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1、第十章第十章 空调装置的冷热源选择及制冷装置的节能空调装置的冷热源选择及制冷装置的节能 第一节制冷空调装置的冷热源选择第一节制冷空调装置的冷热源选择 一、制冷机的选用原则一、制冷机的选用原则1、 应考虑建筑物全年空调负荷的变化规律及制冷机部分负荷的调应考虑建筑物全年空调负荷的变化规律及制冷机部分负荷的调节特性，合理选择机型、单机容量、台数和全年运行方式，以便提节特性，合理选择机型、单机容量、台数和全年运行方式，以便提高制冷系统在部分负荷时的运行效率，从而降低年运行费用。高制冷系统在部分负荷时的运行效率，从而降低年运行费用。 2、从提供相同冷量、消耗一次能源的角度来说，电力驱动的制冷、从提供相同
2、冷量、消耗一次能源的角度来说，电力驱动的制冷机比吸收式制冷机能耗要低。但对当地电力供应紧张，或有现成的机比吸收式制冷机能耗要低。但对当地电力供应紧张，或有现成的热源，特别是有余热、废热可利用的场合，应优先选用吸收式制冷热源，特别是有余热、废热可利用的场合，应优先选用吸收式制冷机。机。3、从能耗、单机容量和调节等方面考虑，选择电力驱动冷水机组、从能耗、单机容量和调节等方面考虑，选择电力驱动冷水机组时，当单机空调制冷量大于时，当单机空调制冷量大于1160kw 时，宜选用离心式；制冷量为时，宜选用离心式；制冷量为 5801160kw 时时,宜选用螺杆式或离心式；制冷宜选用螺杆式或离心式；制冷 量小于
3、量小于 580kw 时，时，宜选用活塞式或涡旋式。宜选用活塞式或涡旋式。4、选择制冷机时，应考虑对环境的影响，如噪声、振动等。从对、选择制冷机时，应考虑对环境的影响，如噪声、振动等。从对大气臭氧层的破坏与否来考虑，吸收式制冷机有明显的优点；从温大气臭氧层的破坏与否来考虑，吸收式制冷机有明显的优点；从温室效应考虑吸收式制冷机二氧化碳排放量比电驱动制冷机大，因而室效应考虑吸收式制冷机二氧化碳排放量比电驱动制冷机大，因而就要综合考虑。就要综合考虑。 二、电动机驱动压缩式制冷机二、电动机驱动压缩式制冷机包括：房间空调器、单元式空调机组及冷水（热泵）机组等。包括：房间空调器、单元式空调机组及冷水（热泵）
4、机组等。选择原则：（选择原则：（1）性能系数）性能系数 COP 或能效比或能效比 EER,（表示机组的能源（表示机组的能源利用率即单位功率制冷量。）越大越好。利用率即单位功率制冷量。）越大越好。（2）能源等级越小越好。）能源等级越小越好。（3）名义工况时的制冷性能系数不应低于表）名义工况时的制冷性能系数不应低于表104的数值。的数值。三、溴化锂吸收式制冷机组三、溴化锂吸收式制冷机组 1、热源若是利用余热、废热、排热，则从总体考虑其节能特性、热源若是利用余热、废热、排热，则从总体考虑其节能特性优于压缩式制冷机。优于压缩式制冷机。 2、直燃型溴化锂吸收式制冷机组燃烧效率高，传热损失小，对、直燃型溴
5、化锂吸收式制冷机组燃烧效率高，传热损失小，对大气污染小，能一机多用，可大幅降低燃料消耗。大气污染小，能一机多用，可大幅降低燃料消耗。四、燃气空调及制冷机组四、燃气空调及制冷机组 1、几种型式空调机组的比较、几种型式空调机组的比较 2、热电冷联合运行系统、热电冷联合运行系统五、集中供热供冷与冷热源能源利用多元化五、集中供热供冷与冷热源能源利用多元化 第二节第二节 制冷装置的节能制冷装置的节能 一、压缩式制冷机循环及制冷剂选择中的节能措施一、压缩式制冷机循环及制冷剂选择中的节能措施 1. 压缩式制冷机循环的选择压缩式制冷机循环的选择 (1) 对于蒸发温度较低的制冷机尽可能采用液体过冷，对于对于蒸发
