提高蒸发温度的节能分析

提高蒸发温度对空调设备节能影响简析

空调核心的四大件为压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器。仅从空调设备自身提升其效率，则无外乎是提高四个核心装置的各自运行效率与整合效率。

压缩机自身的效率是空调效率的最核心部分，是最大影响因子。其所有他部件的优化设计与选型，效率的提升最后都要落实到促进压缩机效率提升。即空调设备效率的优化与提升，就是压缩机运行效率的优化与提升。

影响压缩机效率的几个大概因素：

1、压缩机自身的效率，不同厂家不同类型不同批次规格的压缩机，都有其自身的效率。这个效率一般在设备节能改造中不能改变。

2、改善压缩机的压缩工况。这里是空调设备节能，换热器优化，节流装置设计、制冷剂优化的核心。

3、其他方面——如系统的回油设计，系统经济器设计等。

重点关注压缩机压缩工况优化。优化压缩机的压缩工况，一个最重点的方向是控制压缩机的压缩比（压缩比=排气压力/回气压力，取绝对压力值）。在一定压缩比范围内，压缩比越小，压缩机工作效率越高。如何缩小压缩机的压缩比？

1、改善冷凝器工况，降低冷凝温度：降低冷凝温度即降低了压缩机排气压力。

2、改善蒸发器工况，提高蒸发温度：提高蒸发温度即提高了压缩机回气压力。

3、改善制冷剂管路系统设计，降低管路压力损失：克服制冷剂管路损失的动力来自于压缩机，阻力大压缩机需提高排气压力，压力小，则相应排气压力低。

4、其他方面：如节流过热度精确控制，高压液态制冷剂过冷度控制等。

下面重点分析改善蒸发器工况，提高蒸发温度对空调设备效率的影响。

制冷效率理论计算公式：

T0/（T k-T0），其中，T0为制冷蒸发温度；T k为制冷冷凝温度，取绝对温度值。

以国标空调设备冷冻水进出水温度标准7℃/12℃设计，通常冷水机组在此工况下蒸发温度区间为2℃-5℃；冷却水标准运行工况32℃/37℃，对应设备冷凝温度通常为40℃。

取蒸发温度2℃，冷凝温度40℃计算：

设备理论效率：（273+2）/（40-2）=7.24

制冷设备蒸发温度高低在蒸发器形式、换热面积已确定情况下，主要由冷冻水进出水温度决定（保持一定对数温差）。

同设备中，若冷冻水温度提高到11℃/15℃，蒸发器不变情况下，综合考虑换热效率、换热量、传热对数温差等因素，系统蒸发温度应可提高到5℃左右。

此时不考虑冷凝侧工况变化，则系统理论制冷效率：

（273+5）/（40-5）=7.94

由二者理论效率变化可知，蒸发温度由2℃提高到5℃时，系统效率提高了9.7%，即理论上蒸发温度每提高1℃，制冷效率提高3%以上。

而在实验室对各类空调设备的实际测试中也得出结论，在一定范围内空调设备蒸发温度每提高1℃，其他工况不变情况下设备制冷效率可提高约3%。

目前国家大力推广的温湿度独立控制节能系统中应用的高温冷水机组节能正是基于此原理。