149武汉地区集中空调工程部分负荷能效系数限值研究.docVIP

武汉地区集中空调工程 部分负荷能效系数的研究 武汉科技大学城建学院高 炜 李玉云 胡 勇 中南建筑设计院蒋修英 马友才 针对空调工程大部分时间是在部分负荷下运行的特点，分析了影响集中空调工程部分负荷能效系数的因素，讨论了集中空调工程部分负荷能效系数与各子系统能效系数的相关性，给出了空调工程部分负荷DEER计算公式，并提出了武汉市公共建筑集中空调工程部分负荷设计、改造工程能效系数限值。 DEER 限值 空调工程 表1 集中空调工程部分负荷时间段分析 部分负荷率 100%～75% 75%～50% 50%～25% 25%～0 制冷小时数/h 23 277 577 492 制冷时间比例/% 1.68 20.23 42.15 35.94 1 引言 表2 冷水机组运行调节分析 机组运行台 运行2台机组 运行1台机组 空调负荷率% 100 75 50 25 20 15 机组总负荷/kW 3247 2435 1624 812 649 487 机组负荷率/% 92.35 69.26 92.35 46.17 36.94 27.70 由于公共和民用建筑空调系统的负荷来自围护结构传热(包括太阳辐射)、新风负荷和室内热源，围护结构和新风负荷是随室外气象条件而变化，室内热源随人员散热量、设备散热量逐时变化。因此，空调负荷是逐时变化的。 表1给出了某建筑空调工程在不同负荷率下的运行时间占总空调运行份额。从表中可知，冷水机组在空调负荷率%～%时运行时间最长，占整个空调时间的%。该建筑安装两台2×1758kW的冷水机组，其冷水机组的运行调节分析见表2。从表中可知，负荷25%时，单台机组46.17%。因此，研究部分负荷下的空调系统的能效系数为节能运行、减少集中空调系统的能耗有着非常重要的意义。 2 集中空调工程部分负荷设计能效系数 空调工程部分负荷设计能效系数是指空调工程在部分负荷率时的冷负荷与设计时已选定的设备（包括主机、冷冻水泵、冷却水泵、冷却塔、末端风设备）在该部分负荷率下作部分负载率调节时的耗电总功率之比[1]。因此，空调工程部分负荷设计能效系数的计算首先是要确定在各种部分负荷率下可能的运行调节方案，进而确定各种方案中各个空调用能设备的耗电总功率[]。 2.1 集中空调工程部分负荷设计能效系数的功率 2.1.1空调工程部分负荷的确定 空调工程以及各个子系统的部分负荷等于设计负荷乘以部分负荷率，即 （1） 式中，为不同部分负荷率下的冷负荷，kW；为部分负荷率，按《公共建筑节能设计标准》[3]，一般取75%、50%、25%。 2.1.2 设备耗电总功率的确定 空调工程在部分负荷下的耗电总功率按下式确定，即 （2） 式中，为部分负荷下，空调工程的额定耗电功率总和，kW；为部分负荷下，冷源系统耗电功率总和，kW；为风系统（包括所有末端送风设备）耗电功率总和，kW。 1.冷源系统耗电功率 （1）冷水机组根据产品部分负荷下的能效系数EER确定。 （2）冷却水泵。空调工程在部分负荷下，冷却水管路阻抗不发生变化，因此，冷却水泵的耗电功率主要根据冷却水泵的运行方式确定。 ·台数控制。运行水泵的耗电功率()等于运行台数×额定耗电功率/台。 ·变频控制。水泵在部负荷下的耗电功率与额定耗电功率之比等于水泵在部分负荷下转速与额定转速之比的三次方。即 （3） 变频控制耗电功率耗电控制台数功率。 （3）冷却塔。冷却塔的耗电设备是冷却塔风机，而风机的运行调节同冷却水泵一样，可分为变频调节和台数调节两种。其功率计算方法同冷却泵。变频控制耗电功率台数控制耗电功率。的计算式为 （4） （4）冷冻水泵。空调工程在部分负荷下运行时，冷冻水泵的运行调节方式与冷却水泵相同，但其耗电功率与冷却水泵不同，因其在部分空调负荷下运行时，由于末端送风设备冷水管路上电动二通阀等阀门的关小或部分关断，使得冷冻水管路性能曲线发生变化。 · 台数调节。依靠末端设备的阀门调节来满足用户需求，水泵工况点改变，水泵实际耗电功率小于额定耗电功率。的计算方法为：根据所选冷冻水泵的样本性能曲线及台数调节方案，利用Excel2007拟合部分负荷下冷冻水泵运行的Q-N曲线，并代入此时的冷冻水流量计算出。