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控制温度与节能分析
日期:2020-04-15 作者:熊熊净化 阅读:804

机组效率的分析

制冷的本质是通过做功把热量从低温物体迁移到高温物体。压缩机是冷源的主要耗能部件,其作用主要是维持制冷剂流量和压差。如下图所示,跟水泵-样,压缩机也是流体机械,,其功耗取决于制冷剂的流量和压差。而制冷剂的饱和温度与压力一-对应。


因此,制冷剂流量一定的情况下,冷凝器与蒸发器之间的温差越大,压缩机功耗越大。制冷负荷不变,流量不。变,要想节能,只能从缩小温差着手。所以,机组效率的定性分析结论:通过提升蒸发温度,降低冷凝温度可以有效降低压缩机功耗。

下图是某型号冷水机组关于冷冻水温度和冷却水温度对冷机COP的关系曲线。当冷却水出水温度为30°C时,冷冻水出水温度从5°C提升到11°C时, COP从5.3提升至6.5。由此可见,冷冻水出水温度平均每提升1°C, COP比5°C提升约3.8%。

从实际设备的运行定量分析结论是:冷冻水供水温度每提升1°C,制冷系统平均功耗降低约2~4%。

末端空调制冷分析


末端的制冷量Q=KAV Tm,其中K是指末端空调的盘管的换热系数,A是盘管的有效换热面积,VTm为冷冻水和空气的等效温差。

其中h1为冷冻水与铜管管壁的对流换热系数。h2为盘管与空气的换热系数。d为铜管管壁厚度,入为铜的导热系数。

从以上公式可知,在空调末端设定送风温度不变的情况下,提高冷冻水供水温度,VTm将减少,而盘管面积A不变。为了维持制冷量不变,则K值得增大。在末端风量不变的情况下,h2不变。d/入也不变,因此h1需要增大。由于h1与水流速度0.8次方成正比,因此水流速度需要增加,也即水流量增大。在同等制冷需求的情况下,水阀开度将增大。当水阀开度达到100%仍然无法满足制冷量需求的情况下,末端空调送风温度将上升,从而提升V Tm。
以下数据是从实验室实测提取的数据。从数据可以证明,随着冷冻水供水温度上升,空调的最大制冷量显著降低。

提升冷冻水温对末端空调对影响有以下几点:


1、同等制冷量需求下,末端空调水阀开度增大;


2、末端空调最大制冷量下降;


3、制冷需求超出末端空调制冷量时,送风温度将提升;

运营案例校验分析

某项目一期冷水系统配置4台变频离心机。设计供回水温度为12/18°C。实行供水温度提升测试时,机组运行为3号和4号,电流百分比约63%。


2020年3月23日到4月4日,机组出水温度从12°C逐步提升到16°C,随后由从16°C逐步恢复到12°C。为了控制变量,本次分析只提取冷凝饱和温度在


30土0.3°C范围的数据点。根据数据测点绘制曲线图如下。


从以上折线图可以看出,控制出水温度提升可以有效降低系统运行功耗。,不同出水温度对应的机组平均功率统计如图下。
从图上统计数据可知,控制出水温度提升1°C,平均机组功耗降低约2.3%。

主要结论与建议


1、提升系统冷冻水供水温度可以显著提升机组制冷效率,降低系统能耗;

2、系统冷冻水供水温度提升,末端空调水流量增大,水阀开度增大,末端空调最大制冷量下降,从而设备的运行功率也会下降。

3、在系统运行期间,满足工艺生产的同时,可适当提升系统的控制出水温度降低机组运行功耗,节省运行费。


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