历史建筑图
【艾肯空调制冷资讯网】位于佛罗里达州的旗帜大学准备进行一些空调改造，一直在寻找新的设计方案，最后他们采用了麦克维尔的磁悬浮离心冷水机组，同时升级了相应的管道系统和冷却塔，目前运转非常良好。
位于奥古斯丁街的旗帜大学，占地19英亩，是美国历史最悠久的校园之一。学校提供艺术级的设备，包括电脑实验室和有线宿舍；还有历史性的建筑，诸如豪华的Ponce de Léon大厅，以及建于19世纪80年代，当时人们经常光顾的豪华饭店。该饭店现在被国家列为历史上著名的地点。
自1968年建校以来，学校方面已经花费了43,000,000美元用于修复这座历史上著名的校园和增添新建筑。最近的一个改建项目，包括了对该校主要的学院建筑Kenan礼堂所使用的冷水机组的改造。
建于1888年的Kenan礼堂，面积50,000平方英尺，有教室、讲演厅和系办公室。现有的冷水机组效率低，噪声大，无法继续为该建筑提供舒适的空调环境。(机房上面有一个会堂，这要求冷水机组的噪声必须很小才行。)
作为节能改造的一部分，原使用了7年的螺杆式冷水机组将作为紧急情况下的备用机组，取而代之的是一台全新的150冷吨麦克维尔磁悬浮冷水机组。该机组运行时几乎没有摩擦，不但节省能源而且运行噪声极低。几个月以后，大学方面对麦克维尔磁悬浮冷水机组的出色性能非常满意，并决定把同样的机组用到新艺术楼。
淘汰落后的机组 由于空调设备长期超期服役没有及时更新，学校方面倍受指责。因此，出于对能源和噪声的考虑，用一台性能优异的机组代替原有机组，这一任务变得非常迫切。因此，当2005年学校联系到David Hardesty(W.W. Gay Mechanical Contractor,Inc., Jacksonville, FL的采暖通风与空调项目经理)并询问要改善现有设备能效应该做些什么时，David Hardesty说“我们曾经用直接数字控制器取代部分气动控制，达到改善设备能效的目的，所以我们对校园内的空调设备非常熟悉”。
校园内新建筑物的业主代表Frank Riggle，记录到“现有冷水机组一直运行良好，但是能源消耗太大。这是决定取代它的主要因素。另外，节能改造，包含扩大设备，而现有冷水机组制冷量有限，无法处理由此增加的负荷。”
除噪声和效率问题以外，年代久远的Kenan礼堂还存在着湿度问题。这次改造将同时解决这些问题。礼堂内的许多室内陈设品和绘画作品最近已经修复，学校方面不希望因为湿度高使这些物品再度受损。另一方面，学校方面也不愿意为了控制湿度而使能耗大幅增加。
Hardesty建议学校方面有必要考虑用一台使用磁悬浮离心压缩机的冷水机组来代替现有的冷水机组。磁悬浮离心压缩机使用磁性轴承，无需用油。新机组不但能满足高能效和低噪声的需要，还能控制湿度问题。
因为所使用的技术较新，这种冷水机组是否可靠，受到了关注。“校长关心的是机组在整个产品使用期内的花费和可靠性，而维护工程师则关心机组是否耐用及容易维护。”Larry Estrella(Estrella工程学主席)说道。
在对新技术是否可行进行多次讨论之后，最终决定安装一台150冷吨的麦克维尔磁悬浮离心冷水机组，该机组拥有两台80冷吨磁性轴承压缩机。麦克维尔在杰克逊威尔市的经销商Brooks Air Systems公司的Clarke Story说“这是在佛罗里达州东北部安装的第一台麦克维尔磁悬浮离心冷水机组。也是整个州安装的第二台。”
无摩擦冷水机组压缩机的磁性轴承消除了轴承摩擦，也不需要油加热器、油冷却器、油泵。没有了油维护系统，结果增强了冷水机组的可靠性，与带油维护系统的负压离心冷水机组相比维护保养成本更低。
“机组无需用油，这对于大学方面来说非常重要，”Story说。“冷水机组的大多数问题都围绕着油、油维护、以及轴承损坏发生。当你解决完一件事，另一件事又发生了，维护保养就显得非常重要。新机组使用环保制冷剂R-134a，这一点也得到了学校方面的肯定。
无摩擦压缩机的磁性轴承也消除了传统轴承中金属间摩擦产生的噪声。因为没有齿轮噪声，所以这种直接驱动式设计从设计上就保证了机组可以更加安静的运行。全部的成效是无摩擦冷水机组的声压等级，根据ASHRAE 575标准，仅有77 分贝。
麦克维尔的磁悬浮冷水机采用了无油磁性轴承压缩机技术。因为磁轴承不存在金属与金属之间的摩擦，也就不会像传统轴承一样产生噪音，所以这种设计极大地降低了噪音级别。根据ASHRAE 575标准，声压等级仅有77 dBA。能效也是革命性的，麦克维尔的磁悬浮离心冷冻机器的工作能效比可达IPLV 0.375千瓦/冷吨，是同行业中吨位范围性能最好的。全负荷工作效率为0.62千瓦/冷吨，与螺杆式压缩机冷却器相比，效率提高了大约32%。
至于节能，无摩擦冷水机组通过消除典型的离心压缩机严重的摩擦损失，可提供较高的能效，部分负荷能效低至0.375 kW/ton。变频器和数字控制器的使用，进一步提高了整个运行范围内的效率。
