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1、Armstrong 超高效集成式冷冻机房介绍艾蒙斯特朗流体系统（上海）有限公司1 概述中央空调水系统经历了一次定流量，一次定流量/二次变流量和一次变流量的方式。一次定流量系统最简单，初投资最小，在早期能源充沛，价格便宜的年代被广泛使用，但随着能源价格的上涨和对能源依赖性的增加，设计和工程人员除了注重开发高效产品外，也开始考虑从系统配置方面来考虑提升能效，这时候暖通空调行业开始逐渐采用一次定流量/二次变流量系统的结构形式，这种方式被大部分人接受，并且作为一种标准形式在教科书（HVACTextbook, McQuiston et al. 2000 ）里和设计手册（ ASHRAE 2000里介绍。相
2、比于一次泵定流量系统，一次定流量/二次变流量系统效率虽然有所提高，但是有它自身无法克服的缺点。例如，初投资增加，需要更大的机房面积，对于一些机房面积小的改造项目无法采用。还有在负荷很小的时候，由于有两套水泵在运行，经济性也很难保证。由于设计、使用、维护和一些控制方面的问题，很多实际在使用的项目出现所谓的“小温差综合症”，造成能源的浪费。温差越小，整个系统的效率就越低，现在的很多所谓“效率很高”的系统，仍然以高出所需冷量的2530% 的能耗在运行，不幸的是，针对这种形式的系统，没有好的方法去解决它。有些人（Kirsner 1996, Avery 2001 ）认为对于这种结构的系统，这是不可避免的
3、，应该允许它的发生。从换热的角度看，冷水机组蒸发侧和冷凝器侧允许在一定的范围内变水流量运行，但是传统的认识认为，冷水机组的蒸发器或/和冷凝器应该保持定流量，随着冷水机组的控制技术的提高，直到上个世纪90 年代中期，冷水机组制造商才正式出版资料允许冷水机组变流量运行。后来，有些人（ Avery 2001, Hartman 2001）提出一次变流量系统可以解决一次定流量/二次变流量系统出现的问题，它可以根据负荷的需求实时调节系统中的各设备的运行，让整个系统运行的更加有效。由美国空调和制冷技术研究院（ ART ）专门立项并资助， WilliamP Bahnfleth 等人专门研究了一次变流量系统的好
4、处和应用问题。圣地亚哥能源办公室的Ben Erpelding耗费 6 年时间，调查了300 多个冷冻站，得出的结论是全变频冷冻站是当前最节能的一种系统（图1）2拎袜障效率塑高效率存在叮厲纠疋的设计或运行问題新技术全变频挣祢站优化片踊站标笊的冲脏站的净探站的挣冻站Y￥Y奁出11干瓦/ 冷吨0.5O.fi0.7优良可需要改善I r 1r11ill0.80.9101.1 1.2性能弗殴7.0(5-9)(5,0)(4-4)(3.5)(3.2)(2.9)图1冷冻机房效率图2 Armstrong 超高效集成式冷冻机房介绍Armstrong 全变频超高效集成式冷冻机房（图2）打破传统的工程概念，作为一款高效
5、产品展现在设计师和用户面前。为了实现整个冷冻站的效率最佳，占地面积最小，投资最经济，责任单一，能耗可记录可量化等目标，Armstrong 充分考虑了系统的形式、系统中设备的选型、设备的使用、高效稳定的控制系统和数据的可测量可验证性。图 2： Armstrong 工厂预制的超高效集成式冷冻机房2.1 系统的形式一个好的集成冷冻站必须有一个先进的符合负荷特性的系统结构形式，这是一个系统能否实现最优化的基础，如果这一步不能实现，系统的最优化只是一句空话。Armstrong 根据建筑特点和负荷的需求特性采用全变频的系统形式，即采用高效变频冷水机组、变频冷冻水泵、变频冷却水泵和变频冷却塔。在冷冻水侧的系
6、统结构方面采用一次变流量系统或一次变流量 /二次变流量系统的形式（对于一些大型系统）。在管路设计上， Armstrong 通过对立式管道泵、入口导流器和出口多功能阀的应用，以3D 的形式合理的布置和优化管路，不但可以节省管路长度及系统附件，节省占地面积，而且还可以减少系统的阻力损失，减少水泵的扬程。2.2 系统中设备的选型在一个好的系统框架下，我们需要符合系统特性的设备，由于空调系统中的设备选型是根据建筑物设计负荷进行的，而绝大多数空调系统实际上很少运行在设计工况下（图3），所以 Armstrong 在设备选型时，更注重部分负荷的效率。例如，在 Armstrong 中央集成式冷冻机房中，我们选
7、择设备的依据并不是设计点效率的最佳，而是在实际空调使用条件下的最高效率（图 4-1 和图 4-2），近年来各大厂商纷纷投入人力、物力和财力来研发推广变频机组，就是因为变频机组的性能更符合实际的空调的使用，即空调绝大部分时间都是运行在部分负荷下，所以选择部分负荷效率高的机组更节能（图是去5 ）。同样对于水泵的选型，我们也选择那些部分负荷下的效率高的泵型。CHW Plant Load ProfileLandon HeathrawSings pore口 Cairo Egypt Toronto Canada口 Berlin Germany巴noH a.E右唇O卞1K-KM4i 毎 50K51S-6Wt
8、 缸修溯71H-S0K SIMM 91W-lflO?Percent of De$inCapacity图 3世界典型城市的空调负荷统计数据千挣崎持却廉 K 千亂/眸崛0.000O.DOC图 4-1空调系统使用负荷率的统计HsadSfiris 4300: 瑋列谊也抽 :Design Envelope 2033-055.0Integrated Imelligentxria&le Speed图 4-2 Armstrong DE智能变频泵性能特性（以部分负荷效率高为选型优先依据）定频机组KW/TON 变频机组KW/TON0,9000.8000,7000.6000.5000.4000.3000.2000%
9、20%40%60%80%100%120%Percent / Full Load Tons图 5 600 冷吨变频机组和定频机组的效率曲线（更注重部分负荷效率）2.3 设备的使用有了性能良好的设备，怎么去使用，是否能发挥设备真正的性能，让它为系统节能发挥其本身的特性。例如，选了一台部分负荷效率很高的高效离心机，让其运行在满负荷工况下，显然是没有很好的使用这个设备。Armstrong 的方法就是让每个设备尽量运行在效率最佳点，从而使整个系统的效率达到最优。2.4 高效稳定的控制系统要想实现第三步的优化冷冻站的性能，了解设备和机房控制的特点是关键。在系统中，机房中的设备配置和控制策略要与其设计、 负
10、荷特性和设备运行结合起来。一套集成控制系统是获得整套系统的最佳可靠性和效率的核心。空调系统是一个动态变化的系统，各设备之间相互关联，传统的仅依靠人工操作，即使这个人是非常有经验的专家，也无法让冷冻机房的所有设备协调高效的工作。必须依靠智能控制系统，根据负荷的需求，主动实时的去调节冷冻站的所有设备，让整个冷冻站实现高效运行。 Armstrong 超高效冷冻机房自动控制系统IPC11550（图 6）, 是 Armstrong 集成冷冻站的神经系统和大脑，它结合了先进的传感技术、电子技术、通信技术、网络技术和控制技术，实现了整个集成冷冻站的全自动运行，并且让整个系统运行在最佳状态。阳接口IPC 11550远程监控主揑制而扳 -R1T 粧 h 询问的TCP/IP 牢忏端口串讦通 仁晨域（可以聲抵 到 BASIPC 3500功率控制匪板冈扇冷却水泵VFDVFD
