冷冻水大温差的合理化设计

目前在 大温 差系 统 设计 中 ， 回水 温差 一 般取 出 供 ６ １ ， 以此 温差 进行 了计算 ， 算结 果如 图 ２ ～ ０℃ 故 计 。
ｌ ． ６０ １ ０ ４． １ ． ２Ｏ １ ． ００ ８０ ． ６０ ．
—
热、 污垢 热 阻 、 外水 流热 阻等 。除水侧 热 阻外 ， 他 管 其 热 阻基 本保 持不 变 ， 而水 侧对 流放 热 系数 与水 的流 速 成 ０８次 方 的关 系 ［ 。ｙ％ 设 ． ３ ］ Ｃ ， ，
源自文库
０ 引言
在 常规 空调 系统 应 用 中， 冷冻 水和 冷 却水 系统 的
根据 特 定 的冷 冻水 供 回水温 度 ５６℃／５６℃ ， 出其 ． １． 算
相应 的蒸发 温 度 由原来 的 ５℃ 降为 ３９℃ ， 应 的冷 ． 相 水机 组 单位 冷 量 能耗增 加 ００ ３ｋ ｌ ， ．１ Ｗ／Ｗ 从而 得 出大 【
Ｔ ｅｃｒｅ ｏｄｎ ｅ ｉｎｈ ｅｗ ｅ ｈ ｈｌ ｄｗ ｅ ｅ ｐ ｒ ｕｅｄ ｅｅ ｅａｄｔ ｈｌ ｄｗ ｅ ｕｐｙｔｍ ｅａｕｅｉ ｏｔ ｎｄ∞ ｔｅ ｈ ｏｒｓ ｎ ｉ ｒｌ ｏｓ ｉ ｂｔ ｅｎｔｅｃ ｉｅ ａ ｒｔ ｅａ ｒ ｉ ｒｎ ｎ ｈ ｃ ｉｅ ａ ｒ ｐ ｌ ｐ ｒ ｒ ｂａ ｅ ｐ ｇ ａ ｔ ｐ ｌ ｔ ｍ ｔ ｆ ｃ ｅ ｌ ｔ ｓ ｅ ｔ ｓ ｉ ｈ ｒ ｅｅｃ ｆ ｒ ａｅ ｓ ｍ ｗ ｈｌ ｇ ｍ ｅａｕｅｄ ｅｅ ｅｉ ｅｄ ｍ ｓ ｐｉ ｉｎａ ｄｐａｔ ． ｅ ｒｎ ｅ ｏ ＡＣｗ ｒｙｔ ｈ ｅ ｔ ｐ ｒ ｒ ｉ ｒｎ ｎｔ ｏ ｅｔ ａ ｌａ ｏ ｎ ｒｃｗｅ ｆ ｔ ｓ ｅ ｒ ａ ｅ ｔ ｆ ｃ ｈ ｃ ｉｐ ｃ ｔ
式 中： 、 分别 为常 规系 统 、大 温差 系 统蒸 发器 总 Ｋ。 Ｋ
的换热 系数 ， （ Ｋ ； ｗ／ ・ ） ｍ Ｒ 、 别为 常规 系 统 、大温 差 系 统蒸 发器 总 Ｒ 分
的热 阻 ， ・ ／ 。 ｍ２Ｋ Ｗ 制冷 系统 中冷冻 水 的供 冷量 ：
Ｑ＝ ｍＡＴ＝ ｐ （ ｄ２ ）ｙ ｃ ｃ ・Ｊ ・ ＡＴ ｒ ／ ４ 式 中： ｙ为冷冻 水 的流 速 ， ｓ ｍ／。 （） ４
２ 冷 冻水的供 回水温 差与供 水温度 、回水温 度 的合 理 搭 配
为了研 究方 便 ， 假定 系统 使用 冷 冻水 大温 差 后蒸
发 温度 仍为 ５℃， 设冷 冻 水 回 水温 度 为 ａ℃ ， 冻 水 冷 供 水温度 为 ｂ℃ ， 差 为Ａ 温 Ｔ℃ ， Ｗ 易￣ ＡＴ＝ － ａｂ 制冷 量 公式 ：
ｉ ｃｉ ． ｎａｃｒａｃ ｉ ｅｄｓ ｎ ｅ ｕｅ ｎＡＣ ｗ ｅ ｓ ｍ ｗｔ ｇ ｅ ｐ ｒ ｕｅｄ ｅｅ ｅａｄ ｔ ｄ ｅｓ ｏｓｑ ｅ ｅ ｏ ｎ ｓ ｔ ｎ Ｉ ｃｏｄ ｎｅｗｔ ｔ ｉ ｆ ａ ｒｓｉ ｇｅ ｏ ｈｈ ｅ ｇ ｔ ａ ｒ ｙｔ ｉ ａｌ ｅｔ ｅａ ｒ ｉ ｒｎ ｎ ａｖｒｅｃｎｅ ｕｎ ｓｆ ｔ ｓ ｅ ｈ ａ ｒ ｍ ｔ ｆ ｃ ｅ ｈ ｃ
