考慮到大型制冷機組中空冷凝汽器數量較多,通常難以布置。另一方面,太小的水冷式制冷機組不利于使用,因此將中型風冷制冷機組與相同的水冷式制冷機組進行比較。
一、結構比較
風冷機組采用風冷(風機冷卻);水冷機組采用冷卻水冷卻,利用水泵、冷卻塔和循環管道對機組進行循環冷卻。從水冷的安裝方式來看,可分為內置水冷和外置水冷。至于內置水冷,主要由散熱器、水管、水泵和足夠的水源組成,這使得大部分水冷系統“體積龐大”,需要機箱內部有足夠的空間。因此,風冷機組只需要風冷冷凝器或風機。水冷冷水機組需要配備冷卻塔、水泵和循環管道。在結構上,水冷比空冷更復雜。風冷制冷機組適用于水資源匱乏的地區,對于年運行時間較長的制冷系統,使用風冷制冷機組更有優勢。風冷制冷機組的年綜合成本低于水冷系統。但如果水冷系統管理得當,補給水控制在3%以下,水冷式機組的年成本將低于風冷系統。
二、水冷和空冷系統的優缺點:
水冷系統的缺點:對于開式冷卻循環水系統,由于冷卻水吸收熱量,與空氣接觸,CO2逃逸到空氣中,水中溶解氧和濁度增加,導致冷卻循環水系統出現四大問題:腐蝕、結垢、細菌藻類滋生和污泥。如果不處理水質,制冷設備會嚴重損壞,換熱效率大大降低,浪費能源。因此,對系統水進行緩蝕、阻垢、殺菌、除藻處理非常重要。
風冷系統缺點:風冷制冷機組單位制冷量耗電量略高于水冷機組,但風冷機組年綜合成本與水冷機組基本持平。技術分析結果表明,中小型制冷機組配置空冷凝汽器是合理的。制冷機組年運行時間越長,采用風冷冷凝方式越有利。
三.兩種機組的技術經濟比較
例:20HP Biesel中高溫壓縮機4NCS20.2,在相同工況下,蒸發溫度為0度,冷凝溫度為50度時,制冷量為38.6KW,功率為13.65KW,而水冷制冷量為44.5KW,功率為12.1KW。無論是制冷量還是耗電量,都比風冷機組略勝一籌。但是,水冷泵和冷卻塔風機的功率沒有計入計算。
例2:將某型水冷制冷機組與主機和蒸發器相同的風冷制冷機組進行比較。壓縮機年運行時間為1000小時至3000小時,冷卻塔和水泵年運行時間為1400小時至4200小時。風冷制冷機組運行成本:風冷制冷機組年電耗成本=(壓縮機電耗+風機電耗)×運行時間/年×電價。水冷式制冷機組運行費用:水冷式制冷機組年水費=(循環水總量×換水次數+補水量×循環水總量×運行時間/年)×水價。
水冷式制冷機組年電耗成本=(壓縮機電耗+冷卻塔風機電耗+冷卻水泵電耗)×運行時間/年×電價。風冷制冷機組初期投資較高,單位制冷量電耗略高于水冷機組,但風冷機組年綜合成本與水冷機組基本持平。冷水機組年運行時間越長,對風冷機組越好。與水冷式機組相比,風冷機組的初期投資回收期較短。機組水冷冷卻水補充水量是影響其成本的重要因素。加強維護管理、降低用水量是降低水冷機組成本的重要方面。