浅析空调冷冻水不同供回水温差影响

浅析空调冷冻水不同供回水温差影响

郑媛

郑媛

奥雅纳工程咨询广东深圳518000

摘要：对于集中空调系统来说，常用冷冻水供回水温差为5℃。近年来，很多项目都尝试加大空调冷冻水供回水温差，以期达到节能的目的。事实上，加大空调冷冻水供回水温差，一方面可以减少空调运输水泵能耗，减少管道尺寸；但空调冷冻水供回水温差加大会对空调主机以及空调末端造成较大影响，对于不同项目来说，需通过具体经济性分析，选择出适合该项目的配置方案。

关键词：冷冻水；供回水温差；大温差；末端影响

引言

深圳某项目主要由办公塔楼及裙房商业组成，项目占地面积约12，746平方米，地上总建筑面积150，000平方米，办公塔楼总高度约300米。空调冷冻水采用常规5℃温差，本文章将就空调冷冻水系统在不同供回水温度（5℃、6℃、7℃）时的运行状况进行分析比较，以得出节省系统能耗的水系统配置，供设计参考。

1.空调系统配置

集中冷源按照配置为3台1100RT的电离心式冷水机组及2台400RT的螺杆式冷水机组进行分析，设计的主机供回水温度为6/11℃，其中办公塔楼采用VAV变风量空调系统，商业采用风机盘管+新风系统。

2.不同温差（5℃、6℃、7℃）冷冻水系统比较

在本项目中，考虑5℃、6℃、7℃温差下，冷冻水的供回水温度主要有如下四种配置：

表一：不同冷冻水供回水温度配置

注：各冷量相对值均是与6/11℃供回水温度制冷量的比值。以上数据为理论计算值，不同厂家由于设备参数不同，数值会有所不同。

本文章将对供回水温度为6/11℃，6/12℃，5/12℃这三种冷冻水系统进行比较。

a）冷水主机的性能变化

由制冷原理可知，冷水机组的制冷系数由蒸发温度及冷凝温度决定，蒸发温度下降，将引起冷水机组的制冷系数下降；冷水机组的出水温度降低及加大冷冻水供回水温差均会引起蒸发温度的变化，下表三为开利空调提供的1100RT电离心式冷水机组制冷系数曲线表。

表三：大温差冷冻水系统冷水主机（COP）性能变化

b）冷冻水泵的耗功变化

冷冻水泵的功率N=Q（流量）*H（扬程），若采用大温差，由于流量减少，所选系统管径减少，因管道比摩阻仍取经济比摩阻，因此冷水管路的压力损失与5℃的大致相当，于是冷冻水泵功率仅与流量成正比。

表四：不同供回水温差下水泵能耗比较

c）末端设备的换热性能变化分析

目前国内空调末端常用5℃供回水温差，若加大供回水温差，末端设备的换热性能影响如下：

?随着冷冻水温差的增加，末端制冷盘管的冷量及析湿系数都会随之降低，其中对潜热负荷影响最大，即表冷器的除湿能力下降；

?为加强传热、增加除湿能力，通常会提高制冷的排数及增加单位长度内翅片的数量，导致设备阻力变大，末端能耗增加，同时提高造价。

d）全年总运行费用比较

综合上述冷水机组、冷冻水泵、末端设备三个方面的影响，参考设备厂家提供数据，同时经计算可得，三种冷冻水系统的年运行费用比较如下表：

表五：全年总运行费用比较

5.结论

对于5℃和7℃温差冷冻水系统，由于供水温度降低1℃，导致冷水主机制冷系数下降，主机耗功增加较多；而供回水温差增大为7℃之后，冷冻水泵耗功虽可较大的节省，但水泵的耗功占空调能耗的比例较小，经综合比较，采用7℃冷冻水系统无论是初投资，还是年运行能耗，均劣于5℃，故不建议采用。

对比5℃和6℃温差冷冻水系统，6℃温差冷冻泵能耗较低，但末端能耗较高，故总运行费用基本相同。同样因为6℃温差冷冻水系统空调末端盘管换热面积增大，初投资也高于6℃温差冷冻水系统。详细数据计算表明，当采用6℃温差冷冻水系统时，年运行费用比采用5℃温差时约减少3万元，但初投资比增加27万元，整体投资回报年限约为9年。

综上所述，5℃温差常规冷冻水系统在本项目更有优势。

结束语：

该项目建成后将为集办公、商业一体的超高层综合体建筑，并申报绿色建筑二星级认证，故通过能耗及运行费用分析对比，从而制定出适合本项目的空调冷冻水方案，有利于节能减排，对于业主来说，有利于减少初次投资，故在本项目中也受到了业主的好评与认可。

参考文献：

【1】民用建筑供暖通风与空气调节设计规范（GB50736-2012）

【2】公共建筑节能设计标准（GB50189-2005）

【3】深圳市民用建筑设计技术要求与规定

【4】公共建筑节能设计标准-深圳市实施细则（SZJG29-2009）

【5】开利空调所提供设备参数报告