效率 降低 的不良后 果， 在理论 分析 的基础 上， 通过公 式推导计算 ， 对冷水机组部分进行 了分析 ， 得到 了合理 的冷冻水温差 与冷 冻水供水温度之间的对应 关系， 而为 大温差设计在国内的应用及 实践提供借鉴和参考。 从
关键词： 大温差设计； 冷冻水； 冷水机组； 效率； 节能
Ｋ２ ｌ ＝ ／ｔ２ Ｒ ）３（ｃ ２－ Ｏ １） ＝ ／ ｌ ｃ ＋ ｓ ／ ｒ ￣－ ｅ ０ Ｒ２ （ ＝ ３ ｖ ・５ Ｖ － ８ ［ － ８ 故 ： ／ ＝ １ ５ｖ ／１ Ｓ １ ５／ Ｋｌ Ｋ２［． （ ２ ） ＋ ． ］ ０ ｖ ７ ３ （） ３
４０ ． ２０ ． ０Ｏ ．
ｂ ＡＴ／ ￣ ＝ ［ ｅ ＿］ １ （） ８
在制 冷 量和 换热 面积 一 定 的条 件下 ， Ｑ
Ｆ＝ ２即 ： ｌＦ ，
ｚ ，
Ｋｌ ＝ Ａｔ２ Ａｔ１Ｋ２ （） ２ 式 中 ： Ｆ 为蒸 发器 的换热 面积 ， 。 Ｆ、 ｍ２ 而蒸 发器传 热 热阻 Ｒ包 括 管 内沸腾 换 热 、 铜管 导
ＤＯＮＧ Ｘｉｏ ｌ ＨＡ０ ｉｇ－ ｅ ＨＯＵ － ｈ ａ ａ －ｉ ，Ｚ Ｊｎ ｄ ，Ｚ Ｙｕ ｓ ｕ ｉ
（ ｌ ｇ ｆ ｎ ｉ ｎ ｎａ ｃｅｃ ｎ ｎｉｅｒ ｇ Ｄｏｇ ｕ ｎｖ ｒ ｔ， ｈ ｇ ａ ２ １２ ， ｈｎ） Ｃｏｌ ｅ Ｅ ｖｒ ｍｅｔｌ ｉｎｅ ｄＥ ｇｎ ｅ ｎ ， ｎ ｈ ａＵ ｉｅｓｙ Ｓ ａ ｈ ｉ ０ ６０ Ｃ ｉａ ｅ ｏ ｏ Ｓ ａ ｉ ｉ ｎ
一
◆ 一 ｂ／ ，℃
－
ｙ 水侧 热 阻 ，
赠
－
Ｉ －－ｂ／ Ｉ－ ℃
般 占蒸发器 总热 阻 的 ３ ％～４ ％， ３ ． ５ ０ 取 ７５ ％。 常 规系 统蒸 发器 总的换 热热 系数 ： Ｋ，Ｉ ＝ ／ ｒ ／．７ ） ０３ ５ｏ ｌＯ３ ５ ＇１ ＝ ／ １ ｏ １ ３ ５＝ ．７ ／ ． ／ ｖ Ｒ１ （ ０ ｔ＝ ７ ｏ 大温差 系统 蒸发 器总 的放热 系数 ：
Ｋｅ ｏｒ ｙ ｗ ｄｓ：ａｇ ｍ ｐ ｒｔｒ ｉ ｅｅ ｃ ｅ ｉｎ； ｏ ｌ ｔｒ ｗａｅ ｈｌ ｒ ｅ ｃｅ ｃ ； ｎ ｒｙ ｓｖｎ ｌｒ ｅｔ ｅ ｅａｕｅｄｆ ｒｎ ｅｄ ｓｇ ｃ ｏ ｉ ｗａｅ； ｔｒ ｉｅ ； ｆ ｉｎ ｙ ｅ ｅｇ —ａ ｉｇ ｎｇ ｃ ｌ ｉ
收稿 日期：０ ２０ ．７ 修回 日 ：０ ２ ３ １ ２ １．２１ ： 期 ２ １． ． ０ ０
图 １ 冷冻水大温 差系统 图
Ｆ ｇ． Ｃｈ ｒ ｃ ｌ ｄ ｗａ ｅ ｔ ｍ ｔ ｒ ｅ ｔｍｐｅ ａｕ ｅ ｄ ｆｅ ｅ ｃ ｉ １ ａｔ ｏｆ ｈｉ ｅ ｔ ｒｓ ｅ ｗｉ ｌ ｇ ｌ ｙｓ ｈａ ｅ ｒｔｒ ｉ ｒｎ ｅ
