在许多工业工程项目中,经常会遇到冷水机组大功率蒸气压缩循环冷水机组的设计选型问题。在向供货商或制造商提供的技术询标书中,用户或工程设计人员对设计冷量、载冷媒、制冷剂和压缩机类型都有明确要求或说明。在评标的过程中,为了对不同制造商竞标的各种型号冷水(或水溶液)机组进行性能考评,用户或工程设计人员,常会引用标准 GB/T18430.1[1]作为冷水机组设计选型考量的要求或基础;一些供货商或制造商也经常申明其机组的性能。然而,笔者认为这一工程做法有待商榷。为此,本文将对工业用冷水机组的性能考评进行一些相关探讨
都对冷水机组的型式和评定性能的技术参数进行了明确的定义;对考评性能技术参数的条件及其量化或计算方法作了规定;对如何测试和验证冷水机组性能作了说明为了能简单方便地评定冷水机组部分负荷运行时的性能,AHRI 550/590 和 GB/T18430.1 都定义一个代表机组部分负荷运行的平均性能系数 IPLV 或 NPLV,并规定了其计算方法和条件。从 IPLV 或 NPLV 的计算条件来看,此方法对机组的性能评定是与室外气象条件变化相关联的。也就是说,机组的更大负荷发生在室外气象温度更高时,最小负荷发生在能使机组正常运行的更低室外气象温度时(对水冷机组而言,则是保证机组能正常运行的更低冷却水进水温度);中间的部分负荷则随室外气象温度降低而变小冷水机组而言,采用 IPLV 或 NPLV对机组进行性能评定是有现实意义的。这是因为机组的负荷中,建筑围护结构负荷和新风负荷占了相当大的比重,它们的变化是与室外气象条件密切关联的;而对工业用途的冷水机组而言,则不然。工业用途冷水机组的负荷主要来源于工艺设备,其部分负荷的特性取决于工艺参数的波动和生产线的开工率,而与室外气象条件没有必然关联。在生产线开工率饱和的情况下,即使是在冬季或过渡季节,机组也会达到或接近满负荷。反之,在开工率较低的情况下,即使机组在炎热的夏季却也可能处于低负荷。显然,工业用途冷水机组的运行工况并不符合 AHRI 550/590 和 GB/T18430.1所定义的 IPLV 或 NPLV 计算条件。因此,采用 IPLV或 NPLV 值来考评工业用冷水机组的性能是不合适的。
此外,对工业用的低温冷水(水溶液)机组而言,载冷水溶液中会掺入不同比例的化学药剂以满足各种低出水温度(通常小于 4℃或 5℃)的要求。这就会造成载冷水溶液的物性(比热、导热系数、黏度)发生变化而不同于水。一个显而易见的差别在于携带单位制冷量的载冷水溶液流量肯定会偏离 GB/T18430.1 与 AHRI550/590 定义的计算 IPLV 值的水流量条件。另一个显著的特点在于,随着满足工艺要求出水温度的降低,冷水机组的 COP 值必然会变小;使得 COP 值不再可能满足GB/T18430.1 所规定的名义工况时不低于GB19577的限定值。
由以上对比分析看出,认为无论是 AHRI550/590 还是 GB/T18430.1 都有其应用的局限性或适用条件。尤其是对工业用冷水(水溶液)机组,要慎用标准 AHRI550/590 和 GB/T18430.1。
