空調(diào)冷水大溫差技術(shù)工程應(yīng)用分析

摘要：現(xiàn)如今，人們在對大溫差系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的過程中可以發(fā)現(xiàn)，采用冷水形式是比較常見的。但是在實(shí)際的應(yīng)用中，雖然可以有效的減少水泵的耗能量，并且最大限度地節(jié)約成本。但是在實(shí)際的應(yīng)用中，在同一機(jī)組上使用同樣的裝置和設(shè)備，系統(tǒng)的換熱系數(shù)會(huì)受到嚴(yán)重的影響，最終是的COP逐漸降低，人們的生活也會(huì)受到嚴(yán)重的影響。本文中，筆者主要根據(jù)具體的施工方案來對溫差情況進(jìn)行詳細(xì)地介紹和分析，并且對空調(diào)冷水溫差技術(shù)進(jìn)行不斷地改進(jìn)和完善。

關(guān)鍵詞：大溫差；冷水機(jī)組；換熱性能

在建筑結(jié)構(gòu)空調(diào)系統(tǒng)改造施工的過程中，很容易受到空調(diào)冷水溫差技術(shù)的影響。不僅其節(jié)能性比較高，還可以有效的提升建筑空間的具體結(jié)構(gòu)性能，所以在工程中的應(yīng)用范圍相對較廣。但是由于這種技術(shù)的復(fù)雜性比較突出，所以，需要根據(jù)具體的工程建設(shè)情況來進(jìn)行具體的分析和介紹。

一、工程概況

本工程是一個(gè)五星級(jí)的賓館，總體建筑面積高達(dá)10萬㎡左右，在20世紀(jì)90年代就開始使用空調(diào)系統(tǒng)。根據(jù)調(diào)查和分析的相關(guān)數(shù)據(jù)可以看出，這一賓館中空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命已經(jīng)超過了設(shè)計(jì)使用的壽命。但是這種空調(diào)系統(tǒng)在實(shí)際的使用過程中能耗性相對較高，對于賓館的經(jīng)濟(jì)效益也產(chǎn)生了嚴(yán)重的影響。所以說，需要在已有工程的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷完善和改進(jìn)，做好空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能性，最終以降低空調(diào)系統(tǒng)的使用成本為最終的目標(biāo)。

在具體的改造工程中，研究人員主要對空調(diào)中的水系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，同時(shí)還和賓館內(nèi)部的其他建筑特點(diǎn)和性能相符合。技術(shù)人員根據(jù)工程施工的具體特點(diǎn)來對空調(diào)系統(tǒng)的工作原理以及設(shè)置原則進(jìn)行明確。在降低建筑空間布局耗能性的基礎(chǔ)上，對空調(diào)系統(tǒng)的使用功能進(jìn)行控制。另外，在具體的施工中，要盡量減少來自建筑空間因素的影響，將具體的空調(diào)冷水大溫差技術(shù)應(yīng)用到其中。

通過調(diào)查和研究，研究人員發(fā)現(xiàn)大溫差冷水系統(tǒng)在具體的工程中對送水量和水泵的耗能量都起到一定的促進(jìn)作用，可以對其進(jìn)行嚴(yán)格地控制，進(jìn)而降低空調(diào)改造工程的投資成本。但是，在實(shí)際的運(yùn)行中也存在著一定的局限性，如果空調(diào)冷水大溫差技術(shù)在應(yīng)用的過程中遇到了嚴(yán)重的問題，就會(huì)對冷水設(shè)備的運(yùn)行效率產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。隨之而來的就是機(jī)組的整體性能。所以說，為了保證空調(diào)冷水大溫差系統(tǒng)的高效運(yùn)行，需要對冷水泵的耗能量以及設(shè)備的換熱性等因素進(jìn)行分析，從中找到具體的應(yīng)對措施。

