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1、第七届海峡两岸制冷空调技术交流会 滔麟口p H对中央空调经济运行工况的探讨黄志刚*摘要倡导和推广中央空凋经济运行工况，使中央空调节能1 5 一2 0 关建词经济运行工况空调冷冻水温高效节能逆流小温差节能风机盘管D i s c u s s i o no fe c o n o m i c a lo p e r a t i n gc o n d i t i o no Rc o n t r a la i rc o n d i t i o nB YH u a n gZ h i g a n ga n dH u a n gH u iA t ：镕t t a c t ：r e c o m m e n da n
2、dp o p u l a r i z ee c o n o m i c a lo p e r a t i n gc o n d i t i o no nc e n t r a la i rc o n d i t i o n r R a k ec e n t r a la i rc o n d i t i o ne n e r g ys a v i n g1 5 一2 0 k e y w o r d s ：e c o n o m i c a lo p e r a t i n gc o n d i t i o n ，c o o l i n gw a t e rt e m p e r a t u r
3、 eo fc e n t r a la i rc o n d i t i o n ，h i g he f f i c i e n te n e r g ys a y旧，e n e r g ys a v i n gf a nc o i lu n i to fa n t i d i r e c t i o na n dt h es m a l lt e m p e r a t u r ed i f f e r e n c e1 中央空调经济运行工况随着我国建设的高速发展，越来越多的空调设备用于改善人们工作和生活环境。而空调设备的广泛使用造成了能源巨大消耗。为了适应我国经济建设的可持续发展和我国能源
4、现状，在夏季，我们从提高制冷机出水温度上着手，提出更为节能的中央空调系统流程一中央空调经济运行工况，及设计出与之相配套的空调系统末端设备一一逆流小温差节能风机盘管。所谓中央空调经济运行工况。既：在夏季冷冻机提供比7 高的冷冻水给空调系统末端设备( 如风机盘管) ，进出束端设备的水温温差保持5 0 C 并返回冷冻机。在冻季热泵主机提供比4 5 低的热水给空调系统末端设备，进出末端设备的水温温差保持5 并返回热泵主机。中央空调经济运行工况在表l不改变现行工作、生话环境条件下，比传统的中央空调工况节约降耗1 5 一加。推广高效节能的中央空调经济运行工况，改变了国内外沿用了几十年的中央空调系统设计思路
5、和运行管理模式，为中央空调系统节能开辟了一条有效途经。推广普及中央空调经济运行工况对缓解我国乍l 趋紧张的电力供求矛盾，节能降耗，保护环境，都有着重要意义。2 系统节能效果根据逆卡诺循环理论，反映制冷机效率的C O P = 罚，( 1 一T O ) 一( t )既冷量1 1 D 与功耗( T C T O ) 之比。由公式( 1 )可知：提高蒸发温度r 1 0 或降低冷凝温度T C 都可以提高制冷机效率，表1 是从制冷机生产厂家提供的各种制冷( 热泵) 机组技术样本中汇总的参数。供冷冷量与首项比C o P与首项比供热热量输入功率效率与首项比5 1 0 1 2 8 914 4 41曛6 1 l 1
