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1、制冷空调RefrigerationAirConditioning工程设计与电力机械&ElectricPowerMachinery冷水大温差冷量梯级利用节能改造张林,孙文哲,王飞,葛轶群(上海海事大学制冷及低温工程系,上海200135)摘要:阐述了在改造工程中,尽量不更换原设备、不增加大投资的前提下,应用冷水大温差技术;分析了因冷水量的减少对各部分装置产生的影响;提出了对现有设备进行适当改造的新方法。关键词:梯级利用;冷水;串联;节能;大温差;改造中图分类号:TU831.4文献标识码:B文章编号:1006-8449(2007)03-0044-030引言随着城市建设的发展,建筑能耗
2、已占全国总能耗是:因采用常规大温差的方法,各种设备需重新更换来的30%左右,而空调耗能一般占整个建筑能耗的60%与之匹配,由此造成初投资过大。而且一味增大回水温以上,且比例不断增加。城市每年的用电量高峰在夏度会使得送风温度升高,只有靠增加风量来保证负荷,季,空调在此时间内的耗电要占总发电量的30%左那么水泵功率减小的同时风机功率也要增加。不能很右,部分地区(如广州)高达50%～60%,因此,空调系统好地体现出大温差的节能效果。所以在实际改造工程的节能要求已被提到了十分重要的位置。空调系统的中并不能得到广泛应用。设计中出现了许多诸如变风量、变水量、大温差、蓄冷为克服上述常规大温差
3、技术的弊端,本文将探讨等节能措施。但对于旧的中央空调系统,如何合理地一种全新的冷水大温差技术在中央空调系统实际改造采用可行的、经济的方案来完成对空调系统的节能改工程中的应用。造,仍然是一个值得探讨的问题。最常见的解决方案就是对中央空调冷水实行大温差。2大温差冷水冷量梯级利用方案本节能改造方案:冷水供、回水温差由原来的7℃/1常规大温差冷水技术12℃改为7℃/15℃,同时将末端与新风机组由原来的一般中央空调系统由末端与新风机组并联组成,并联改为串联形式。冷水的供、回水温为7℃/12℃。其系统冷水循环示意如改造后中央空调系统1图1。冷水循环示意如图2。5空调区目前国内关于空调区中的
4、新风21此类冷水大温差的机组和室内空调器,2空调区文章并不少见,其原均由风机盘管和空调理就是在供冷量不机组构成。冷水管路3434变的情况下,通过增依次通过循环水泵、大供回水温差来减冷水机组、室内空调图2改造后冷水循环系统图5小冷水流量。从而减器和新风机组。从而1-冷水循环泵2-冷水机组3,4-房间空调器5-新风机组小水泵功率和运行组成循环回路;优点图1改造前冷水循环系统图费用,达到节能的目是:处理温度较低空气的室内空调器,使用低温段冷1-冷水循环泵2-冷水机组的。但存在的问题水;处理温度较高空气的新风机组,使用高温段冷水,3,4-房间空调器5-新风机组No.3/200744总第
5、115期第28卷RefrigerationAirConditioning制冷空调工程设计&ElectricPowerMachinery与电力机械实现了冷水冷量的分级利用;使中央空调具有造价低、7℃,蒸发温度te1=5℃。对数平均温差算得:节能、自适应能力强、适应大温差系统的突出特点。Δtmax-Δtmin(12-5)-(7-5)Δtm1==Δt12-5lnmaxlnΔt7-53改造方案探讨min=4.0(℃)(5)由于做了以上的改造,给原中央空调系统带来了采用大温差后冷水机组中蒸发器内冷水进出水温一些变化,并且要根据这些变化对原中央空调系统进度分别为t1=15℃,t2=7℃,蒸
6、发温度不变还是te2=5℃。行更换设备或对原有的设备进行适当的改造。同理可得:Δtm2=5.0℃;3.1水泵将上述结果代入制冷量计算式后得出:实行大温差方案后,冷水流量大大减小(为原来的Q2=h2AΔtm2=0.69×5=0.86(6)QhAΔt45/8)。从而要求水泵的扬程和功率都将大大减小。故水11m1泵需重新选型更换。可以看出改造后制冷量Q减小了,所以需要对冷水机组进行部分调整使得改造前后冷水机组的制冷量3.2冷水机组相同,即Q2′=Q1。由上式知,在流量一定的情况下,可由于采用了冷水的大温差,使得进入冷水机组蒸以通过减小截面积增大流速来改善换热系数达到二者发器的冷水流量
7、降低了,并且进出口的对数平均温差相等。在此符号上的斜撇表示改造后的数据,可得:变大,总的效果是使得制冷量变小,为了保持制冷量不Q′h′A′Δt′22m2==1(7)变,就要对冷水机组中的蒸发器进行一些改造。QhAΔt11m1nmNu=CRePr(1)式中Δtm2′=Δtm2,即采用大温差后的对数平均温差式中Nu—努塞尔数;无论在改造前、后均不变,A为蒸发器铜管的截面积,Re—雷诺数;改造前后流量q是不变的。即有:Pr—普朗特数;q=V2′A2′=V2A(8)C,n,m—常数,由实验数据所确定