二、冷水泵輸送能耗

在大溫差冷水系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，有效的降低冷水泵的能耗量是重要的目的之一，在空調(diào)設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)冷水泵的輸送功率來采取具體的方法，其中比較常見的就是假定比摩阻法。這種方式的運(yùn)用主要是用來對冷水泵管道和管道的尺寸進(jìn)行合理地控制，使得空調(diào)工程的運(yùn)行達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。通常情況下，將冷水大溫差技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的工會(huì)曾中，可以減少管理系統(tǒng)的尺寸，并且能夠降低冷水泵的輸送功率，將空調(diào)系統(tǒng)的冷水泵控制到一個(gè)相對比較理想的狀態(tài)，進(jìn)而減少系統(tǒng)的能耗量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能性和經(jīng)濟(jì)性的并存。

三、大溫差對冷水機(jī)組性能的影響

采用大溫差冷水系統(tǒng)對于機(jī)組的性能會(huì)產(chǎn)生較大的影響，主要表現(xiàn)在對蒸發(fā)器的換熱效率上。蒸發(fā)器的換熱管傳熱熱阻包括的部件比較多，其中以內(nèi)沸騰傳熱、換熱管導(dǎo)熱以及污垢熱阻等等。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查和分析可以看出，不同的換熱器的性能不同。如果是殼管式換熱器睡得換熱阻就會(huì)占據(jù)真?zhèn)€熱阻的38%左右。經(jīng)過計(jì)算可知，采用大溫差冷水系統(tǒng)之后，傳熱系數(shù)就達(dá)到了某一固定值。這一個(gè)數(shù)值和常規(guī)的系統(tǒng)傳熱系數(shù)之間存在著密切的關(guān)系。在不同的供水溫度下，蒸發(fā)器內(nèi)部的蒸發(fā)溫度都不同，供水溫度如果逐漸降低，蒸發(fā)溫度也會(huì)跟著下降?？梢钥闯觯词故峭慌_(tái)冷水機(jī)組在采用不同的系統(tǒng)之后，換熱量也基本不變。通過相關(guān)的數(shù)據(jù)可知大溫差冷水系統(tǒng)對冷水機(jī)組的COP的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生較大的影響，而且水流量也會(huì)相對減少，水體表面的傳熱系數(shù)會(huì)逐漸降低。

為了對這一問題進(jìn)行改進(jìn)，，需要根據(jù)具體工程的特點(diǎn)來對空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能改造情況進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。讓冷水機(jī)組冷量滿足設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，在達(dá)到某種負(fù)荷作用的前提下，要對效能較高的設(shè)備進(jìn)行應(yīng)用。然后選擇比較新型的冷水機(jī)組。將溫差的需求控制在某種定制的范圍內(nèi)。也就是根據(jù)蒸發(fā)器水流的管程數(shù)和換管的數(shù)量等進(jìn)行控制，對水體表面的傳熱系數(shù)進(jìn)行控制，逐漸提升機(jī)組的運(yùn)行效率，給人們提供便利。

四、末端設(shè)備換熱性能變化分析

空調(diào)系統(tǒng)末端設(shè)備包括空氣處理機(jī)、新風(fēng)處理機(jī)和風(fēng)機(jī)盤管。它們均有表面式冷卻器。當(dāng)采用大溫差冷水系統(tǒng)時(shí)。表冷器內(nèi)水側(cè)流速會(huì)隨著溫差的增大而減小，從而會(huì)導(dǎo)致供冷量及除濕能力下降，同時(shí)水側(cè)熱阻增大而使表冷器的總傳熱系數(shù)降低。當(dāng)水側(cè)流速降至層流區(qū)時(shí)，傳熱系數(shù)下降更為顯著，導(dǎo)致表冷器濕交換效率降低（除濕能力?。┥踔敛荒墚a(chǎn)生水膜（干工況）。因此，為保證冷卻器的換熱性能，應(yīng)避免水側(cè)出現(xiàn)層流流態(tài)。

近年來，在不斷的實(shí)驗(yàn)中我們可以看出，隨著大溫差系統(tǒng)中水溫差的逐漸增大，其末端設(shè)備的換熱性能的變化主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、各種型號(hào)風(fēng)機(jī)盤管換熱能力均降低。主要因?yàn)闇夭罴哟?，流量減少，導(dǎo)致流速和制冷量減小。C600的換熱量降幅最小，為8.1%；FC400的換熱量降幅最大，為17.7%。

