空调用冷水温差的择优探讨_寿炜炜

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1、?年第?期制冷技术空调用冷水温差的择优探讨寿炜 炜?上 海 建筑设计研究院土海? ? ? ?摘要】本文以上海某一空调工 程为实例?在不同的冷水 供水温度 条件下,对相关的空调设 备、管道等的初投资和运 行费用作了详细的计算、比较和分析,证实了大温 差供 水的 优越性?并提出工程实际运用时的最佳供、回水温差的选 择原则。【关锐词】供回水温 差初投资运行能耗? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?加? ? ? ?,? ? ? !? ? ? ? ? ! ? ? ? ?,? ? ? ? ?一? ? ? ? ? ? ? ? ?叫? ? ? ? ? ? ? ? ?孟? ? ? ?,? ?

2、 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? !? ? ? ? ? ? ? ?一? ? ? ? ? ? ? ? ?,? ? ? !# ?%地 下三层,设有机房、车库、商场等;裙房 五 层,为银 行、商场、俱 乐部等;主楼六一四十层为办 公 用房。原设计空调主要 设备的配置:550RT和900R T的两级压缩离心 式冷水机组各两台;与冷水机 组相 配套的冷水循环 水 泵各三台(各有 一台备用 );水 泵流 量按机组供回水 温 差5计算;主楼办公用房采用 风 机盘管加送新风的空调系统,风机盘管数量在1200台以上;裙房及地 下商场绝大部分采用 低 速 风

3、道集中空气处理的空调系统。从空调末端设备的配置可以知道,这是 一个典型的以风机盘管为主的空调系统。(2 )研究方案将机组的冷却水温 固定为32 /3 7,而冷水供水温度均为7,回水温度分别定为12、 12.8、 13.7、15.3和17。在这五种不制冷技术20 00年第2期同的供回水条件下,对相关设 备的初投资、运行费用进行比较和分析。同时,对螺杆式冷水机组的价格、性能也作相应的了解和 比较。3初投资的比较和分析 (l )相关设备的初投资比较各相关设备的初投资差额见表1,这里均与冷水供回水温为7/12时的设备造价进行比较。离心式冷水机组由机组供应商的电脑计算和报价发现,无论是55 0R T还是

4、900R T的机组,在这五种不 同的供回条件下,报价都不变(螺杆式冷水机组同离心机组一样,报价也都不变)。冷水循环水泵随着供回水温差的加大,循环水泵的流量、扬程和配用 电机都变小,其价格自然降了下来。空调箱冷水回水温度的提高不会改变空调箱的混合段 和过滤段的规格,但势必对表冷器的换热面积影响较大。在空调箱的选择计算时 发现,只有在供、回水温为1 0时,大部分空调箱的原表冷器难以满足 出风参数的 要求,必须增加它的盘管排数,这时初投资会增加。而在其它的供、回水温 差条件下,只有少部分 的空调 箱 需这样做。对 于 原本盘管排数就较多的新风空调箱,在这五种不同的供回水条件下基本都能满足使用要求,不

5、会增加初投资。当表冷器的盘管排数增加时,箱内风阻力有所提高,但引起的风机轴功率的变化很小,不 会 因此而 加大风机和电动机的规格。为使空调箱的选择计算具有较大的适用性,这里将进风参数按26.8/2 1.2、出风参数按15/1 4.3进行计算:这里 室内温度为25,新风比为20 %,送风温差近1 0。新风空调箱的进、出风参数分别为34/28.2和17.8/17 (与温度为 2 3、相对湿度为55 %的室内空气焙值相等),一般舒适性用的空调箱大多在这个使用范围内。风机盘管随着冷水回水温度的提高风机盘管的制冷量逐渐下降。为了满足室内负荷的要求,我们可以采用加大风机盘管规格或增加数量的方法来解决。这里

6、采用 了加大规格的方法来计算它的初投资,并按中档风速时的技术参数选取。由于 风机盘管规格的加大,势必会加大它所连接的风管的尺寸,表 1中包含了这部分所增加的投资。冷水管道输送相同的冷量时,供回水温差越大,管道的水流量就越小。这里根据每一段管道所承担的负荷计算出不同温 差条件下的管径。显然,随着水温差的加大,管径也随着变细,初投资会降低。由于选择管径时采用的是与原设计相同的比摩阻,因此可以认为管道的水阻力与原设计相当,不需为此而增加水泵的扬程。冷水管道的初投资包括了管材、保温材料、管配件、支吊架和 安装人工费等。管材为无缝钢管;保温采用阻燃型发泡橡塑。表1设备初投资价格睡顺单位:万元供供回水温度

7、度7/12.87八3.77八5.37/17冷冷水机组组0 0 00 0 00 0 00 0 0循循环水泵泵一5,2 2 2一1 4. 0 0 0一21. 8 8 8一27. 7 7 7空空调箱箱0 0 00 0 0+1.4 4 4+13.6 6 6风风机盘管及其风管管+8.0 0 0+23.9 9 9+55,7 7 7+81.4 4 4冷冷水管道及其配件件一5. 4 4 4一2 7. 2 2 2一41. 4 4 4一54. 4 4 4合合计计一2. 6 6 6一1 7. 3 3 3一6. 1 1 1+1 2. 9 9 9注:(a )进口设备价格不包括税价;(b )正值表示超过原设备初投资的差额