输 送 能耗 往 往 占系统 能 耗 的 ２ ％左 右 ， ５ 由此 ， 何 降 如 低 水系 统 的输送 能耗得 到 了人们 的重视 。 空调大温 差 设 计 正是在 此基 础 上发 展起 来 的 。所 谓 空调“ 大温 差 设 计 ” 相 对 于常 规 空调 设 计 ， 的是 空 调 设计 中冷 是 指 冻 水 和冷 却 水 供 回水 温 差 比常规 设 计 的 ５℃ 的温 差 要 大 的设计 。冷冻 水 的大温 差 系统 （ 图 １可 以大 幅 见 ） 度 减少 冷冻 水 的循环 水 量 ， 从而 可 以有效 地减 少冷 冻 水 的输送 能耗 ， 应 地减 少冷 冻 水泵 的扬 程 ， 而 减 相 进 少 系 统 的运 行 费 用 。 目前 国外 在大 温 差 水 系 统设 计 中 ， 冻 水 的 供 回水 温 差 常 采用 ６ １ 冷 ～ ０℃ ， 却水 常 冷
ｄ ｉ１．９ ９ ．ｓ． ７ —２ ７２ １ ．５ ０ ｏ：０３ ６ ￣ｉ ｎ１ ３７ ３ ．０ ２０ ． ８ ｓ ６ ０
冷冻水大温差 的合理化设计
董晓丽 ， 赵敬德 ， 周玉帅
（ 东华大学环境学院， 上海 ２ １２ ） ０ ６ ０
摘要 ： 大温差设计对于暖通空调设计及应用 中的节能部分具有 非常重要的意 义。 针对 空调 水系统 大温差设计的特点及造 成冷水机组
叭２ 第 期 ４卷 ２ ￣ 年 ‘ ０ ５ １ ５）
Ｎｏ５ Ｉ ０１ ｒ ０ａ Ｎｏ２ ５。 １ ０ ． ｉ ２ ２ ｒ ｔｌ １ ．５ Ｖｏ． ） ４
建 筑 节 能
■ 暖 通 与 空 调
ＨＥＡＴ ＮＧ，ＶＥＮＴ ＬＡＴ ＮＧ ＆ ＡＩ Ｃ０ＮＤＩ ０ＮＩ Ｉ Ｉ Ｉ Ｒ Ｔ１ ＮＧ
ｑ
ｔ－ ＂ 。 。。 。。 。
— 一 ａ／ ℃
温差Ａ Ｔ
图 ２ 供水温度与温差的关系图
Ｆｉ ． ａ ｒ ｍ ｆ ｕ ｐ ｙ ｔｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｍｐｅ ａｕ ｅ ｄ ｆｅ ｅ ｃ ｇ２ Ｄｉ ｇ ａ ｏ ｓ ｐ ｌ ｅ ｅａｕｅａ ｄｔ ｅ ｒｔｒ ｉ ｒｎ ｅ
中图分类号： Ｔ ３ Ｕ８ １ 文献标志码： Ａ 文章编号： １ ７－２ ７２ １）５０ ３ ．２ ６ ３７ ３ （０ ２０ ．０ ４０
Ｏｐ ｉ ｉｅ ｓｇ ｆ ａ ｅ ｓｅ ｉｈ Ｌ ｒ ｅＴｅ ｐ ｒ ｔ ｒ ｆｅ ｅ ｃ ｔｍ ｚ ｄ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ Ｗ ｔ ｒＳｙ ｔ ｍ ｗ ｔ ａ ｇ ｍ ｅ ａ ｕ ｅ Ｄｉ ｒ ｎ ｅ ＡＣ ｆ
１ 大温差冷冻水是否会 降低蒸发温度
近 几 年 来 ， 多 的 学 者认 为 ： 许 虽然 大 温 差 设计 节 约 了系统 循 环 水量 ， 少 了水 泵 扬 程 及耗 电量 ， 却 减 但 同时 带来 了蒸 发温 度 下 降 、 凝 温 度 升 高 、 水机 组 冷 冷
