实例分享冷水机组由风冷改为水冷
上世纪九十年代，整个国家吹响了大规模城市功能转变的号角。作为改革开放的龙头的上海，很多的商业街区就是当时由工厂厂房及商住混合房改建而成的，如南京路步行街，漕河泾田林路商业区，长寿路商业区等。为了加快建设步伐减少施工工期和节约用水，这些改建楼宇的中央空调系统冷源相当大部分都是采用风冷热泵机组。
二.课题的产生
时隔十多年，回顾和观察一下当时安装投入运行的这些机组。几乎都经过了几个过程：
第一阶段：由于当时安装风冷热泵机组的大部分都是如大金，特灵，约克，开利等国际知名品牌，质量和自动化程度都很高。从设备管理角度，颠覆了原来要安排进行专人运行管理和日常维护的观念。所以很少楼宇会招聘专业制冷空调人员进行空调设备及系统的运行管理，一般都是请电工或管工带着开开关关。相当部分机组长期不做大保养。由于设备比较新，运行相当平稳，这一时期约在在6年至8年时间；
第二阶段：由于这些机组长年安装在室外，尽管有些机组实际运行率不高有些甚至只有30%。但是作为制冷四大部件之一的风冷凝器却是分分秒秒的经受着日晒和雨淋的。这些机组的铝质风冷凝器翅片，会在空气中渐渐氧化或被雨水所含污染因子的腐蚀而表面结垢及铝翅片粉末化。而操作人员一般都是经过以下3个步骤来解决这个问题：
第一步，用毛刷清洗翅片，在清洗掉浮在表层的污垢同时，往往也会同时掉下很多粉末状的铝灰，损坏了一些铝翅片；其结果就是洗掉了一些附着在铝翅片表面的污垢也不可避免会损坏一些铝翅片，从制冷系统传热机理上分析，既减小了一些污垢系数也减少了风冷凝器的比表面。一般讲，经此操作会有利于机组制冷系统的运行工况。
第二步，风冷凝器经常刷洗，铝翅片的损坏会日渐严重，使的风冷凝器的比表面减少影响到了冷凝效果，经常会在高温时段对冷凝器淋水，以改善冷凝效果，这也确实起到了一定的效果。
第三步，随着铝翅片进一步损坏，索性为机组加装固定的冷却水喷淋装置，这样做的后果是一时解决了机组冷凝效果的问题，由于冷却水喷在冷凝器表面的的同时，水中的会结垢钙镁离子及有腐蚀性氯离子会剧烈损坏铝翅片及铜管。该阶段一般时期在第一阶段后的3-5年。
第三阶段，由于冷凝器的严重损坏，在运行过程中经常会有高压报警引起的紧急停机。使机组几乎处于停止运行状态。即使有些有经验的操作人员会排除点制冷剂，使机组勉强低负荷运行。但存在着回气温度过高，恶化了机组线圈的散热，加大了烧毁机组的风险。机组到了这个阶段，就几乎等同疑于报废。
所以，有些设备供应商所讲的风冷热泵机组的使用寿命在10-15年。
三.本实例的概况
2008年底，本公司受上海市普陀区长寿路商业区一家大型台资商场业主委托，对该商场1996年投入运行中的央空调系统的改造进行经济技术及风险评估。我司组织相关技术人员对其中一台损坏最为严重的制冷量为200RT大金风冷冷水机组进行解剖分析：当时该机组的状态是，机组风冷凝器铝翅片由于在高温季节长期淋水冷却已烂光，大部分已呈光管状，机组运行是运行电流大，高压报警，自动停机。已无法使用，业主已有报废新购机组的心理准备。经检查检测，该机组除了冷凝器，其他部分如压缩机，蒸发器，膨胀阀等尚有经大修后再运行几年的可能。据此，我们提出了几个改造方案。
方案一，报废并拆除该机组，在原机位处新装风冷热泵机组。费用（含工程费用）约在85万左右。
方案二，更换损坏的风冷凝器。经向原机组供应商大金询价，原装大金风冷凝器更换光进口备件就需花费75万。再加上系统其他备件更换整修总计费用约85万。尽管采用了原装备件，可靠性高。但是生产商的备件价格太高，使得该方案几乎不存在可操作性。因为，按市场价格，购置一台类似规格的新机也不过是这点价格。
方案三，自行订制风冷凝器，备件费用38万，再加上系统其他备件更换整修及工程安装调试费总计费用约48万。采用国产自制备件，价格便宜，但是由于进口原装风冷凝器铜管是采用内肋管，外部铝片是采用条形，而国产备件均采用光管平片，将来在使用效果上有一定的风险。
方案四，将风冷凝器改为水冷凝器。采用了水冷式冷凝器，设备的效率将提高20%以上，彻底杜绝了风冷凝器高温天喷水的烦恼，使用可靠性高；缺点是需在屋面增加一套冷却塔系统，并会消耗一些自来水，与现有的状况相比，将来冷却塔的蒸发水量不会超过现在实际喷水量。该方案由于是改变了空调机组的冷却方式，机组冷凝压力将大大降低，提高了设备的出力，主机的运行电流将降低，从而能进一步延长主机的使用寿命。改造的难点是改造的技术要求较高。但这对业主而言是一个针对性比较强由省钱方案。整个改造费用将不会超过30万。
经过综合比较，我司推荐方案四。
四.本实例实施
1. 欲改造机组的基本配置：该机组有4套功率为45KW的活塞式压缩机组分成2个系统，每个系统配置8套1.25KW的冷凝风机，共有冷凝风机16套。
2.选用1套循环水量250T/H的低噪声冷却水塔（配置冷却水循环水泵L=200T/H，H=32M），设计选用2套双回路空调机组专用水-R22冷凝器。
3.切割拆除原机组的风冷凝器，封闭及保护要用的机组部分。
4.搭建安装冷却塔，水冷凝器及循环水泵的钢平台。
5.安装冷却塔，水冷凝器及循环水泵及其管路。
6.修改原机组的供电柜，将原来供给冷凝风扇的供电点分2路分别供给冷却塔风机及循环水泵。
7.整修原制冷压缩机组及系统。
8.将新增加的水冷凝器接入原有的制冷系统。
9.整合后的新系统调试。
10.新系统投入试运行。
11.新系统并入整个中央空调系统。
改造前后见以下简图：
五.改造实例运行结果
经过2009年-2011年3个制冷工况的运行，经改造后机组的是水冷形式，在相同的运行条件下，机组运行状态受气温影响不大，运行时高压有原来的2.5Mpa,现在一直稳定在1.7-1.8 Map，运行电流有原来的2*210A=420A降为2*180A=360A。改造后的机组由原来的欲报废机组变为系统中主力机组，在今年最高气温时，屋面气温达到400C时，改造后的机组运行电流稳定在2*180A=360A，而旁边未改造的风冷机组运行电流达到2*240A=480A。显示出水冷型机组的运行温度性。
结论
1. 作为专业的制冷空调工程安装服务类企业，应掌握一定专业技术。必须具备为客户服务的基本功。不能局限于按图施工，要增强企业的技术含量。
2. 经过此次工程实践，不能片面认为风冷机一定比水冷机节能，尤其是在机组生命周期的后期。
3. 针对目前市场上存在的此类机组，本次改造实例，为同行提供了一定参考。
4. 作为探讨点，在冬季制热工况下，改造后的机组如何进行系统运行状态调整，欢迎各位专家和同仁提出建议，共同探讨。