8、.负值表示低于原设备初投资的差额。(2)与土建有关的投资在 空调水系统中,冷水管的数量最多,占据的空 间位置 很大。由于大 温差供水管径的减小,不但可以节 约大量管道 井的面 积,而且也可节约吊顶 空间。这对于减少土建投资,提高 面积和空 间的有效利用率具有积极的作用,也给 设计和安装都带来了方便。(3)初 投资分析把各种设备初投资的差额益加后,可以清楚地知道:采用冷大 温 差的供应 方 法,在一定的范围内,空调工程建设的初投资不 会加大,而是 有所降低。投资差额万元 4原设计 投资熟煮共一图1设备初投资差额如图1所示,随着冷水供回水温差的逐步加大,空调工程建设的初投资会从降低逐步上升,甚至反

9、而会增加投资。这是因为随着温差 的加大,虽然管年第2期制冷技术道、保温和 水泵的投资可以大大下降,但空调 箱 和 风机盘 管的投资却上 升。空调 箱价格的上升是因为 它的表 冷器 盘管排数的增 加,它的增加量 较小。而 风机盘管 则受到各种因素的,不 能随意调 整它的盘管和风机。本例采用 加大 规格的方法来解决 它的冷量下降的问题。在计算中发 现,当供回水温 度 为7/1 2.8 是,它的投资将增加3.1%;供回水温 度为7八3.7时,增 加9.3%;7/15.3时,增 加21.7 %;尤其 是7/1 7时,将增加31.7 %,反使初投资增 加,影 响很 大。因此 必须选择一 个恰当的供回水温

10、度,才能取 得满意的效 果。4设备运行能耗分析(1 )设备的运行 能 耗采用 了大 温 差、小流量冷冻水供应 系统后,设 备的 运 行 能 耗可以有效 地降低。影 响设 备运地 能耗 的大致有以下几 个方面:表2电动 冷水机组大温差供水时的节电效果表供供回水温度7/12.0 0 07/12.8 8 87八3.7 7 77/15.3 3 37八7. . .品品牌- - -耗电指标标0.685 5 50.683 3 30.680 0 00.675 5 50.673 3 3离离心机组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组5 5 550R T T T冷水阻力力76.4 4 4

11、59.8 8 843.1 1 129.4 4 42 1.6 6 6节节节电功率kw w w一一一一一2.88 8 85.11 1 16.78 8 87.5 8 8 8品品牌- - -耗电指标标0.682 2 20.680 0 00.677 7 70.672 2 20.669 9 9离离心机组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组9 9 900R T T T冷水阻力力101.9 9 975.5 5 556.8 8 838.2 2 228.4 4 4节节节 电功率kw w w一一一一6.9 7 7 71 1.2 5 5 51 4.9 2 2 21 6.5 8 8 8品品牌

12、二二耗 电指标标0.6() 4 4 40.6025 5 5( ).60 1 1 10.598 8 80.596 6 6离离心机组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组5 5 55() R T T T冷水阻力力110.8 8 880.4 4 465.7 7 745 5 531.7 7 7节节节电功率kw w w一一一一4.8 1 1 17.1 4 4 49.6 6 6 61 0.9 9 9 9品品牌三三耗电指标标( ).818 8 8(】. 816 6 60. 814 4 40. 810 0 00. 8 04 4 4螺螺杆机组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组

13、组组组组组组组组组组3 3 300R T T T冷水阻力力56.2 2 246.5 5 538 8 822.8 8 817.2 2 2节节节电功率kw w w一一一一】. 01 1 12. 2 9 9 92. 67 7 73. 0 0 0 0品品牌四四耗电指标标0.68 8 80.68 8 80.68 8 80.68 8 8一一碑一一螺螺杆机组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组组制制制冷量R T T T341 1 1342 2 2343 3 3344 4 4一一一一一一注:(a )耗电指标的单位为kw /R T.冷水阻力的单位 为kP。;(b)节电功率系指因机组冷水

14、量与水阻力的下降、使冷水循环水泵耗电功率的下降值;(C)离心机组的制冷剂为134a ;螺杆机组的制冷剂 为R 22电动冷 水机组表2列 出了几种电动冷水机组 在不 同的冷水供回水 温度条件下的耗电指标、蒸发器 冷水的流通 阻力以及由于机 组冷水 阻 力和 流量的下降而获得的节电功率。从表中数值可 知:。供回水温差越大,离心式机 组的耗电指标就越小,节电效果也越好。但不 同品牌的离心 机 组,节 电效果是有差别的。品牌三的螺杆式冷 水机组的性能变化趋势与离心机组相同。品牌四的螺杆式冷水机 组 随着温 差的加大,冷量稍有加大,但耗 电指标不变,不 会因此 而额外地增 加 用电量,同样也可以用于大温 差供 水系统。须注意的是,品牌四的螺杆式冷水机组的冷水 温差过大(7/17 )时,已无法选择出合适的机组。由于机组冷水流量和阻力的下降,所获得的水泵动力的节约是相当可观的。冷 水循环 水 泵表3列 出了冷 水循环 水 泵在各种温 差条件下 的配 置情况,并 列出 了节 电功 率。从表中可知,随 着供水 温差的 加大,水 泵的轴功率大 幅度下降。当温差 在6一 8时,其节电效率可达2 0一5 0%,十分显著。无疑,冷水输送系数也会大幅度 上升。水泵节 电的原因有两个,而 且都是与大温差供水是有关的:一是冷水 流 量的减少;二是制