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大溫差空調(diào)水系統(tǒng)能耗分析
?集中空調(diào)系統(tǒng)的冷凍水泵承擔(dān)著將冷凍機(jī)產(chǎn)生的冷量輸送至末端設(shè)備的任務(wù),是空調(diào)系統(tǒng)中運(yùn)行能耗的重要影響因素。研究顯示,水泵輸送能耗占集中空調(diào)系統(tǒng)總能耗的25%至30%。因此,降低水泵輸送能耗具有重要節(jié)能意義。
系統(tǒng)供冷量計(jì)算式見式(1)。
Q=cGΔT (1)
式中:Q—供冷量,kW;
c—水的比熱容,kJ/kg℃;
G—冷凍水流量,m3/h;
ΔT—供回水溫差,℃。
在供冷量Q不變的前提下,水泵輸送的水流量與供回水溫差成反比。在工程中進(jìn)行冷凍水管路設(shè)計(jì)時(shí),會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)循環(huán)水量,按照合理比摩阻范圍進(jìn)行管徑選型。亦即水系統(tǒng)總的阻力基本不受設(shè)計(jì)循環(huán)水量改變的影響。因此可以認(rèn)為,在新建項(xiàng)目中,設(shè)計(jì)水流量的改變并不會(huì)降低水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程。因而,根據(jù)水泵軸功率的計(jì)算式(2)可得,在揚(yáng)程不變的情況下,水泵能耗與循環(huán)水流量成正比例關(guān)系。
N=2.73GH/η (2)
式中:N—水泵軸功率,W;
G—水流量,m3/h
H—水泵揚(yáng)程,mH2O
η—水泵效率,取0.7
冷凍水供回水溫差在5~9℃時(shí),溫差越大,主機(jī)制冷能效越高。相比于11/16℃工況,11/20℃工況時(shí),冷機(jī)單位制冷功耗下降了0.81%。年制冷能耗也按此比例下降。
冷凍水供回水溫差對(duì)末端設(shè)備風(fēng)機(jī)能耗的影響從理論上而言,溫差越大,風(fēng)機(jī)能耗越高。當(dāng)供回水溫差在11/19℃和11/20℃條件下,末端風(fēng)機(jī)能耗最低。
綜合考慮冷機(jī)、冷凍水泵以及末端能耗,當(dāng)冷凍水供回水溫度在11/16℃到11/20℃之間時(shí),供回水溫差越大系統(tǒng)全年能耗越低。11/20℃工況時(shí)系統(tǒng)全年能耗相比于11/16℃工況下降了8.0%。
摘選自張淇淇《大溫差水系統(tǒng)運(yùn)用于數(shù)據(jù)中心空調(diào)節(jié)能性分析》。