6、 3 3 31 0 3 44 5 6】0 Q 77 一1 2 1 3 7 61 0 6 74 6 81 0 5 38 1 3 0 C1 4 1 91 1 0 14 8 11 0 8 29 一1 4 H 6 21 1 3 44 9 41 1 l lI O 1 5 1 5 0 4I 1 6 75 0 61 1 3 91 2第七届海峡两岸制冷空调技术交流会4 9 1 1 3 615 9 l1曩5 1 0 0 c1 1 8 11 0 4 06 1 31 0 3 7杆6 一l l 1 2 2 71 0 8 06 3 51 0 7 4制7 一1 2 1 2 7 51 i 2 26 5 81 1 1 3 筑
7、8 1 3 1 3 2 41 1 6 56 8 2I ，1 5 49 1 4 c c1 3 7 51 2 1 07 0 61 1 9 55 一1 0 3 6 6 3l2 9 3l憾6 1 1 3 8 2 81 0 4 53 0 61 0 4 34 5 5 0 5 0 6 91 6 7 53 0 3 17 1 2 4 0 0 81 0 9 43 1 91 0 9 14 0 4 5 0 C5 1 6 01 5 2 03 3 9 1 1 1 9窥8 一1 3 4 1 8 81 1 4 33 3 31 1 3 83 5 4 0 5 2 5 91 3 8 23 8 0 1 2 5 49 1 4 4 3
8、8 51 1 9 73 , 4 91 1 9 0l O 一1 5 4 5 8 61 2 5 23 6 41 2 4 2显而易见( 表) 1 表明：在上述空调工况范围附近，每提高出水温度Io C ，( 或冬季降低热水温度1 ) 可提高制冷机效率2 5 2 一4 8 4 。( 回水) 温度的关键。而采用一种新型的逆流小温差 3 -中央空调经济运行工况的可行性风机盘管。其表冷器的冷冻水流向为前进后出的方在夏季，使用高于7 的冷冻水工况( 或冬季低式，冷冻水的流动方向与风的方向逆向( 换热学上称于4 5 热水温度) 时，为使室内环境温度与传统空为逆流换热) ，与传统的风机盘管比，逆流换热可以调工况下的
9、相同，首先必须保证冷量O 值恒定。根提高对数平均温差，即提高传热效率，减少甚至消除据传热学公式Q = K * F A T 一( 2 ) 可知：当降低了水由于冷冻水水温提高对除湿能力的影响。与空气间的传热温差( T 时，在K 保持不变的情况理论计算表明：逆流高水温风机盘管的对数平下，为使Q 值恒定，只须相应的提高风机盘管换热均温差大于普通风机盘管的对数平均温差，在环境面积F 在夏季当提高中央空调冷冻水水温时，会使温度保持恒定时，随着冷冻水温度的提高，水与空气风机盘管的除湿能力下降，造成室内的相对湿度提的温差减小，逆流和叉流两者的对数平均温差相差高根据文献( 1 ) 对国内8 种常用表冷器除湿能的
10、计更为明显。例如当环境温度为2 4 时，冷冻水温度算分析结果表明，当冷水温度从7 提高到1 2 时，在7 出水，1 2 回水时，逆流高水温风机盘管的对表冷器的除湿能力下降了2 5 显然如采用中央空数平均温差比普通风机盘管的对数平均温差提高了调经济运行工况时，继续使用传统的表冷器已经影4 左右；如将冷冻水温度提高到1 2 “ 1 2 出水，1 7 回响到了室内环境湿度水，同样条件下逆流小温差风机盘管的对数平均温通常，冷冻水在流经传统的风机盘管时其冷冻差比普通风机盘管的对数平均温差提高了2 0 以水的流向均采取下进( 7 ) ，上出( 1 2 ) 形式，冷冻上；普通风机盘管出风温度的合理数值必须高
11、于冷水的流动方向与风的方向垂直，换热学上称为叉流冻水回水温度，而逆流小温差风机盘管的出风温度换热( 近似) ，在南方湿热气候条件下，随着冷冻水的可以低于冷冻水回水温度。这就使中央空调经济运出水( 回水) 温度的提高，风机盘管的除湿能力下降，行工况下的逆流小温差风机盘管除湿能力和换热效最大限度的降低末端出风湿度是提高冷冻水的出水率提高成为可能。表( 2 ) 列出了一种型号逆流小温差风机盘管和普通风机盘管的实测参数逆流小温差风机盘管F P 一6 8 5 0普通F P 一6 风机盘管冷量w下球湿球风量M 3 ，删冷量w干球c | C湿球 风最M 3 HI7 0 c 一1 2 4 9 4 91 3 O
