中央空调大温差优化设计探讨.doc

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1、中央空调大温差优化设计探讨【摘要】目前，市场上已经出现了许多高效节能的中央空调设备产品。中央空调系统的设计中也出现了许多诸如变风量中央空调、变水量屮央空调、大温差中央空调、蓄冷中央空调等技术在中央空调中的应用。本文就大温差中央空调水系统和温差的设计进行论述。【关键词】温差；设计；中央空调随着我国国民经济的发展，人民生活水平的提高，建筑能耗已经占全国总能耗的30%左右，而空调耗能一般占整个建筑能耗的60%以上，且比例在不断增加。因此，对空调系统的节能优化设计，提高系统的经济适用性，己经是目前行业关注的首要问题。由于楼宇的空调电费取决于整个空调系统的能耗，因此不仅需

2、要提高空调设备本身的效率，而且要优化空调系统设计，降低楼宇空调系统的整体能耗。中央空调冷水系统包括冷水机组、冷却塔、冷水水泵及冷却水泵等几个主要的耗能部件。因此在空调系统的设计中出现了诸如变风量空调、变水量空调、大温差空调、蓄冷空调等节能或提高系统经济性的技术，其中变风量或变水量空调是提高空调负荷变化时的调节性能的技术，通过变风量或变水量对空调负荷变化的实时响应来达到节能的目的；大温差空调是在空调设计工况和设计负荷下的节能技术，它通过提高冷（热）量输送过程中载冷（热）剂的温差来提供冷（热）量的输送效率。一、大温差系统概述屮央空调大温差是指相对于国内中央空调常规设

3、计的送风、水温差为5°C而提出的，指中央空调系统的送风、水温差大于常规温差。人温差空调是在空调设计工况和设计负荷下的节能技术，通过提高冷（热）量输送过程中载冷（热）剂的温差来提供冷（热）量的输送效率;蓄冷空调是空调冷量制备的经济性技术，通过“移峰填谷”，利用电力的“峰谷差价”来实现制冷系统的经济性，从空调系统设计来说，在空调设计工况及设计负荷下的节能是绝对的、无条件的；负荷调节的节能和利用电力的“峰谷差价”的“节钱”是相对的、有条件的。楼宇中央空调的冷水系统一般包括冷水机组、冷却塔、冷冻水水泵及冷却水水泵等几个主要的耗能部件。其中，大温差冷水系统可以节约系统的循

4、环水量，相应减少水泵的扬程及运行费用，减少管道的尺寸，节约系统的初投资。冷却水大温差设计时，可以减少冷却塔尺寸，节约冷却塔的占地面积，减少水泵的流量和水管的尺寸，当冷却水温度比常规水温高2°C时，可减少运行费用3%〜7%,节省一次投资10%〜20%。与风机的性能分析相似，可以用水泵的相似理论进行分析，当冷水供回水温差增大一倍时，冷却水泵的运行能耗将大大减少，国内已有这方面的文献，这说明采用冷水大温差运行的经济效益是非常明显的。在实际的工程设计中，管内水速一般采用l~2m/s（国际上允许的管内流速比国内高得多）。因此流速不变时，由于管径减少，单位管长的磨擦阻力增加

5、，但是，即使是考虑到管道系统的阻力变化对系统能耗的影响，这方面节能效果也是相当可观的。目前，已有不少工程都采用了空调大温差技术，例如：上海万国金融大厦冷冻水供回水温差为7.7°C(6.7/14.4°C),冷却水温差为8°C(32/40°C);上海浦东国际金融大厦冷冻水供回水温差为10°C(5.6/15.6);上海中国保险大厦冷冻水供回水温差为8.9°C(6.7/15.6°C);上海儿童医学中心，采用的冰蓄冷系统冷冻水侧温差为7.58°C(5.72/13.3°C);上海金茂大厦则采用了送风大温差设计;广州大学城区域供冷系统冷水机组(不包冰蓄冷)冷冻水供回水温差为1

6、0.5°C(2.5/13°C)o在系统运行的过程屮，当冷水机组的冷水出口温度不变时，将冷水温升加大1倍，电机功率变化很小，或没有变化，甚至有所下降，而压降则明显减小。当冷水机组在冷水进出口温差相同时，随着冷水出口温度的降低，单位质量制冷量能耗增加；制冷效率相应有所降低。在冷水进口温度相同时，随肴冷水进出口温差的增大，冷水机组蒸发温度降低，单位质量有效能损失呈明显上升。机组的冷量和轴功率均相应下降，但是下降的幅度有很大的不同，蒸发温度降低1°C,冷量减少1.8%〜6%；而轴功率减少0〜0.5%。降低蒸发温度，则电机功率增加，尤其是冷水初温降低至5°C时，电机功率明

7、显上升。但当冷水温差不变时，冷水机组进出口水温越低,制冷剂的蒸发温度越低，相应冷水机组的效率就越低，因此，在大温差下冷水机组的制冷量可能小于常规温差的制冷量。所以，随看水流量的减小,整个系统的总能耗是逐渐减小的，冷却水水泵、冷冻水水泵及冷却塔的能耗也是逐渐降低的，而压缩机的能耗则反而可能会增多。这个变化趋势是与水流量减小而水温差增大有关的，需对具体问题进行分析。二、大温差系统末端设备选择由于水系统末端设备（中央空调箱、风机盘管等）通常按照冷冻水供、回水5°C温差进行设计和制造，故人们担心现有的水系统末端设备应用于大温差小流量系统时，能否提供充足的冷量和合适的屮央

8、空调出风温度。通过电脑选