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空调水系统变水温运行方案研究 - 暖通论文 摘要：通过对末端空气处理设备和冷水机组变水温热工性能分析，研究了冷水温度变化对末端空气处理设备处理冷量、除湿能力及冷水机组性能的影响。通过实例分析和计算，表明此方案对于一般舒适性空调系统，能够满足室内温湿度要求,节能效果明显。本文根据某建筑物空调系统负荷特点和室外气象条件，给出了变水温运行的调节方案。关键词：部分负荷变水温末端设备运行方案0引言在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。如果在空调负荷减少时，适当提高冷水供水温度，则可以提高冷水机组的运行效率，降低运行能耗，也不要增加任何设备。鉴于目前空调系统的全年运行过程中，冷水机组的出口水温调节的操作带有很大的随意性。有必要对此进行定量的研究。目前关于变水温调节的定量研究很少，文献[1]主要针对全空气系统中空调机组表冷器变水温性能分析，说明方案可行，并通过对某一冷水机组冷水温度变化时COP值的变化，讨论了节能的效果，但是没有涉及到风机盘管机组，文献[2]通过对某大型国际机场特定的空调系统，针对该机场的负荷特点和气象条件，给出了分阶段变水温运行的方案。但并没有对冷水变化对末端空气处理设备除湿能力下降做具体分析。1中央空调系统变水温性能1.1风机盘管变水温性能在制定空调系统变水温运行方案时必须考虑末端空气处理设备的性能。文献[3]对风机盘管性能参数进行整理和分析，运用多元回归的数学方法得出风机盘管冷量回归方程(假定风机盘管的风量和水流量不变)。(1)(2)(3)式中下标t,s,l分别表示风机盘管的全热，显热和潜热；kW；下标“0”表示在标准工况条件下，没有下标表示在使用工况条件下；t1、ts1—表示空气进口干、湿球温度，℃；tw1—表示冷水出口温度，℃。现取某厂家生产的风机盘管FP-6.3型为例进行研究，标况下风机盘管进风干球温度27℃，湿球温度19.5℃，冷水供水温度7℃，温差为5℃。此型号盘管标况下的全热冷量和显热冷量分别为4.41KW和2.98KW。根据上面公式编制程序，运行得出下面的计算结果：表1冷冻水温度变化对风机盘管性能的影响7℃8℃9℃10℃11℃12℃13℃Qt/Qt01.000.920.840.760.680.600.52Qs/Qs01.000.950.900.850.800.750.70Ql/Ql01.000.860.710.570.430.290.14 图1风机盘管的冷量随冷水温度变化曲线随着风机盘管进口冷水温度的升高，风机盘管的制冷量逐渐下降，呈线性变化。当冷水温度由7℃改变为9℃时，风机盘管的制冷能力下降了16%；改变为12℃时，风机盘管的制冷能力下降了40%。从图1中三条曲线可以看到，冷水温度的升高导致制冷量下降，但冷冻水温度提高对全热冷量、显热冷量和潜热冷量的影响程度是不同的，其中对潜热冷量的影响最大，显热冷量影响最小，全热冷量介于其间。1.2新风机组变水温性能在冷水温度满足风机盘管的热湿处理能力的同时，还要保证在相同冷水温度下，新风机组的处理能力也满足要求。表冷器的热工性能受到以下几个因素的影响：①进口空气参数；②处理风量；③冷水温度；④冷水流量。为便于研究，选用JW30－4型6排通用型表冷器进行分析，处理风量16000kg/h，水流量23500kg/h，迎面风速2.5m/s，水流速1.6m/s。本文采用全热交换效率计算方法讨论处理风量和水流量不变，通过改变冷水温度和进出口空气参数来具体分析表冷器的热工性能。空调负荷率可以认为与室外空气干球温度的线性关系。下面是根据ARI标准[4]计算出来得负荷率与室外干球温度的对应关系。表2负荷率与室外空气干、湿球温度的关系负荷率/%1009590858075706560室外干球温度/℃3533.932.831.730.629.428.327.226.1室外湿球温度/℃2927.6326.2724.923.5322.1720.819.4318.07编制表冷器计算程序，运行得到变工况下新风机组的热工性能。表3部分负荷时新风机组的热工性能部分负荷率/％10090807060冷水温度/℃78.29.410.611.8室外新风干球温度/℃3532.830.528.326.1室外新风湿球温度/℃2926.2723.5320.818.07新风送风干球温度/℃15.715.415.11514.9处理空气所需的的Eg0.6890.7070.7310.7510.783表冷器实际能达到的Eg′0.6890.7110.7340.7590.788从表3可以看到，在由于室外气象条件变化，空调负减少荷时，新风机组采取提高冷水温度做法，室外参对新风机组的影响超过了冷水温度提高对新风机组的影响，处理后的新风送风干球温度略有下降，说明在室外气象条件变化时，