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1、中央冷水主机变冷冻水温对系统节能的影响分析陈敏华 广州瀚华建筑设计有限公司摘要：受室外气象条件等因素影响，建筑中央空调系统冷水机组长时间处于非设定工况条件下运行，导致部分工况冷负荷和冷凝器入口水温均低于设计工况，从而对建筑设备运行能耗影响较大。冷冻水水温的重设，是解决这一问题的主要途径之一。然而，对于传统的中央空调系统调节方式，冷冻水出水温度重新设置所产生的节能是针对定冷冻水流量，且提高LCHWT在降低冷水机组运行能耗的同时，还会增加泵的运行能耗。为此，本文针对变冷冻水水量的冷水机组，对上述问题进行了理论分析和计算，并引入实际案例进行验证分析。本方法可为优化建筑设备运行调节方式，降低建筑设备运
2、行能耗参考。关键词：中央冷水机组， 冷冻水，水温设定，建筑节能，运行调节Impact analysis of chilled water temperature control on energy consumption of central air conditioning plantsChen MinhuaGuangzhou Hanhua Architectural Design Co., Ltd.Abstract: Due to the numerous impact factors of building energy consumption, such as outdoor weat
3、her conditions and regulating mode of central air conditioning equipment, it is difficult to keep the central chillers running under the operating conditions. Thus, it results in not only less cooling load demand and inlet temperature of the condenser but also higher energy consumption of equipment
4、operation than the design conditions. Chilled water temperature reset is one of the best ways to solve above problems. However, it is insufficient with the regulating modes of traditional central air conditioning systems, in which only constant chilled water flow rate is considered, and higher energ
5、y consumption of pump operation happens. To this end, this paper takes variable chilled water chillers into account by theory analysis and calculation, and one actual case is introduced to verify the method. It could be a reference for an optimization of equipment operation and adjustment, and helps
6、 to reduce the energy consumption of equipment operation.Keywords: Central water chiller, chilled water, temperature setting, building energy saving, operation adjustment一概述在传统的中央空调系统实际运行过程中，空调负荷随着室外气象条件等因素变化，多数时间远小于设计负荷。其中，冷水机组通常只有不到1%的时间在设计工况下运行。其他时间则在非运行工况下运行，期间的室外温度更温和，并且湿度低。部分工况意味着冷负荷和冷凝器入口水温（E
7、CWT）都比设计工况低。充分利用这些条件是减少能耗的途径之一。冷冻水水温重设的基本概念已被认可了一段时间了。当负荷降低时，即使冷冻水出水温度设得高于7，冷却盘管也可以产生所需的冷量，这是因为除湿的需求也更低了。通常，提高冷水机组的冷冻水出水温度（LCHWT）可以降低压缩机的压头，从而达到节能的目的。该方法可以用于运行负荷为40%-80%的定速速离心式冷水机组机组。在传统的中央空调系统中，冷冻水出水温度重新设置所产生的节能是针对定冷冻水流量的。然而，如果系统是变冷冻水水量的话，则需要在实施之前作更多的研究。提高LCHWT能减少能耗，但它增加了泵的功率，这是因为对同样的负荷需要有更多的冷冻水流量。