2、當(dāng)新風(fēng)機(jī)組采用4排管時(shí)，在迎面風(fēng)速為1.5m/s和2.0m/s條件下?lián)Q熱效率有所提高，其余情況下?lián)Q熱性能均下降。

3、對于賓館類建筑，新風(fēng)機(jī)組一般采用6排管，迎面風(fēng)速為2.0m/s，此時(shí)的冷風(fēng)比為15.4w/m3/h）。為適應(yīng)大溫差工況，彌補(bǔ)風(fēng)機(jī)盤管的冷量損失，可采用降低表冷器的迎面風(fēng)速、增加盤管排數(shù)或同時(shí)采用降低表冷器的迎面風(fēng)速和增加盤管排數(shù)這三種措施。如采用迎面風(fēng)速為1.5m/s，8排管的新風(fēng)處理機(jī)，在大溫差工況下冷風(fēng)比為17.57W/m3/h），與6排管相比，換熱效率提高14.1%。

五、大溫差系統(tǒng)溫差的選擇

大溫差空調(diào)系統(tǒng)的溫差不是越大越好，定方案時(shí)必須注意以下幾點(diǎn)：

1、冷水的進(jìn)出水溫度必須滿足空調(diào)的使用要求，同時(shí)要考慮到不增加空調(diào)末端的選型和能耗。

2、冷水和冷卻水溫差的選擇以保證制冷機(jī)組仍在較高效率下可靠運(yùn)行為前提，以機(jī)組和冷量輸配系統(tǒng)總能耗最低為目標(biāo)，不同機(jī)型、不同使用工況、不同環(huán)境時(shí)有不同的選擇。

3、對水系統(tǒng)的水力平衡要求更高。對5℃溫差的冷水系統(tǒng)，由于水力不平衡造成供水不足對空調(diào)系統(tǒng)影響可能不是很明顯，但對10℃溫差的冷水系統(tǒng)，這種不平衡可能是致命的。

4、隨著冷水機(jī)組性能的不斷提高，在空調(diào)設(shè)計(jì)中采用大溫差設(shè)計(jì)，雖然制冷機(jī)組能效系數(shù)略有下降，但冷量輸配系統(tǒng)和冷卻塔的能耗有較大減少，制冷站總體節(jié)能6%左右。

六、結(jié)束語

由此可見，在空調(diào)冷水大溫差技術(shù)工程實(shí)際應(yīng)用時(shí)，技術(shù)人員主要是通過對系統(tǒng)主機(jī)、水泵和末端設(shè)備這三個(gè)方面的運(yùn)行參數(shù)的總結(jié)，來對空調(diào)冷水大溫差系統(tǒng)的節(jié)能系統(tǒng)進(jìn)行分析，從而得到相應(yīng)的結(jié)論。因此，在對建筑空調(diào)系統(tǒng)改造設(shè)計(jì)施工的過程中，技術(shù)人員要根據(jù)改造工程的實(shí)際情況，采用因地適宜的施工原則，來對其進(jìn)行工程施工，并且采用相關(guān)的防治措施來對其中存在了不利因素進(jìn)行施工處理，從而使得空調(diào)冷水大溫差系統(tǒng)在使用的過程中，有著理想的節(jié)能效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]張小衛(wèi)，陳育平，張佳佳.大溫差空調(diào)冷凍水系統(tǒng)的節(jié)能分析[J].山西能源與節(jié)能.2009（06）

[2]李斌，陳劍.常規(guī)空調(diào)大溫差水系統(tǒng)的適用性分析[J].暖通空調(diào).2009（03）

[3]高偉；地表水水源熱泵系統(tǒng)節(jié)能問題及適用性研究[D]；重慶大學(xué)；2010年

[4]吳德勝；中央空調(diào)水系統(tǒng)及風(fēng)機(jī)盤管的節(jié)能控制研究[D]；湖南大學(xué)；2007年

[5]楊仁杰；空調(diào)與制冷系統(tǒng)聯(lián)機(jī)運(yùn)行節(jié)能策略及工程應(yīng)用[D]；華南理工大學(xué)；2012年