一、产品定义
自然冷却风冷螺杆冷水机组(FreeCooling AirCooled Screw Chiller),以半封闭双螺杆压缩机为主机,风冷冷凝器散热,集成自然冷却换热回路(内置盘管/板式换热器+乙二醇回路),无需冷却塔、冷却水泵,可根据室外温度自动切换三种运行模式,实现冬季/过渡季压缩机减载甚至停机,是全年连续供冷项目性价比突出的节能冷源,广泛用于数据中心、工艺冷却、厂房车间。
二、主要结构
1. 半封闭双螺杆压缩机(滑阀调节,可选变频),带完整润滑油系统、油分离器、油过滤器
2. 风冷V/W型翅片冷凝器、轴流EC风机
3. 自然冷却换热单元:内置自然冷却盘管 / 板式换热器、乙二醇防冻回路、电动三通切换阀组
4. 壳管式蒸发器、电子膨胀阀
5. 智能PLC控制系统,自动模式切换,支持BMS通讯
两种自然冷却结构形式:
A内置盘管式:自然冷却水盘管与冷凝盘管集成一体;
B板换间接换热式:独立板式换热器,乙二醇回路隔离,防冻可靠性更好,市场主流。
三、三种自动运行模式
1. 纯压缩制冷模式(夏季高温) 室外温度高,自然冷却无贡献;螺杆压缩机正常加载运行,风冷冷凝器散热,和普通风冷螺杆机组完全一致。
2. 混合(部分自然冷却)模式(春秋过渡季) 室外温度降低,回水先经过自然冷却回路预冷,剩余冷量由螺杆压缩机补足;压缩机降载运行,降低耗电,北方地区该模式运行时间很长。
3. 全自然冷却模式(冬季低温) 室外温度低于设定阈值(一般25℃,取决于冷冻水供回水温),压缩机完全停机;仅依靠乙二醇循环泵、室外风机换热制取冷水,几乎只消耗辅机功耗,实现免费冷却;北方年全自然冷却时长可达20003500h。
四、优点
1. 设备投资适中 对比磁悬浮风冷自然冷却机组,采购价格低3050%,初投资压力小,适合预算有限的全年制冷项目。
2. 风冷系统,零耗水 不用冷却塔、冷却水系统,无蒸发、飘水损耗;不存在结垢、军团菌、冷却塔冬季结冰问题;缺水地区友好。
3. 安装部署简单 整机室外放置(屋顶/地面),不需要专用冷水机房;土建、管路工程简单,改造项目适配性强。
4. 自然冷却收益可观 北方/高海拔地区,综合节能率2545%;冬季压缩机停机,大幅减少压缩机运行小时数,延长主机寿命。
5. 螺杆压缩机成熟可靠 抗液击能力强,多机头可互为备用;滑阀无级能量调节,技术成熟,配件普及,普通暖通人员可维护,备件采购容易。
6. 运行工况范围宽 环境温度适用范围广,可适应20℃~+43℃环境;多机头设计,单台故障不导致整机完全失效。
五、缺点与局限性
1. 压缩机为有油系统,存在油路维护工作 必须定期更换冷冻油、油过滤器;油膜会附着换热器管壁,长期运行换热效率会衰减;存在回油、油分离器故障风险,维保工作量大于磁悬浮机型。
2. 部分负荷能效弱于磁悬浮风冷自然冷却机组 螺杆IPLV一般57,磁悬浮可达1018;系统常年处于3070%负荷时,螺杆机耗电量明显更高。
3. 华南地区自然冷却收益差 冬季低温时间短,全自然冷却可用小时数很少,节能回报有限,投资回收期拉长。
4. 外机风机噪音偏大 整机露天布置,风机噪音7580dB(A),临近居民区需做降噪处理。
5. 乙二醇回路需要运维 板换方案需要定期检测乙二醇浓度、补充缓蚀剂,防止腐蚀、冻管;存在泄漏风险。
6. 高温工况能效衰减 夏季环境温度35℃以上,风冷冷凝温度升高,机组COP下降,这是风冷设备共性短板。
六、适用场景
✅推荐选用
1. 北方、西北数据中心、IDC、智算中心(预算有限,追求性价比);
2. 工厂工艺冷却、锂电池车间、制药等全年连续供冷工业项目;
3. 缺水地区、政策限制冷却塔使用的项目;
4. 项目寿命810年,希望兼顾初投资和运行电费;
5. 运维团队具备常规冷水机组维保能力。
❌不推荐
1. 华南热带地区,仅夏季短期使用的舒适性空调;
