离心式冷水机组及空调系统变流量节能分析
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对 于空 调 系 统 而 言 ，最 主 要 的 耗 能 部 件 是 冷 水 机 组 ，其 能 耗 占 空 调 系 统 总 能 耗 的 ６０ ～ ７０ ＿３］，其次 就是 水 泵 和 风 机 ，因 此 这些 设 备 的运 行 状况 对 于系统 节 能 至 关 重要 。 出于设 计 余 量 的 考 虑 以及气 候条 件 的 变 化 ，在 绝 大 部分 情 况 下 ，空 调 系 统 是 在 部 分 负 荷 或 非 设 计 工 况 下 运 行 。据
摘 要 通 过模 拟 计 算 分 析 冷 冻 水 、冷 却 水 变流 量 系统 对 定 频 及 变 频 离 心 式 冷 水 机 组 的 制 冷 系 数 的 影 响 ， 并 结合 理论 分 析 究 其 原 因 。从 整 个 空 调 系 统 节 能 的 角 度 出发 ，综 合 考 虑 冷 水 机 组 和 水 泵 的 能 耗 ，对 如 何 在 实 际 工 程应 用 中设 计 变 流 量 系 统 方 案 、选 择 并 使 用 离 心 式 冷 水 机 组 和 水 泵 提 出 建 议 。 关 键 词 离 心 式 冷水 机组 ；水 泵 ；变 流量 ；变 频 ；节 能
第 １６卷 第 ４期 ２ ０ １ ６年 ４月
剖 痔 室 调
ＲＥＦＲＩＧＥＲＡ Ｔ１０ Ｎ Ａ Ｎ Ｄ ＡＩＲ—ＣＯ ＮＤＩＴ１０ ＮＩＮ Ｇ
离 心 式 冷 水 机 组 及 空调 系统 变 流 量 节 能分 析
王 生 龙 李 国苹
（江森 自控 楼宇 设备 科技 （无 锡 ）有 限公 司 ）
源自文库
Ｅｎｅｒｇｙ‘ｓａｖｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｌｏｗ ｏｆ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｃｈｉｌｌｅｒ ａｎｄ ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
Ｗ ａｎｇ Ｓｈｅｎｇｌｏｎｇ Ｌｉ Ｇｕｏｐｉｎｇ （Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｗ ｕｘｉ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
ＡＨＲＩ的研 究 ，空 调 系统 全 年 有 ９９ 的 时 间 是 在 部 分负荷 下 运行 。对 一 些 典 型城 市 的研 究 结 果 表 明 ：全年 空调 系统 运 行 在 大 于 ５０ 负荷 的运 行 时 间 只 占总运 行 时 间 的 ３３ ＿４ ；一 个 空 调 季 节 中建 筑 物配 用 的冷水 机组 ９８ 的时间 负荷率 在 ７０ 以 下 ｌ５］。因此 ，目前 很 多客 户 出于全年 综合 节能 的诉 求 ，在选 择 冷 水 机 组 时 会 选 择 制 冷 效 率 较 高 的 变 频 离心式 冷 水 机 组 ，对 于 水 系统 会 考 虑 采 用 变 流 量 系统 以及 变频 水泵 以 降低 水 泵 的 能耗 。然 而要 实 现真 正 的节能 ，并 不 能 简单 地 做 加 法 ，而 是 要对 整个 空调 系 统 进 行 匹 配 和 优 化 ，这 样 才 能 真 正 让 空调 系统 中的每 一个 耗 能 部件 能 够 发 挥 各 自的优 势 ，达到 系统 性能 的最 佳化 。
梁采 华 等 研究 表 明 ，变 冷冻水 流量 在对 冷水 机组 的制 冷量 和效 率 影 响 不 大 的前 提 下 能够 大 幅
收 稿 日期 ：２０１５－１２－０１ 作 者 简 介 ：王 生 龙 ，硕 士 ，高 级 工 程 师 ，技 术 经 理 ，主 要 研 究 方 向为 离 心 式 冷 水 机 组 。
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｔｈｅ ｉｍ ｐａｃｔｓ ｏｆ ｖａｒｉａｂｌｅ ｃｈｉｌｌｅｄ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｖａｒｉａｂｌｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｙｓ— ｔｅｒ ｎ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ （ＣＯＰ）ｆｏｒ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｃｈｉｌｌｅｒｓ ｗｉｔｈ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎ— ｃｙ ａｎｄ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｏｕｔ ｃｏｍ ｂｉｎｅｄ ｗ ｉｔｈ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ．Ｉｎ ｔｈｅ ｖｉｅｗ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ ｏｆ ｔｏｔａｌ ａｉｒ—ｃｏｎｄｉ— ｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ，ｃｏｍ ｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍ ｐｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｉｌｌｅｒ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｐｕｍ ｐ，ｓｏｍ ｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｏｎ ｈｏｗ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｌｏｗ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｈｏｗ ｔｏ ｃｈｏｏｓｅ ｃｅｎｔｒｉｆ— ｕｇａｌ ｃｈｉｌｌｅｒｓ ａｎｄ ｗ ａｔｅｒ ｐｕｍ ｐｓ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． ＫＥＹ Ｗ ＯＲＤＳ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｃｈｉｌｌｅｒ；ｗａｔｅｒ ｐｕｍｐ；ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｌｏｗ ；ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ
随着 社会 的不 断 发 展 ，人 们 对 于 居家 环 境 、工 作 场所 、公 共场 所舒 适 度 的要 求 不 断 提 高 ，如 数 据 中心机 房 、工 业 应 用 中的 工 艺 过 程 等 对 温 湿 度 的 控 制提 出 比较 高 的需 求 ，因此 中 央 空 调 的 应 用 越 来 越广 泛 。２０１４年 ，中 国市 场 的 中央 空 调 年 销 量 已经达 到 ７０５亿 元 ＿１］。另外 ，人 类对 能 源消耗 日趋 增 高 ，引起 人们 对节 能 、可持 续 性 发 展 的 关 注 和 思 考 。据 统计 ，在 整个 建 筑 能 耗 中，空 调 系 统 的 耗 电 量 约 占 ４０ 以上 ［２］，是 实现建 筑节 能 降耗 的关键 。
摘 要 通 过模 拟 计 算 分 析 冷 冻 水 、冷 却 水 变流 量 系统 对 定 频 及 变 频 离 心 式 冷 水 机 组 的 制 冷 系 数 的 影 响 ， 并 结合 理论 分 析 究 其 原 因 。从 整 个 空 调 系 统 节 能 的 角 度 出发 ，综 合 考 虑 冷 水 机 组 和 水 泵 的 能 耗 ，对 如 何 在 实 际 工 程应 用 中设 计 变 流 量 系 统 方 案 、选 择 并 使 用 离 心 式 冷 水 机 组 和 水 泵 提 出 建 议 。 关 键 词 离 心 式 冷水 机组 ；水 泵 ；变 流量 ；变 频 ；节 能
第 １６卷 第 ４期 ２ ０ １ ６年 ４月
剖 痔 室 调
ＲＥＦＲＩＧＥＲＡ Ｔ１０ Ｎ Ａ Ｎ Ｄ ＡＩＲ—ＣＯ ＮＤＩＴ１０ ＮＩＮ Ｇ
离 心 式 冷 水 机 组 及 空调 系统 变 流 量 节 能分 析
王 生 龙 李 国苹
（江森 自控 楼宇 设备 科技 （无 锡 ）有 限公 司 ）
源自文库
Ｅｎｅｒｇｙ‘ｓａｖｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｌｏｗ ｏｆ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｃｈｉｌｌｅｒ ａｎｄ ａｉｒ－ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ
Ｗ ａｎｇ Ｓｈｅｎｇｌｏｎｇ Ｌｉ Ｇｕｏｐｉｎｇ （Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｗ ｕｘｉ）Ｃｏ．，Ｌｔｄ．）