8、机组的节能是否超过新增的泵功率，不同的系统有不同的答案。二、冷冻水出水温度重新设置的节能原理根据制冷原理P-H图可以直观的说明1.) 由制冷原理图可以看出，提高冷冻水出水温度，蒸发器工作点由A-B,变成A-B,制冷剂A-B压力相对提高，压缩机做功（h3-h2）相对减少,主机功耗对应降低，能效比COP提高。2.) 冷冻水出水温度的设计值通常是选择在最恶劣的制冷工况下，相关的冷却盘管满足制冷需求时的冷冻水出水温度值。3.) 正常运行时，建筑物的负荷通常低于设计的最恶劣工况的负荷，因此在通常情况下，出水温度如果还按照设计值设定，那将导致不必要的过低的冷冻水出水温度，只会增加能耗。4.) 冷冻水出水温
9、度每提高1C ，冷水机组的效率就会增加约3% 。机组的冷冻水出水温度可以利用微处理器控制装置进行手动重新设定或者自动设定。 5.) 影响冷冻水出水温度调节的因素有如下：a环境温度， 在较凉爽的季节，冷冻水出水温度可以设得高一点。b冷冻水回水温度。冷冻水回水温度低，说明建筑物负荷较低，冷冻水出水温度可以设得高一点。焓 (h)节流装置A冷凝器 压缩机做功 B蒸发器ABCD从冷冻水吸收的能量压缩机输入功给制冷剂的能量排放给冷却水的能量 制冷量 h1 h2 h2 h3 h2h1制冷系数 （COP） 压缩机耗功 h3h2 图1 焓差图2.根据某公司冷水机组设计选型软件，以现场2000RT的设计参数为例，
10、满负荷情况下能效比和冷冻水出水温度的关系如下图所示：表2 某冷水机组选型参数Chiller Unit 1 ,2, 3 型号. 冷媒R22 电源10k v / 50 Hz/ 3 ph 制冷量2000Tons输入功率1211 kw水压降 85 kpa蒸发器水流量337l/s冷却水进/出水温32 / 37 Deg C水压降78 kpa水流量394 l/s 冷冻水出/进水温7 /12 Deg.C能耗系数（KW/TR）0.606表3 变冷冻水出水温度部分负荷时主机效率表4 变冷冻出水温度主机效率(COP)6.936.7966.6616.5016.1435.9365.8286.33705001000150
11、02000250030007度8度9度10度11度12度13度14度制冷量（冷吨）11.522.533.544.555.566.577.5COP(kW/kW)综上分析，无论是满负荷还是部分负荷，提高冷冻出水温度，都将提高主机的效率，研究和实际工程经验表明：冷冻水出水温度每提高1C ，冷水机组的效率就会增加约3%，这对大功率的冷冻主机来说，是一笔不菲的节能费用。三、采用冷冻水温调节节电率分析对某公司三台的2000RT冷水机组进行节能调节，该主机运行时间相对较长，每年运行约150天，每天运行9小时，共计：1350小时。根据选型软件分析出，不同出水温度在部分负荷时的相对7出水温度时节电率如下：表5
12、根据室外温度、冷冻水回水温度、主机电流百分比可以判断主机的负荷情。室外温度范围室外湿度范围时间比例时间（小时数）出水温度设定节能率335%67.570.00%323375%5%67.570.00%65%6%817.51.47%313275%6%817.51.47%65%6%8182.91%303175%6%8182.91%65%6%818.54.34%293075%7%94.58.54.34%65%7%94.595.74%282975%6%8195.74%65%6%819.57.12%272875%6%819.57.12%65%6%81108.49%262775%6%81108.49%65%6
13、%8110.59.83%252675%5%67.510.59.83%65%5%67.51111.15%按照时间累计，综合节能率5.35%，根据现阶段平均电价约RMB 0.8/ kWh，并假设设备全年平均运行负载为75，那么平均一台设备节省的运行费用=5.35%1211kw75150天9 小时RMB0.8/ KWH 52500元/年。四 结语1 由于空调系统负荷在大部分时间里都在设计负荷以下，可以考虑根据空调系统运行情况自动重新设置冷冻水出水温度方法达到既满足室内负荷要求，又能够节约能耗的目的。如当负荷率为70时，采用10的冷水供水温度，与设计工况相比，离心式机组耗电量下降了5.5，螺杆式机组耗
14、电量下降了9.2，节能效果明显。2 由于冷冻水温度的提高，使得末端空气处理设备的除湿能力下降，室内相对湿度变大，使得冷水温度不能提高很多，从上面的分析得出，当室内负荷为60，采用11.8的冷水温度，室内相对湿度就达到了63，所以，对舒适性空调系统，冷水温度的提高一般以不超过12为宜。3 自动重新设置冷冻水出水温度方法是针对部分负荷条件下空调制冷系统节能运行调节而提出的，比变流量的节能方案更容易操作，只需考虑室外气象条件，负荷分布规律等影响因素，可以根据实际空调系统的动态空调负荷计算和空调制冷系统运行实践制定出更为细致的运行方案，使节能达到最优化。它对于一般舒适性空调系统来说，是一种简便可行的节能运行方案。参考文献：1 陆耀庆.实用供热空调设计手册M.北京：中国建筑工业出版社，19942 电子工业部第十设计研究院. 空气调节设计手册（第二版）S. 北京：中国建筑工业出版社，19993 彦启森主编.空气
