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中央空调系统中,大温差小流量系统的应用,整个系统是否节能?谈谈理由。

    由于对空调节能的越来越重视,空调水系统大温差的设计也越来越普遍,大温差是否节约初投资,运行是否节能,在很多的论文上都有似乎很充分的论证,但是对于主机及空调末端对大温差都有一定的适用性和适应性,不是说一味的加大空调水系统的温差设置,空调系统就会节约成本,后期运行就会节能,这里可能我们要把握一个度,这个度一方面指的是多大的系统适合加大温差设计,另一方面在设计大温差时多大的温差才是合理的?(所谓合适合理,指的是相对常规温差节约初投资及运行费,或者说回收期能控制在5年以内。)

    2013年的注册考试中也出现了这样一个题目:
    某办公见建筑的舒适性空调采用风机盘管+新风系统,设计方案对比时,若夏季将空调冷冻水供回水温度从7℃/12℃调整为7℃/17℃,调整后与调整前相比,以下说法哪几项是正确的?

(A)  空调系统的总能耗一定会减少
(B)  空调系统的总能耗并不一定会减少
(C)  空调系统的投资将增加
(D)  空调系统的投资将减少

     欢迎大家对大温差问题进行热烈讨论,更欢迎给出你详细的数据分析。



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    qiwei0711

    个人认为大温差工况空调系统在水泵选择,管路选择较正常系统较小,初投资减少是优势,在实用效果上也要强于一般中央空调,毕竟出水温度较低 ,在节能方面对于机组本身大工况很难实现高COP值,机组本身负荷要增加,并不节能,但水泵选择较小又节能,在上面提到的度我觉得是非常合理,在多大温差下能保证较好的COP值,多大的系统采用大工况初投资节省较明显是值得探讨的问题,注册考试试题中提到的答案,我觉得初投资是肯定会减少,但总能耗不一定会减少

    03-26 13:37  回复TA(0)  赞(2)

    ruben

    我们假定系统的设备不变,在满负荷的情况下,随着水流量的减小,整个系统的总能耗一般来说是逐渐减少的,可以明确的是,冷却水泵、冷冻水泵及冷却塔的能耗是逐渐降低的,而冷水机组的能耗则反而增多,这个与水流量减小而温差加大正相关。 大温差小流量的节能趋势与常规的定流量系统相似(随着负荷加大,总能耗按一定的对数曲线上升),但节能效果更明显。因为冷负荷越低,冷水机组的能耗降低越多,而冷却塔、冷冻水泵及冷却水泵等的能耗几乎不变(定流量系统),故冷水机组的能耗占总能耗的比例越小。在部分负荷时,减小水流量,冷却水泵、冷冻水泵及冷却塔等的能耗降低的作用更明显,而冷水机组能耗增多的影响则相对来说小很多(因为冷水机组的能耗占总能耗的比例不如满负荷时大),导致系统的总能耗减小趋势更显著。 典型的冷水机组供回水温度为7/12℃,大温差小流量系统一般是5/13℃,冷却水温度为32/40℃,进出水温差为8℃,与5℃温差相比,相应的水流量减小至少1/3,水泵能耗节省40%以上。 实际上,大温差小流量系统可以减小水泵的选型、阀门的选型、管道的直径及保温材料的用量,其中管道、阀门和水泵的初投资降幅大约在30%,保温和人工费的降幅大约在15%左右,但冷水机组的蒸发器和冷凝器压差增大,对冷水机组的运行可靠性和能效比要求变高,不过现在市面上主流厂家的冷水机组都可以完全满足大温差小流量的技术要求,影响不大。总的来说,对系统初投资节省作用很明显。 不过大温差小流量对末端有一定影响,加大了换热的对数平均温差,对传热系数有一定影响,可能会重新选末端设备(增加盘管数),不过一般来说,冷冻水温差在8℃左右,是不需要增加盘管数的,如果到了10℃,才需要增加盘管数;而且这个问题,可以通过在水盘管里面加扰流器强化换热的办法来解决。 冷却塔的散热能力与进水温度、水流量和环境湿球温度有关,在特定地域某一时段,环境湿球温度不变,适当提高冷却塔的进水温度,减小水流量,能增加冷却塔的散热能力,可以减小冷却塔的选型,若冷却塔选型不变,则出水温度会更低,也有利于提高冷水机组能效。 另外在改建项目中,大温差小流量系统具有独特优势,一般来说,改建工程空调的负荷都是要加大的,这个时候,利用原来的管道系统,在水流量不变的情况下,增大供回水温差,可以提供更多的冷量,满足加大空调负荷的要求,冷却水系统一般来说也可以不用改,只需要加大换热温差,使机组在较高的冷凝温度下运行即可,而现在主流的冷水机组一般都能在一定的蒸发温度和冷凝温度范围稳定运行,影响不大。

