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冷媒温度与空调系统节能应用研究

于秋生  
【摘要】:随着国民经济的进一步发展,节能减排也越来越被人们所重视,由于在中国许多城市夏季空调比例的加重致使电力供应不足,我国空调高峰负荷已经超过4500万kW,相当于2.5倍三峡电站满负荷出力,许多地区在夏季不得不拉闸限电。开发利用新能源作为空调冷源在近几年取得了客观的成果,但是新技术本身需要进一步在实践中检验,推广应用还需要时间,而且针对不同地区适用性也不一样。在现有空调系统中如何设定设计参数对节能也有重要的作用,合理的冷媒温度不但能降低建筑能耗和减少系统投资,而且影响室内热湿环境。室内设计参数也应权衡能耗与舒适性的利弊,做到既能节能又保证舒适性。 对制冷循环进行热力计算,分析了冷媒温度对制冷机能耗及COP的影响;通过对集中供冷系统管网输送能耗与投资的计算,分析了冷媒温度对输送能耗的影响、管网投资及外网冷损失的影响;探讨了冷媒温度与辐射供冷系统的节能性。对表冷器进行热力计算,分析了不同冷媒温度下的表冷器处理空气终状态点、处理的冷量及水阻力;同时分析了表冷器排数和冷媒温度对表冷器去湿能力。 冷媒温度对于制冷机组性能影响很大,在冷负荷为常数,冷冻水供回水温差一定的情况下,供水温度越低制冷机组的能耗越大,COP就会越低。供水温度每升高1℃压缩机功率就会下降3.3%,COP提高3.6%。对于集中供冷,在供水温度一定的情况下,提高供水温差会使得外网投资减小,供回水温差每提高1℃时外网造价几乎减小12%,温差的加大还会使输送能耗降低。同时发现外网冷损失占整个外网能耗比率很小,长距离输送时供水温升很小。 对于给定型号的表冷器,在空气初状态点、通过表冷器的空气量一定时,决定表冷器处理能力大小的为供回水温度的大小,实际上供水温度是定值时,决定回水温度大小的因素是通过表冷器的水流量,因此回水温度大小只是调节表冷器水流量后的表现。机器露点送风送风能够消除避免常规的空调形式的冷热抵消,若想采用机器露点送风,而且送风温差小于10℃,室内设计相对湿度应该大于50%。 发现设定合理的室内设计参数可以有效降低能耗,以热湿气候为主的地区可以用增加相对湿度、降低温度的方法设定室内设计参数,既能符合人体舒适性又能降低空调能耗。 冷媒温度对于制冷机组性能、外网投资和输送能耗的影响很大,对于这三个方面要想使空调系统节能就要在冷媒温度上做调整,供水温度越高,供同水温差越大越有利于节能。因此对于辐射供冷、温湿度独立控制系统,其在制冷机的能耗小、输送能耗低的优势就体现出来。由于表冷器处理空气时采用露点送风免去冷热抵消而减小能耗,而露点送风的结果会造成室内湿度比设定值高,采用露点送风会提高室内相对湿度与高相对湿度节能的结论一致。


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