6、温度较低的制冷机尽可能采用液体过冷，对于R134a等制冷剂的制冷机可以考虑采用回热循环（对于等制冷剂的制冷机可以考虑采用回热循环（对于R717等则不宜采用）等则不宜采用）。对于复叠式制冷机，在高温与低温部分也可采用回热循环。对于复叠式制冷机，在高温与低温部分也可采用回热循环。 (2) 对于单级制冷机可采用分级节流中间抽气循环，当压比较大时对于单级制冷机可采用分级节流中间抽气循环，当压比较大时这种循环节能比较显著。这种循环特别适用离心制冷压缩机的大型这种循环节能比较显著。这种循环特别适用离心制冷压缩机的大型制冷装置、螺杆式制冷压缩机的经济器系统，以及冷库的双温制冷制冷装置、螺杆式制冷压缩机的经济
7、器系统，以及冷库的双温制冷系统。此外，系统。此外， 螺杆式制冷压缩机可以制冷剂液体来替代或部分代替螺杆式制冷压缩机可以制冷剂液体来替代或部分代替喷油，以达到在制冷系统中取消油冷却器，缩小油分离器容积，且喷油，以达到在制冷系统中取消油冷却器，缩小油分离器容积，且实现节能。实现节能。 (3) 在小型制冷或空调热泵装置的节流机构至蒸发器之间加一个蓄在小型制冷或空调热泵装置的节流机构至蒸发器之间加一个蓄冷器，可以延长制冷压缩机的运转周期，减少开停次数。或者在用冷器，可以延长制冷压缩机的运转周期，减少开停次数。或者在用电低谷时进行蓄冰，以降低电费。对于大中型制冷空调系统可以与电低谷时进行蓄冰，以降低电费
8、。对于大中型制冷空调系统可以与空调系统配合进行冰蓄冷空调系统设计，并配合低温送风，以降低空调系统配合进行冰蓄冷空调系统设计，并配合低温送风，以降低运行费用。运行费用。 (4) 当压比在中等范围内（例如为当压比在中等范围内（例如为610)，采用单级压缩循环还是，采用单级压缩循环还是两级压缩循环，可通过技术经济分析去确定。同样，当蒸发温度在两级压缩循环，可通过技术经济分析去确定。同样，当蒸发温度在 或者更低温度时，采用两级压缩循环还是复叠式或者更低温度时，采用两级压缩循环还是复叠式循环，或者空气制冷机、斯特林制冷机循环，也应通过技术经济分循环，或者空气制冷机、斯特林制冷机循环，也应通过技术经济分析
9、去决定。析去决定。 2.制冷剂的选择制冷剂的选择 (1) 单级理论循环的制冷系数可表示为单级理论循环的制冷系数可表示为 当当 及及 给定时，采用不同的制冷剂其制冷系数给定时，采用不同的制冷剂其制冷系数 仅随制冷剂仅随制冷剂的标准沸点的标准沸点 而变。根据计算，大部分制冷剂的而变。根据计算，大部分制冷剂的 越高，则其越高，则其制冷系数越高，因而应选用制冷系数越高，因而应选用 高的制冷剂。但这不是高的制冷剂。但这不是 选择制冷剂选择制冷剂时应考虑的唯一的因素，应连同其他因素，如热力学性质、环保要时应考虑的唯一的因素，应连同其他因素，如热力学性质、环保要求等综合考虑，以选定合适的制冷剂。求等综合考虑
10、，以选定合适的制冷剂。 (2) 采用非共沸混合制冷剂可以实现非等温冷却，当用于冷却介质采用非共沸混合制冷剂可以实现非等温冷却，当用于冷却介质及被冷却介质均为变温的情况时具有比较高的制冷系数。及被冷却介质均为变温的情况时具有比较高的制冷系数。二、制冷装置设计中的节能措施二、制冷装置设计中的节能措施 1.被冷却对象的温度不要定得过低，这样制冷机的蒸发温度也就被冷却对象的温度不要定得过低，这样制冷机的蒸发温度也就不会过低。同时不会过低。同时,应选用最有效的冷却方式，使冷凝温度不要偏高。应选用最有效的冷却方式，使冷凝温度不要偏高。 2.所选用的制冷压缩机的容量应与制冷装置的冷量负荷相适应所选用的制冷压