12、1 1 96 5 47 一1 2 3 6 0 01 5 61 4 46 8 0一1 3第七届海峡两岸制冷空调技术交流会逆流、温差风机盘管F P 一6 8 5 0普通F P 一6 风机盘管冷量W干球湿球风量N N H冷量w干球湿球风量N 3 H8 一1 3 4 6 5 71 3 51 2 56 5 98 一1 3 9 一1 4 4 3 6 71 4 01 3 06 6 39 一1 4 1 0 一1 5 气4 0 7 81 4 51 3 56 6 81 0 a C 1 5 1 1 t 一1 6 3 7 9 01 5 01 4 06 7 21 l 一1 6 1 2 一1 7 3 5 0 41 5 4
13、1 4 56 7 61 2 一1 7 从表( 2 ) 看出在夏季中央空调经济运行工况下( 1 2 q c 出水，1 7 回水) ，逆流小温差风机盘管的除湿效果完全达到了普通风机盘管在7 q c 出水，1 2 0 C 工况下的除湿效果。因此中央空调经济运行工况配以逆流小温差风机盘管不仅可减少因冷冻水温度的提高带来的换热面积的增加量，还可以保证环境的温度、湿度与传统中央空调工况时的湿度相同。4 推广使用中央空调经济运行工况的意义( 1 ) 在保证室内温度、相对湿度不变、不降低人们的舒适度的前提下，中央空调经济运行工况配以逆流小温差风机盘管与传统的中央空调工况相比，可以提高制冷机冷冻水出口温度4 0
14、 ( 2 6 6 C ，相应地大幅度提高了制冷机的效率1 5 一2 0 。( 2 ) 中央空调经济运行工况配以逆流小温差风机盘管不仅有效地提高了电制冷以及吸收式制冷的效率。还提高了制冷机的冷量，提高幅度在1 0 一2 5 。( 3 中央空调经济运行工况不需要改变更多的设计规范和参数，如水泵的流量、扬程，管网阻力等，仅对末端设备进行选型设计，便于为设计单位接受，在新建项目中得以的推广。( 4 ) 高于8 。C 发生相变的材料，在放冷时必须有4 。C 一5 t 2 的传热温差，使最低出水温度高于1 2 “ C 1 3 ，正是由于高温相变蓄冷，放冷温度的原因，使高温相变蓄冷技术的应用受到限制，而中央
15、空调经济运行工况提高了冷冻水温度，恰好与高温相变出水温度相匹配，解决了高温相变蓄冷技术推广中的难题，使广泛采用高温相变蓄冷来实现电力的移峰填谷成为可能。( 5 ) 在水蓄冷系统中，制冷机的安全出水温度要高于5 ，加上板式换热器的传热温差，每昼夜可刺用的温差仅为5 a c 一7 ，即以热容来讲，每公斤1 4 水 冰可蓄冷8 0 大卡；每公斤水可蓄冷5 7大卡，由此可计算出水蓄冷的体积是冰蓄冷体积( 冰蓄冷体积率按0 5 计) 的6 8 倍如果采用了1 2 q E1 7 的冷冻水，可以提高水蓄冷的蓄冷热容量，使水蓄冷蓄冷容量增加的幅度为舳一1 0 0 ，与冰蓄冷体积相比可降低致3 4 倍因此水蓄冷系统会的到更广泛的使用( 6 ) 曾在千岛湖等地兴起一时的“水空弱”由于除湿能力差，加上当地的气候湿度大，导致房间里湿度几近饱和状态，近期许多已经安装了“水空调”的建筑都在用电制冷取代。而逆流小温差风机盘管的使用解决了“水空调”除湿能力差的难题，更为天然冷源如：井水、湖水、海水等的利用开拓了广阔前景。( 7 ) 在西北等干燥地区，干工况制冷系统中采用逆流小温差风机盘管，还可以根据末端对冷量的实际需求，进一步提高玲冻水的水温( 水与空气的温差逾小，逆流比叉流换热的效果就愈为显着) ，节能潜力更大。( 8 ) 在我国大部地区的冬季呆暖期，逆流小温差风机盘管的采
