110质疑暖通空调机房温控变流量节能技术应用

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1、质疑暖通空调机房温控变流量节能技术应用厦门刘新民江西科技师范学院董哲生摘要：冷源侧温度（差）控制变流量一次泵水系统号称是有效的节能技术被广泛应用。本文从理论研究和案例分析角度对HAVC系统的整体影响实施检讨。提出缺乏实际空调系统的概念，该技术并未能解决好高效运行和保障服务间的矛盾，在机理上存在不稳定属性，是一种不完善且不负责任的控制策略之观点。当前节能主要得益于对原系统的改良，而非源于所谓的实时调节空调水系统流量，优化了运行环境，维持高效运行，降低主辅机能耗。关键词：温度控制变流量一次泵水系统服务质量节能1引言当前，暖通空调水系统变流量的概念已相当时髦，基于机房冷

2、源侧冷水供回水温度（差）控制策略平台上的变频调速VFD节能技术得到广泛应用。有资料[1]厦门市人大常委会主任一行视察闽南大厦中央空调节能改造项目2006.11.08http://xmecc.smexm.gov.cn//2006-11/2006118114637.htm1-2]表述实时调节空调水系统流量和冷却塔风机风量，使其跟随负荷的变化而变化，降低水泵、风机能耗60%~75%。优化了空调主机的运行环境，维持主机高效运行，降低主机能耗10%~20%。本文在理论研究和案例分析的基础上，就该技术对暖通空调系统的整体影响实施提出了质疑。2温度（差）控制节能的理论依据2.1

3、流量与温差的关系以水冷式蒸发器冷水的容积流量为例：（1）式中G——蒸发器内冷水流量，m3/h；Q——蒸发器制冷量，W；ρ——冷水密度，㎏/m3；CP——冷水比热，kJ/（㎏·℃）；∆T——蒸发器冷水进、出口温差，℃；C——比例常数。“在保障冷机供水温度的基础上，监测回水温度，将其设定值与实测值进行比较，在规定的采样周期内，计算出偏差和偏差率，送入模糊控制器进行运算，实时调整变频器运行频率，使实测值趋近于设定值”[2]中央空调费电的一个重要原因与解决办法.深圳市节能专家委员会机电组2006.1.18http://www.sefec.com.cn/Article/Sh

4、owArticle.asp?ArticleID=287[3]梁春生,智勇等.中央空调变流量控制节能技术[M].北京：电子工业出版社2005:52。认为当∆T＝常数时，Q=ƒ（G），试图用变流量恒温差替代定流量变温差工况，以求减少水泵电耗提高取节能效益。2.2小流量对系统节能空间的贡献当G减少时，流体流速降低以及负荷阀门开大等因素使得管网阻力损失减小，同时也减少了摩擦和碰撞运动产生的热量；同时也有效地降低了水泵造成的冷负荷损耗；回水温度的提高，又减少了隔热冷量损失，降低了QS损耗。可见，变流量技术在提高水输送系数的同时，还可以通过降低系统冷负荷，从机械能和热能两方面

5、拓展系统节能的空间。3变流量对制冷主机COP的影响3.1制冷主机的能量调节为了方便讨论，假设制冷工况不变（实际工况下会略有变化）。部分负荷时制冷机的指示功耗随负荷率减少，但摩擦功耗和能量损失并不随之降低，所以压缩机轴功率并不随冷负荷的减少而线性降低。当制冷量的减速率大于功耗减速率时，制冷机COP下降，反之上升。图1中若冷却水温恒定时COP特性在80％附近出现拐点；在ARI工况下则在50％附近呈现拐点特征，说明测试条件不同，COP的表征也不同，表现出其非线性变化特征。当冷却水温变化时，上述各点构成不规则变化曲线，而不是固定的点。因此仅仅降低Q并不能确保COP的提高。

6、图1YK720TR制冷机组能效特性制冷机运用的能量调节技术不同，其性能的表象就各异。包括水侧污垢系数及运行管理、维护保养策略在内的多种因素也会使得其能效个性得以张扬。3.2制冷主机匹配性对COP的影响所谓系统匹配是指压缩机、冷凝器、蒸发器、节流机构和自控等系统的匹配性能。系统冷负荷变化对不同系统匹配机型的COP所产生的影响可能是完全不同的。如：特灵CDHG系列采用了双机头，独立冷媒双回路制造技术，加载时，当A机运行电流超过80%，且5min后，才启动B机，然后A机卸载与B机均担负荷冷量，直至满负荷。减载时，双机同步卸载，单机运行电流小于35%时，停B机，A机再加载

7、承担全部冷负荷，直至最低负荷保护停机。显然，仅靠冷源侧温度控制是难以信任双冷媒回路切换工况的。3.3水系统热传递特性对主机节能的影响与定流量小温差工况相比，回水温度的提高将导致蒸发器内水侧对数平均温度的提高，在蒸发温度不变的前提下，平均传热温差θ得以增加，对提高制冷机COP可视为是积极因素。然而，∆T的提高是以减少流量为代价的，水侧传热系数K与流速的0.8次方成比例，减少流量将造成K的降低，导致制冷机COP的下降。在低COP区，尽管系统冷负荷率很低，但是主机运行电流负荷率和能耗并不随之下降，Q的减少并没有对节能做出贡献。“若水中含有机物或盐分，则在流速小于1m/s

8、时，就会造