Riggle记录到，老机组正常运行时电流是175安培，而他曾经见到过的新机组的最大电流才80安培。他说 “通常，当电流在30到50安培时，能源消耗就非常小了。
使用麦克维尔能耗分析软件，与将被替换的风冷往复式冷水机组相比，这项设计将为旗帜大学每年节省能源开支25,000美元。“运行的头20年，将带来超过500,000美元的节省。考虑到冷水机组能够运行30年，如果维护得当使用年限会更长。因此在产品使用期限内带来的能源节省将更加显著。”Story说。
施工效果图
水冷VS.风冷 校园在数年扩张期间，使用了大量的风冷冷水机组作为主环路。由于学校靠近海边，风冷冷水机组使用10-15年后就会报废。因此，他们决定新的麦克维尔冷水机组将是水冷冷水机组。
除替换冷水机组以外，Hardesty还建议改变水泵配置。“我们建议学校方面，首先应该在冷水机组机房内设置一级和二级水泵，”Hardesty说。“冷水机组机房内现有两个一级水系统，因此，我们为新冷水机组建了一个新的一级水泵，把现有的两个一级水泵联接在在一起，改造成一个二级水泵。这样一来我们就能够去掉风冷机组了。”
新的设计方案扩大了机房，并且使已有的冷冻水管道能够可靠运行。“新安装的管道日益增多，再连上已有的管道，把整个机房塞的满满的，”Estrella说。项目小组把已有的水泵和马达弄走，增加了变频器。由于空间狭小，用立式泵替换了老的(装在底座上的泵)计量泵。
Estrella补充说“狭小的空间对于安装新管道和设备来说是一个挑战”。新管道的清洁、绝缘、冷水机组的重量，这些问题加在一起，增加了工作难度。另外，冷水机组机房建在历史建筑内，任何增加的工作都需要仔细策划以免影响历史建筑物外观，他记录到。
现有的13台空气处理机组，大多数使用了至少25年，正逐渐地被取代。这些空气处理机组在反复清洗之后，已经不再有效了。Hardesty记录到“机组有预加热盘管，冷盘管和预加热盘管之间的距离是2英寸，这使得维护和清洁变得非常困难。另外，排水盘正在生锈。所有这些都决定了必须使用新设备。”
“这是一个变风量系统，我们正在做一些更改，” Hardesty说。“目前的空气处理机组用排气风门来控制静压噪声，我们正在拆除排气风门，把变频器安装到风机上。”冷水控制阀也从三通阀改成了二通阀，为的是使二级冷水环路更容易变流量。
现有的冷却塔不但偏小，并且噪声也很大。鉴于这两点，将使用低噪声、不锈钢冷却塔进行替换。Riggle记录到“安静的水塔是必需的，因为新教室就紧靠设备的右边，旧的嘈杂的水塔曾经是一个大问题”。
“新冷却塔需要在排气口上安装一个转向板，以避免湿气蓄积在邻近的历史建筑中，这样还可以避免因为潮湿，而滋生苔藓，”Estrella说。之前的冷却塔安装时就存在这个问题。
学校之前使用气动控制，没有集中楼宇自控系统。因此，作为改造的一部分，安装了由KMC公司生产的直接数字控制系统。“我们给所有的变风量系统加上了直接数字控制系统。现在他们实际上只有一个前端。通过这个前端，可以监控温度、进行趋势预测、远程调节、远程报警。我们期待着对校园内的所有设备进行这样的改造。”
作为改造的一部分，电气服务也需要升级。磁性轴承压缩机的卖点之一便是它只有2安培的电涌。但是像这样的电力激增也需要新的电气服务。“电器服务不得不从208V改到460V以适应机组，因为这些冷水机组只能使用460V的电，”Storu说。
选用第二台冷水机组
无论是从能源节省的角度，还是降低噪声的角度来看，第一台无摩擦冷水机组的使用都是成功的。“这台冷水机组运行时如此安静，这使我感到震惊” Story说。“冷水机组的声音比水泵的还小。以至于，站在机器前交谈时，如果不把手放在压缩机上亲自体验一下，根本无法查觉机器还在运行中。”
学校方面对第一台机组很满意，于是又购买了一台，安装在紧挨着第一台机组的位置，这样使机房的空间更加紧凑。第二台150冷吨的冷水机组用在紧邻Kenan礼堂的新艺术楼中。这座新艺术楼最初设计使用屋顶机，但是有了第一台冷水机组节能效果明显的体验之后，校方决定扩大冷水机组机房，并再增加一台磁悬浮离心式冷水机组。
“有了同样的机器，机房里总共就有300冷吨的容量了，曾经留做备用的螺杆机，如今也变得多余了，” Hardesty说。“新的数字控制系统也运用在了第二台机组上。”
冷水机组机房的改造，包括新的冷水机组、直接数字控制系统、主/辅环路、变压器以及冷却塔，总花费达到了约750,000美元。改造工作要求在2005年圣诞假期时完成。这样一来留给Hardesty和他的团队的时间只有一个月。
设备安装工作结束以来，Hardesty有了不少对无摩擦冷水机组一样感兴趣的客户。“我已经带着许多客户到Kenan礼堂，现场感受无摩擦冷水机组的运行情况。机组的出色性能给这些来自学校、政府、商业机构的客户留下了深刻印象，”他说。“结果，因为项目太多，我们的工程师人手吃紧”。
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