    03-26 13:12  回复TA(0)  赞(8)

    yimer2

    增大△T的优缺点: 优点:a) 管道减小,减少管道初投资; b) 水泵减小,减少水泵初投资; c) 减少水泵运行能耗,如果是定水量系统,水泵节省的运行能耗是相当可观的。 缺点:a) 如果负荷增加,将无法通过降低供水温度调整; b) 增大盘管换热面积,盘管排数将跳跃性增加,这将增加初投资以及空气侧阻力。 c) 空气侧阻力增加(VAV除外),虽然增加量很小,但是考虑到风机年运行能耗比例大,其增加的年运行能耗还是客观的。

    03-26 11:02  回复TA(0)  赞(2)

    madrabbit

    1.大温差、小流量,小流量的话水泵的流量就会小,那样水泵选型就可以选小,水泵功率降低,水泵的初期投资成本会减少。 2.小流量的话,水管的管径就可以相应的选小,水管材料初期投资会减少,相应的安装人工费用也会降低。 3.但是大温差、小流量的设备会对cop值有一定的影响,后期运行费用不会减少。 4.个人认为做成7℃温差比较合理

    03-25 23:34  回复TA(0)  赞(2)

    wormwoodzjh

    其实可以做做实验,找找数据。温差6度,不用增加末端盘管面积;而温差7度,就需要增加末端盘管面积。不利点是可以避免的。

    03-25 16:44  回复TA(0)  赞(2)

    Inzaghi1205

    以大温差:冷水侧5-13°C为例分析。(以常规冷水机组约占机房年能耗58%,冷水泵约占20%为例) 1、大温差系统水泵流量会相应降低(降低20%),减少耗能、降低水泵初投资(按20%计)。 2、大温差系统主机蒸发器侧蒸发温度肯定会相应降低,来适应这一温差工况,蒸发温度降低会导致冷水机组能效降低、制冷量相应降低,初投资、运行能耗都会相应提高。(按常规,相同功率,机组降低10%) 3、大温差系统,末端盘管的出水升高,降低了出风与出水的温差,换热降低,盘管面积会相应增大。 4、大温差系统,载冷剂输送管道、阀件都会相应降低规格,成本略有降低。 综合以上数据,大温差系统,并没有厂家宣传的那么节能,厂家只是扬长避短的做了宣传,并未提及大温差机组的各种弊端。但是未必节能,即使节能也未必有厂家宣传力度那么大,是否节能也会因项目而异。

    03-25 11:17  回复TA(0)  赞(8)

    KFC

    大温差小流量系统在改建项目中,对于降低空调系统的整体能耗,减少整个冷水系统的能耗和初投资非常具有优势。

    03-25 11:05  回复TA(0)  赞(1)

    yanjiaming

    应具体问题具体分析,如果水系统水泵能耗占整个系统的能耗的比例较大,采用大温差可能会降低系统总能耗。

    03-25 09:10  回复TA(0)  赞(1)

    fyst09

    我觉得应该是B、D,大温差对于设备,管路的保温等投资会相应减少。但不一定节能,由于水的比热比较大,温度越高。回到原来温度所要花费的“功”就会越多,所以能耗不见得一定会减少……

    03-24 22:32  回复TA(0)  赞(2)

    清晨女子

    感觉空调系统总能耗不一定会减少。个人愚见,首先做工程没有特别绝对的事,还要根据具体工程区分对待;另外,冷热源处能耗不等同于整个空调系统能耗;然后就是理论节能与实际运行工况存在的偏差