用 户 风 机
３ 结 论
空调 大温 差冷 冻水 系统 有可 能 降低蒸 发温 度 ， 带
来 冷 水机 组效 率 的下 降 ， 当我 们采 用合 理 的冷 冻水 但
供 回水 温度 时 ， 是有 可 能保 证 蒸 发 温度 不 变 ， 由图表 可 以清 晰 地知 道 在 当供 回水 温 差 和供 水 温 度 满 足 上
采 用 ６ ８℃ 。 ～
温差 冷 冻水 系统会 带 来蒸 发温度 下 降 ， 带来 冷水 机 组 能耗 增加 ， 冷水 机组 效率 的下 降 。 所周 知 ， 发温度 众 蒸
下 降 ， 机组 效 率有很 大 的影 响 ， 发温 度 不易太 低 。 对 蒸
为 了保 证蒸 发器 的换 热 能力 ， 以蒸发温 度 的下 降为 不 代价 ， 文做 了如下 的理 论推导 。 本
Ａ ｓｒｃ ： ｈ ｉ ｄ ａ ｒ ｙ ｅ ｉ ｒ ｍ ｅ ｔｒ ｄ ｅ ｎｅ ｓ ｅ ｐ ａ ｎｆｒ Ｖ Ｃｄ ｓ ｎ ｎ ｐｉ ｉ ｎ ｒ －ａ— ｂ ｔ ｔ Ｔ ｃ ｌ ｔ ｓ ｍ ｗ ｔ ｌ ｇ ｔ ｐ ｒ ｕ ｉ ｒ ｃ ｒ ｉ ｏ ａ ｔｏ Ｈ Ａ ｉ ｄａ ｌ ａ ｏ ｏ ｅ ｙ ｓ ａ ｅ ｈｌ ｗ ｅｓｔ ｅ ｈ ａ ｅ ｅ ａ ｅ ｆ ｅ ｉｖ ｙｍ ｅ ｇ ａ ｐ ｃ ｎ ｆｅ ｇ ｙ ｔ
ｒｄｃ ｇｔ ａ ｒ ｈｌ ｒｆ ｉ ｃ， ｈ ｃ ｉ ｒ ｔ ｓ ｍ ｉ ａ ａ ｚｄｂ ｅ ｏ ｕ ｅ ｖ ｉ ｄ ｃ ｃ ａ ｎｗｔ ｔ ｏ ｔａ ａ ａ ｓ ． ｅ ｕｉ ｈ ｗ ｅ ｃｉｅ ｅ ｗ ｅ ｙ ｔ ｈ ｌ ｈ ｓ ｔ ｎｌ ｅ ｙｔ ｆｒ ｌ ｄ ｒ ａ ｏ ａ ａ ｕ ｉ ｉ ｅｒ ｉ ｌ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ｔ ｌ ｆ ｎ ｅ ｌ ｏ ｅ ｙｅ ｓ ｅｆ ｙ ｈ ｍ ａ ｉ ｎ ｎ ｌｌ ｏ ｔ ｔ ｈ ｈ ｅ ｃ ｙｓ
盘 管 系 统
效 率下 降等 问题 。对 于系统 是 否真 能节 能表 示担 心 ， 也 纷纷 对大 温 差设 计 的能耗 进 行 了分析 和计 算 ， 方法
不 同 ， 案也 有所 差异 。 答 由于篇 幅 ， 文仅 针对冷 冻水 本 大温 差 系统 中冷水 机 组部分 提 出 自己的一 点看法 。 在 进行 冷 冻水 大温 差系 统 的能耗 分 析 中， 亚素 周
Ｑ＝ ＫＦＡ ｔ （） １ 式 中： 为制冷 量与 冷冻水 对数 平均温 差 ， 。 △ｆ ℃
所 以： ２ （５ ＋ ＡＴ ￣３ ： １ － ７ ） ＡＴ。 ＡＴ１ ２ ／ Ｓ ／ ＝ ｎ
从而 得到 在保 证 蒸发温 度 不变 的条 件 下 ， 建立 供 回水温 差和 供 水温度 的关 系式 如下 ：