11、缩机的容量应与制冷装置的冷量负荷相适应（需考虑冷量损失在内），不要选得过大，以免造成不必要的浪费。（需考虑冷量损失在内），不要选得过大，以免造成不必要的浪费。对于冷量负荷经常变化的制冷装置（例如冷库），应选多台制冷压对于冷量负荷经常变化的制冷装置（例如冷库），应选多台制冷压缩机，以便在运转中能进行合理调配；或者选用具有能量调节机构缩机，以便在运转中能进行合理调配；或者选用具有能量调节机构的压缩机。的压缩机。 3. 选用换热器时，应采用较小的传热温差和制冷剂流动阻力。决选用换热器时，应采用较小的传热温差和制冷剂流动阻力。决不可采用过分增大传热面积的方法来减少传热温差，因为这将导致不可采用过分增大
12、传热面积的方法来减少传热温差，因为这将导致初投资和折旧费的增大。应该考虑强化传热的方法来减少传热温差，初投资和折旧费的增大。应该考虑强化传热的方法来减少传热温差，但强化传热往往会引起制冷剂流动阻力的增大或水泵、风机功率的但强化传热往往会引起制冷剂流动阻力的增大或水泵、风机功率的增大，这时就需要用技术经济分析的方法以确定最佳方案。增大，这时就需要用技术经济分析的方法以确定最佳方案。 4.制冷剂在管道中的流速应选得低一些，特别是压缩机的吸气管道。制冷剂在管道中的流速应选得低一些，特别是压缩机的吸气管道。但也不应过低，以防管径取得过大。设备及管道绝热层越厚当然对但也不应过低，以防管径取得过大。设备及
13、管道绝热层越厚当然对节能越有利，但会使初投资增大，因此应通过技术经济分析的方法节能越有利，但会使初投资增大，因此应通过技术经济分析的方法确定绝热层的最经济厚度。确定绝热层的最经济厚度。 三、制冷装置运行中的节能措施三、制冷装置运行中的节能措施 1. 运行管理的自动化。制冷装置运行管理的自动化是保证冷间温、运行管理的自动化。制冷装置运行管理的自动化是保证冷间温、湿度精度要求，节约人力，而且是节能的重要环节。湿度精度要求，节约人力，而且是节能的重要环节。 2. 对于自控配备不全的制冷装置，根据冷量负荷的变化情况，手对于自控配备不全的制冷装置，根据冷量负荷的变化情况，手动对压缩机进行调配，使压缩机的
14、制冷能力同冷量负荷基本相适应；动对压缩机进行调配，使压缩机的制冷能力同冷量负荷基本相适应；防止在蒸发器传热温差很大的情况下运行；当润滑油和不凝性气体防止在蒸发器传热温差很大的情况下运行；当润滑油和不凝性气体在系统中积存较多时需设法予以排除；当蒸发器结霜时，应定期除在系统中积存较多时需设法予以排除；当蒸发器结霜时，应定期除霜，以保证蒸发器经常处于良好的传热状态。霜，以保证蒸发器经常处于良好的传热状态。 3. 采取适当的措施，例如经常对冷凝器进行清洗，保持冷却设备采取适当的措施，例如经常对冷凝器进行清洗，保持冷却设备的效率，以维持尽可的效率，以维持尽可能低的冷凝温度；及时清洗及更换干燥过滤器，尤其
15、是膨胀阀的过能低的冷凝温度；及时清洗及更换干燥过滤器，尤其是膨胀阀的过滤网以维持制冷剂的正常流动。滤网以维持制冷剂的正常流动。 4.冷库运行中冷藏间的换气亦是影响热平衡的重要因素。对流换冷库运行中冷藏间的换气亦是影响热平衡的重要因素。对流换热可通过围护结构不严密处或开门时进行。尤其是低温冷间的开门热可通过围护结构不严密处或开门时进行。尤其是低温冷间的开门可使制冷装置的能耗急剧地增长，而且还影响到冷藏库的使用寿命，可使制冷装置的能耗急剧地增长，而且还影响到冷藏库的使用寿命，应以特别注意。对于冷库容量来说，一年之内是变化的，但库存吨应以特别注意。对于冷库容量来说，一年之内是变化的，但库存吨位越少，其能耗和运行费用就相对增高，因而冷藏间容积利用系数位越少，其能耗和运行费用就相对增高，因而冷藏间容积利用系数不应低于冷库设计规范的规定值。不应低于冷库设计规范的规定值。 思考题思考题1、压缩式制冷循环及制冷剂的选择中有那些节能措施？、压缩式制冷循环及制冷剂的选择中有那些节能措施？2、在制冷装置设计中有那些节能措施？、在制冷装置设计中有那些节能措施？3、在制冷装置运行过程中有那些节能措施？、在制冷装置运行过程中有那些节能措施？
