从表3中看出:冷冻水供、回水温差为8℃时,所需的水盘管排数无需增加(混风工况除外),水温差为10℃,所需的水盘管排数均需增加。
其次,可在水盘管内部加装扰流器强化换热,如图5所示,以达到减少水盘管排数的目的。?
图5 水盘管扰流器(Turbulator)
采用与上文相同的方法,通过电脑选型软件(如特灵公司的TOPSS软件)得出的所需水盘管排数列在表4中。
表4 扰流器对盘管排数的影响
盘管排数(有否扰流器)
进风工况
出风工况
△T=8℃
△T=10℃
有
否
有
否
DB
WB
DB
WB
4
6
4
6
26.8
20.2
15
14.6
4
4
4
6
35
28.2
17.5
16.8
从表4中看出:冷冻水供、回水温差越大,加装扰流器减少水盘管排数的作用越明显。
以上讨论未涉及盘管水压降不同对水泵能耗的影响。还在同一进风工况下,忽略了不同盘管排数所引起的出风工况参数的微小差别。
综上所述,我们能够选择合适的水系统末端设备,满足大温差小流量系统方案的需求。 3 大温差小流量的应用实例
上海市中保大厦是一座高38层建筑面积为7.3万平方米的高级办公楼,于99年4月竣工。该项目使用2台1000 Ton(3,500 kW)和1台500 Ton(1,750 kW)的冷水机组,采用大温差小流量系统设计,冷冻水温差为6.8 ℃、比常规设计流量减少26.5 %;冷却水温差为8 ℃, 比常规设计流量减少37.5 %。使用特灵公司的空调系统分析软件System Analyzer 模拟该大厦5月至10月的空调系统运行情况,结果表明大温差小流量系统方案可节约6.9%的空调系统运行费用,节约人民币约15.8万元。该软件模拟结果与目前该大厦的实际运行情况相当接近。
在改建项目中,大温差小流量系统具有独特优势。由于建筑物使用功能改变,可能导致建筑物空调负荷相应增加。利用原有的冷冻水输送管道,在水流量不变的情况下,增大冷冻水的供、回水温差,可以提供更多的冷量,满足新增空调负荷的要求。大温差小流量系统在初投资方面的节省潜力更为显著。如果某楼宇需将其冷水系统的冷量由500 Ton(1,750 kW)增至700 Ton(2,450 kW),不必更改其冷却系统,而只需将冷却水流量由3 gpm/ton (0.194 m3/h.kW) 降为 2 gpm/ton (0.129 m3/h.kW) 使机组在较高的冷凝温度下运行。位于美国科罗拉多州丹佛市的JD Edwards办公楼群,其改建项目就是一个很好的例证。其冷水系统节省了35 %的初投资,使总成本节省了17 %。位于Logan机场的低流量系统为业主节省了43.6万美元的初投资及7.3 %的运行费用[3]。
4 结论降低空调系统的整体能耗,不仅需要提高空调设备本身的效率,而且要优化空调系统设计方案。大温差小流量系统方案着眼于减少整个冷水系统的能耗和初投资。
传统的空调设计工况不一定是最佳的运行工况。水系统不同,最优化的工况可能不同,具体取决于空调负荷特点、外部环境、设备性能等。
大温差小流量系统方案要求冷水机组能够在宽广的蒸发温度与冷凝温度范围内可靠地运行,并保持较高的制冷效率,需要正确选择空调水系统末端设备。
诸多实例表明大温差小流量系统方案是切实可行的,具有广阔的应用前景。
参考文献1. Peter Xia. Building Energy Saving from Chilled-Water System Optimization. 特灵空调资料
2. 吴 刚. 大温差冷冻水系统设计探讨. 特灵空调资料
3. Mick Schwedler. High Performance Chilled Water Systems. Trane Engineering Presentation 2003
4. Donald P.Fiorino. Achieving High Chilled Water Delta Ts. ASHRAE Journal, 1999
5. Wayne Kirsner. Designing for Chilled Water Supply Temperature. ASHRAE Journal, 1998
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