水冷冷水機組集中空調(diào)系統(tǒng)的能流及能耗分析.pdf

1、目前，降低集中空調(diào)系統(tǒng)能耗所采取的措施主要有三種:采用節(jié)能設(shè)備、促進可再生能源的利用和提高能源效率。其中，前兩種措施主要集中在空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計和選型階段，一旦集中空調(diào)系統(tǒng)建成并投入使用，提高能源效率就是最主要的措施了。在提高能源效率方面，目前的措施主要集中在單體設(shè)備的節(jié)能、設(shè)備的有效控制和仿真模擬等局部范圍的研究上，還沒有上升到從一個完整空調(diào)系統(tǒng)整體角度上來研究。
　　此外，在集中空調(diào)系統(tǒng)實際運行的過程中，許多能流（如水、風(fēng)輸送系統(tǒng)

2、的冷損失;水泵、風(fēng)機等的低效引起的能耗損失;冷熱源處的能耗損失等等）對整個集中空調(diào)系統(tǒng)的能耗、成本、投資及環(huán)境等各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)都有很重要的影響，已引起廣泛重視。但由于沒有一個比較基準(zhǔn)，無法進行定量分析，所以長期以來對這個問題的認識還一直停留在定性分析的階段。因此，對復(fù)雜的集中空調(diào)系統(tǒng)，有必要建立一種基準(zhǔn)能耗分析法，在該方法中，既要將一個完整空調(diào)系統(tǒng)的各環(huán)路、各部件都包括進來，還要能提供一種能耗比較的基準(zhǔn)，用于定量化各能流對系統(tǒng)能耗的影

3、響。從全局、整體的角度上來定量分析，這樣才能全面地把握整個空調(diào)系統(tǒng)的能源利用效率，系統(tǒng)地挖掘節(jié)能潛力，為集中空調(diào)系統(tǒng)的運行節(jié)能提供堅實的理論支撐。
　　本文介紹了一種從一個完整的空調(diào)系統(tǒng)整體上來分析水冷冷水機組集中空調(diào)系統(tǒng)能耗的分析方法。首先，通過分析水冷冷水機組集中空調(diào)系統(tǒng)供應(yīng)冷量的空調(diào)房間提取熱量到最終排放到環(huán)境中的5個連續(xù)子環(huán)路的能流情況，建立了以水冷冷水機組為冷源的集中空調(diào)系統(tǒng)整個環(huán)路的能流分析模型，并將能流圖的應(yīng)用引入到

4、空調(diào)領(lǐng)域，實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)能流的可視化。通過測試獲得了夏季采用一次回風(fēng)全空氣集中空調(diào)系統(tǒng)的廣州某26層辦公建筑運行的相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制了該系統(tǒng)的能流圖，分析了系統(tǒng)內(nèi)各部分的能流變化規(guī)律及能流之間的關(guān)聯(lián)性，并識別出影響該空調(diào)系統(tǒng)運行能耗的主要因素:新風(fēng)負荷、制冷機組的能耗和輸配系統(tǒng)的能耗。
　　能流圖分析法還可以為多個集中空調(diào)系統(tǒng)的方案設(shè)計及設(shè)備選型提供依據(jù)。在已有的水冷冷水機組集中空調(diào)系統(tǒng)能流分析模型的基礎(chǔ)上，進一步建立了以風(fēng)冷冷水機組為

5、冷源集中空調(diào)系統(tǒng)的能流分析模型，并用能流圖分析法對比分析了某綜合性建筑采用一次回風(fēng)全空氣集中空調(diào)系統(tǒng)的這兩種不同冷源條件下設(shè)計工況的能流及各環(huán)路能流之間的差異，可以為空調(diào)系統(tǒng)冷源的優(yōu)選及所選系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計提供參考。
　　能流圖分析法可以直觀的識別出影響系統(tǒng)能耗的主要因素，但具體這些因素是如何影響系統(tǒng)能耗的還無法被體現(xiàn)出來，又由于空調(diào)系統(tǒng)的能耗影響因素的多樣性，要分析各個因素對系統(tǒng)能耗的影響顯得繁瑣，因而給出了能簡便系統(tǒng)能耗分析的集

6、中空調(diào)系統(tǒng)能耗e-p分析法。即在滿足空調(diào)系統(tǒng)空調(diào)區(qū)域熱舒適性的前提條件下，以向空調(diào)區(qū)域提供單位冷量時整個集中空調(diào)系統(tǒng)所消耗的能源量為基礎(chǔ)，對其進行分析分解，撇開了一些非常紛擾因素的影響，將影響系統(tǒng)能耗的因素歸納為兩大類:輸送單位流體流量時能耗設(shè)備的耗能量e和為空調(diào)區(qū)域提供單位冷量時所需要輸送流體的流量p，此時各因素對系統(tǒng)能耗的影響轉(zhuǎn)化為各子環(huán)路的e和p對系統(tǒng)能耗的影響，大大簡化了問題的分析。以夏季采用一次回風(fēng)全空氣集中空調(diào)系統(tǒng)的廣州某2

7、6層辦公建筑作為實例，將e-p分析法用于分析該系統(tǒng)實際工況和設(shè)計工況下系統(tǒng)能耗差異，結(jié)果表明，實際條件下系統(tǒng)能耗與設(shè)計能耗存在一定的偏差，其中來自制冷劑環(huán)路的偏差最大，占系統(tǒng)總偏差的84.88％;其次為空氣環(huán)路、冷凍水環(huán)路，分別占總偏差的5.96％和7.58％;冷卻水環(huán)路占1.44％;散熱環(huán)路最小，僅占總偏差的0.14％。另外，系統(tǒng)能耗總偏差中，由輸送單位流體流量所產(chǎn)生耗能量e的變化引起的占20.33％，由為提供單位冷量輸送流體流量p的

8、變化引起的占79.67％。
　　從e-p分析法實例中可以看出，各因素對系統(tǒng)各環(huán)路的e和p都產(chǎn)生影響，從而影響了整個系統(tǒng)的能耗，且這些因素對各環(huán)路e和p影響的程度有大有小，具體還無法被判斷，因此進一步建立了水冷冷水機組集中空調(diào)系統(tǒng)基準(zhǔn)能流分析模型，用于定量化各因素對系統(tǒng)能耗的影響。并以夏季采用一次回風(fēng)全空氣集中空調(diào)系統(tǒng)的廣州某26層辦公建筑作為實例，計算了各因素條件下所引起系統(tǒng)能耗的偏差情況，分析結(jié)果表明，因冷水機組壓縮機低效引起系

9、統(tǒng)的能耗偏差最大，占總偏差的89.5％;其次是空氣環(huán)路送風(fēng)系統(tǒng)管道冷損失和冷凍水泵低效，分別為4.5％和3.9％;空氣環(huán)路風(fēng)機低效引起系統(tǒng)能耗偏差也較大，為1.1％;而冷凍水系統(tǒng)管道冷損失、冷卻水泵低效和冷卻塔風(fēng)機低效對系統(tǒng)能耗的影響最小，三者引起的偏差之和僅占系統(tǒng)總偏差的1％。
　　最后，綜合實例中系統(tǒng)設(shè)計能耗與實際能耗所存在的偏差，計算了各因素條件下系統(tǒng)的節(jié)能潛力。經(jīng)計算有:因機組壓縮機低效的節(jié)能空間最大，占系統(tǒng)總節(jié)能量的81