ＡＨＲＩ的研 究 ，空 调 系统 全 年 有 ９９ 的 时 间 是 在 部 分负荷 下 运行 。对 一 些 典 型城 市 的研 究 结 果 表 明 ：全年 空调 系统 运 行 在 大 于 ５０ 负荷 的运 行 时 间 只 占总运 行 时 间 的 ３３ ＿４ ；一 个 空 调 季 节 中建 筑 物配 用 的冷水 机组 ９８ 的时间 负荷率 在 ７０ 以 下 ｌ５］。因此 ，目前 很 多客 户 出于全年 综合 节能 的诉 求 ，在选 择 冷 水 机 组 时 会 选 择 制 冷 效 率 较 高 的 变 频 离心式 冷 水 机 组 ，对 于 水 系统 会 考 虑 采 用 变 流 量 系统 以及 变频 水泵 以 降低 水 泵 的 能耗 。然 而要 实 现真 正 的节能 ，并 不 能 简单 地 做 加 法 ，而 是 要对 整个 空调 系 统 进 行 匹 配 和 优 化 ，这 样 才 能 真 正 让 空调 系统 中的每 一个 耗 能 部件 能 够 发 挥 各 自的优 势 ，达到 系统 性能 的最 佳化 。
梁采 华 等 研究 表 明 ，变 冷冻水 流量 在对 冷水 机组 的制 冷量 和效 率 影 响 不 大 的前 提 下 能够 大 幅
收 稿 日期 ：２０１５－１２－０１ 作 者 简 介 ：王 生 龙 ，硕 士 ，高 级 工 程 师 ，技 术 经 理 ，主 要 研 究 方 向为 离 心 式 冷 水 机 组 。
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｔｈｅ ｉｍ ｐａｃｔｓ ｏｆ ｖａｒｉａｂｌｅ ｃｈｉｌｌｅｄ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｖａｒｉａｂｌｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｙｓ— ｔｅｒ ｎ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ （ＣＯＰ）ｆｏｒ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｃｈｉｌｌｅｒｓ ｗｉｔｈ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎ— ｃｙ ａｎｄ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｉｍ ｕｌａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｏｕｔ ｃｏｍ ｂｉｎｅｄ ｗ ｉｔｈ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ．Ｉｎ ｔｈｅ ｖｉｅｗ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ ｏｆ ｔｏｔａｌ ａｉｒ—ｃｏｎｄｉ— ｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ，ｃｏｍ ｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍ ｐｔｉｏｎ ｏｆ ｃｈｉｌｌｅｒ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｐｕｍ ｐ，ｓｏｍ ｅ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ｏｎ ｈｏｗ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｌｏｗ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｈｏｗ ｔｏ ｃｈｏｏｓｅ ｃｅｎｔｒｉｆ— ｕｇａｌ ｃｈｉｌｌｅｒｓ ａｎｄ ｗ ａｔｅｒ ｐｕｍ ｐｓ ｉｎ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． ＫＥＹ Ｗ ＯＲＤＳ ｃｅｎｔｒｉｆｕｇａｌ ｃｈｉｌｌｅｒ；ｗａｔｅｒ ｐｕｍｐ；ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｌｏｗ ；ｖａｒｉａｂｌｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇ
随着 社会 的不 断 发 展 ，人 们 对 于 居家 环 境 、工 作 场所 、公 共场 所舒 适 度 的要 求 不 断 提 高 ，如 数 据 中心机 房 、工 业 应 用 中的 工 艺 过 程 等 对 温 湿 度 的 控 制提 出 比较 高 的需 求 ，因此 中 央 空 调 的 应 用 越 来 越广 泛 。２０１４年 ，中 国市 场 的 中央 空 调 年 销 量 已经达 到 ７０５亿 元 ＿１］。另外 ，人 类对 能 源消耗 日趋 增 高 ，引起 人们 对节 能 、可持 续 性 发 展 的 关 注 和 思 考 。据 统计 ，在 整个 建 筑 能 耗 中，空 调 系 统 的 耗 电 量 约 占 ４０ 以上 ［２］，是 实现建 筑节 能 降耗 的关键 。