,能够通过蒸发散热而得以保证。


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3、冷却水温度过高


冷却水温度过高时,对冷却塔散热有利,但对冷水机组的运行和换热效率不利。


冷却水温度过高时,冷水机组的冷凝温度和压力都升高,压缩比变大,使压缩机的负担加大、功耗增加,从而降低冷水机组的制冷效率,严重时会导致高压保护而停机。


对于离心式冷水机组,属于速度型压缩,当冷凝压力升高而压比增大时,有可能触发喘振保护机制。


冷却水温度过高时,高温工作环境加速设备和管道的结垢现象。对于铜管材质的换热器,结垢会阻碍其有效换热,进一步降低系统的制冷效率。


4、冷却水温度过低


冷却水温度降低时,冷凝温度和压力随之降低,通常冷水机组的制冷效率得以提高。但冷却水温度过低时,会影响到机组的安全稳定运行。


冷却水温度过低时,冷凝压力下降,与蒸发器之间的压差减小,可能引发制冷剂流量不足,从而触发机组的低压保护,影响系统的正常运行。


对于采用制冷剂冷却电机的机组,冷凝器和蒸发器之间的压差减小,也会降低冷却效果,增加电机的过热风险,从而导致电机保护机制启动。


对于压缩机的润滑油系统,冷凝压力降低使油压差也减小,会阻碍润滑油的有效循环和分布,可能触发机组的缺油报警,影响系统的正常运行。


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