中央空调制冷机组冷凝压力优化

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1、万方数据一18一节能ENERGYCONSERVATION2013年第9期(总第372期)中央空调制冷机组冷凝压力优化李越(天津市燃气热力规划设计院，天津300191)摘要：对中央空调制冷机组冷凝压力进行理论分析和实验研究，针对不同室外温度下，通过控制冷凝压力的变化，使空调系统能量消耗最小，从而得出该室外温度下的最优冷凝压力，并通过正确有效的运行控制策略使系统维持在最优冷凝压力下工作。关键词：公共建筑；中央空调；节能运行；最优冷凝压力中图分类号：TB657．2文献标识码：A文章编号：1004—7948(2013)09—0018—07dai：103969／j。issn．1004—794

2、8．2013．09．005引言目前，能源问题已经成为制约我国经济和社会发展的重要因素。近年来，我国建筑规模发展迅速，其中存在着大量的高能耗建筑，尤其是公共建筑，单位面积用电量高，且用电量的增长速度高于总建筑面积的增长速度。一般公共建筑空调系统能耗占建筑能耗的50％～60％，因此，业界公认空调系统的能耗是公建能耗中的重要组成部分，对空调系统开展节能工作对于公共建筑的整体节能工作来说意义重大。1冷凝压力理论优化分析本文选择热力学准则，优化给定制冷量时的空调系统运行参数。即在保证用户需冷量要求的同时，使整个空调系统的能量消耗最小。过渡季节是一个比较特殊的时段，早晚温差大。在超市、商场及一

3、些写字楼内会运行中央空调。一般地讲，在制冷系统中，冷凝压力升高，压缩比增大，压缩机的容积效率降低，系统的相对耗电量增加。反之，冷凝压力降低，系统的相对耗电量减少。冷凝温度在25～40℃，每升高1℃，制冷机组增加耗电量3．2％左右。随着冷凝温度的升高，冷凝压力也会升高，若对于多个压缩机同时工作的大型制冷系统来说，这部分电耗是很大的。因此，制冷系统在较低的冷凝压力下运行，往往被视为低耗节能的一种工况。冷凝压力的大小对制冷机的性能系数有很大的影响，在不同室外温度下，某一个冷凝压力使机组能耗最小，即此系统的最优冷凝压力。确定最优冷凝压力并控制系统始终保持在最优冷凝压力下运行，对于提高制冷系

4、统性能有重大意义。2最优冷凝压力的实验研究2．1实验目的本实验主要研究在过渡季节不同负荷、不同室外温度下，冷凝压力的变化以及对制冷机组的影响。验证在系统工况变化时，存在最优冷凝压力，使系统的能耗最小，并且找出使系统维持在最优冷凝压力下工作的调节控制方法。测试内容如下：1)通过实验确定过渡季节室外温度变化对机组运行状况的影响：测试随着负荷和室外温度的变化冷凝压力如何变化；不同室外温度和负荷条件(制冷量分别为30kW、24kW、18kW)下冷凝压力和压缩机做功之间的关系。2)通过实际测量得出不同负荷、不同温度下，冷凝压力为何值时空调系统冷却水泵和压缩机功耗和为最小，即在此冷凝压力下系统

5、最节能。在一定室外温度下，逐渐减小冷凝压力设定值，以10kPa逐步减小并记录冷却水泵和压缩机做功之和，观察变化趋势，当冷凝压力减少到某一数值时冷却水泵和压缩机功耗者之和最小。这个冷凝压力就是该温度下最优冷凝压力。2．2实验系统实验系统装置简图如图1所示。实验系统的整体结构如图2所示。制冷系统控制器如图3所万方数据2013年第9期(总第372期)节能ENERGYCONSERVAllON示。实验台设备明细如表1所示。本实验的实验平台为活塞式制冷系统，为制冷负荷可调的水冷型式制冷系统实验平台。系统由活塞压缩机、板式换热器、电子膨胀阀、外平衡式热力膨胀阀、气液热交换器、储液器等组成。实验系

6、统采用1台变频半封闭活塞式压缩机，可以连续调节制冷系统的制冷量。制冷剂管路的管材采用紫铜管，保温材料为橡冷水循环泵塑。冷冻水及冷却水系统管路采用镀锌钢管，冷却塔放置在楼顶。为了保证测试的精度和测量的稳定性，冷冻水及冷却水管路上设有旁通管路以稳定进入蒸发器和冷凝器的水温和水量。实验系统设有冷冻水出水低温保护和压缩机高低压、过载保护。实验系统各项参数均可大范围调节，以方便对各种运行工况进行测试。表1实验台设备明细卫温度传感器丹流量实验系统装置简图(b)制冷循环内部装置图2实验系统的整体结构器图送变力E旦泵拌搅水冷万方数据节能ENERGYCoNSERVATION2013年第9期(总第37

7、2期)图3制冷系统控制器制冷系统在压缩机、蒸发器、冷凝器进出口处设有温度和压力变送器；在贮液器与气液热交换器连接管路上设有涡轮流量计。为了便于观察制冷剂的状态，在蒸发器的入口管路上装有液视镜。冷凝器、蒸发器水管路出口设有温度传感器和电磁流量计；为了测试冷却塔的冷却能力与阻力，在冷却水管路上设有温度传感器、压力变送器和电磁流量计。在压缩机、冷冻水泵、冷却水泵和电加热器上装有三项功率传感器。温度传感器采用Ptl00热电阻，A级精度，压力变送器和电磁流量计输出信号4～20m