2. 对部分负荷能效要求极高、电费很贵,项目周期10年以上(优先磁悬浮风冷自然冷却);
3. 无室外摆放场地、对噪音严格限制。
七、对比简表(自然冷却风冷螺杆 VS 自然冷却磁悬浮风冷)
| 对比项 | 自然冷却风冷螺杆 | 自然冷却磁悬浮风冷 |
|---|---|---|
| 压缩机 | 双螺杆,有油润滑 | 磁悬浮离心,无油 |
| 设备初投资 | 中等(基准100%) | 高(螺杆的1.42倍) |
| IPLV | 57 | 1018 |
| 油路维护 | 换油、油滤,定期维保 | 无油,几乎免油路维护 |
| 低负荷耗电 | 偏高 | 显著更低 |
| 备件获取 | 容易,普通维保可处理 | 原厂专用备件,依赖厂家 |
| 性能衰减 | 存在油膜衰减 | 几乎无油膜衰减 |
| 适合定位 | 性价比方案 | 高端极致节能方案 |
八、一句话总结
自然冷却风冷螺杆冷水机组,自然冷却节能逻辑和磁悬浮风冷自然冷却完全一致,差异在于压缩机本体;螺杆路线胜在价格适中、技术成熟、备件易得,但存在润滑油系统维护,部分负荷能效不如磁悬浮;北方预算有限的全年供冷项目非常合适。
如果你需要,我可以再帮你整理一份可直接粘贴进方案文本的精简版描述。
1.机组吊运、定位、安装时须注意安全,切勿使机组发生碰撞,以保证设备完整。
2.若机组安装在室外,须尽量避免风吹雨淋(防雨型除外),阳光直射或其它有热源直接辐射;机房环境须保持干燥、清洁,并确保通风良好,留有空间,便于机组检修保养。
3.风冷式机组请确保机组四周无物品遮挡,预留1米空间;机组顶部2米内无遮挡,确保机组通风良好。
4.机组建议安装在强度坚固的水平地面,并在机组底架下安装防震橡胶垫,校正机组水平,有地脚螺栓的须安装固定。
5.与机组配套使用的循环水泵应参照机组所需要的水流量、水阻力等数据要求去选型,安装。
6.水泵须设置于机组进水口前,水泵入口建议安装过滤器,避免异物进入机组的热交换器;机组若安装于水质较差地区,须先做水处理以避免热交换器损坏。
7.连接机组的水管道系统建议安装阀门、水压表、温度计、水流开关等设备,便于机组日常运转的检查和维护。
8.为避免有空气滞留于水系统内,启动压缩机前须先将空气排出干净。
9.冷冻水管路须做保温处理,保温应确实得当,以避免冷量散失及凝露、结冻现象产生。
10.系统连接管道的重量不得由机体承受,机组进出水口须安装橡胶防震软接头及闸阀,避免振动及便于检修维护。
11.机组配置电线时,应按耗电功率选用截面稍大的(留有裕量)电线,并安装可靠的电控元件及接地电源,以防止发生过载、漏电等事故。
12.由于机组配有逆相、缺相保护,接线安装时须注意线路相位是否正确,错接相位及缺相时机组均不能正常运转。
13.机组操作人员须随时观察机组的运行状况,一旦发现异常情况请及时排除故障,强制运行必对机组造成损害。
1.开机前检查机组所有水口和管道是否已正确安装连接。
2.开机前检查机组电源是否连接,相序是否正确。
3.开机前确定电源、水源安全,请认真查阅设备操作说明书,严格按照操作说明书使用,操作。
1.定期更换水箱内的水(建议每2月更换一次)。
2.定期清洗机组散热器,风冷式机组建议每3个月将散热器清理一次;水冷式机组建议每6个月将壳管式 冷凝器及冷却水塔清洗一次(如使用环境或水质
较差,建议缩短清洗周期)。
3.机组若长时间不使用,请将总电源关闭;当环境温度低于0℃时,机组停机超过6小时,机组和管路可能冻结,由此造成的损坏不在保修范围之内。
避免管路冻结最好的方式是将机组系统内的水全部排除!
4.定期检测现场水质,保证现场水源合格(PH≈7),如带有腐蚀性物质而造成机组损坏,不在保修范围之内。
5.当机组在使用过程中遇到无法排除的故障,请将机组型号、部件名称等信息告之我司,以便更快为您提供服务。
6.在保修期内,我公司承诺对机组提供免费的维保服务(人为损坏、使用不当、天灾及不可抗拒的因素除外)。