    03-24 20:44  回复TA(0)  赞(1)

    hp541

    通常厂家很少给机组和末端的性能修正曲线,采用大温差之后确实可以减少流量,减小输送能耗,但大温差势必改变机组和末端的性能,理论上大温差末端的换热效果会更好,但机组性能就会降低,当机组性能降低的量比减小的输送能耗的量还大,对于整个系统来说将不节能。我觉着要使大温差的系统节能,还得从全局把握,系统选用的机组本身就是为大温差而设计的而且进行了性能优化(大温差的机组理论上性能一定比小温差的性能低),这样可能就使整个系统节能了。

    03-24 19:49  回复TA(0)  赞(3)

    longjunmin

    个人认为能耗不一定会减少,还得具体项目具体分析

    03-24 18:21  回复TA(0)  赞(1)

    wdp781226

    大温差小流量系统,空调系统的总能耗并不一定会减少,投资将减少: 1)减小系统循环水量,相应减少水泵扬程及流量,降低动力耗电量。如系统供回水温差取10℃与常规的5℃比较,可节约50%循环水量,其输送电能也减少50%。只是水泵的能耗降低,还要看主机的能耗如何。 2)减小水管道尺寸,减少管道保温材料,降低设备的初投资。 3)减少管道敷设所需的空间,缩小管道井尺寸,增加吊顶净高。 4)减小管道沿程供冷损失。 5)大温差的冷却水系统可减小冷却塔尺寸,节约冷却塔占地面积。 6)可在允许的条件下降低送风温度,从而降低风管尺寸,降低风机动力。

    03-24 17:51  回复TA(0)  赞(3)

    wdp781226

    03-24 17:45  回复TA(0)  赞(1)

    385405164

    所谓的大温差小流量,其实流量与温差是成反比的,温差越大流量越小。从理论的角度来说,温差越大整个水系统的管路及水泵的流量越小电机的耗电量越小,但是温差不是无限大的,还有冷源的限制;安装材料上面可能节省了不少了,但对于主机的要求就增加了成本。

    03-24 17:29  回复TA(0)  赞(1)

    hanhuimin

    应该在一定的范围内还是比较节能的,由于采用大温差,所以盘管的排数增加,风机压头增大,耗电量变大,采用空气处理机作为末端时在部分机器冷量增大时功率变化不大甚至不变,所以功率变化跟设备选型关系较大,但是小流量时水泵流量变小,功率随之应会减小,水机耗电最大的也就是主机和水泵了,采用大温差小流量对于大系统来讲应是节省电量的。小流量可以节省管材,所以投资也会减少,但是末端增大会增加初投资费用,应针对项目综合分析比较好

    03-24 16:57  回复TA(0)  赞(1)

    Inzaghi1205

    还是建议有做过实际工程的朋友进来分享下甲方的运行费用统计~~

    03-24 16:14  回复TA(0)  赞(1)

    duzi1213

    大温差会导致初投资减少,但是对COP的影响是显而易见的。大温差也要求厂家成型的标准机组变成了定制机,这一块厂家必然会考虑成本的。没做过大温差,听听大家的意见。

    03-24 15:56  回复TA(0)  赞(1)

    cxl050707

    大温差,减小输送能耗。管材减小,17℃至少理论上不用防结露保温。 采用高温冷水机组。理论上讲,出水温度高则制冷机的COP会水涨船高,所以说这个机组单说COP的话比常规7度出水机型节能是成立的,这个是仅就机组COP而言。 风机盘管面积增加,17℃主机的新风系统比常规7度的新风系统能耗大很多, 空调系统的总能耗并不一定会减少。空调系统的投资将增加。

    03-24 15:43  回复TA(0)  赞(1)

    Inzaghi1205

    目前空调系统的耗电分配大概是:冷水机组约占机房年能耗58%,冷水泵和冷却水泵约占26%,冷却塔约占16%。 现在以某酒店为例进行分析,常规温差:冷水侧7-12°C冷却水侧32-37°C; 大温差:冷水侧5-13°C冷却水侧32-37°C。 采用大温差机组, 水泵的年能耗降低30%; 冷水机组的年能耗增加10%。 综合起来算整个冷源机房综合节能为2%左右。 在机房建设时,水泵节省成本将近30%,主机增加成本10%。 由此可见,本系统采用大温差机组可以节能,但是是否省钱,还需要根据实际项目规模,投资规模分析回收期来实际测算。

    03-24 14:39  回复TA(0)  赞(4)

    13705158590

    在空调系统总制冷量和冷冻水供水温度不变的情况下,加大空调系统冷冻水供回水温差,空调系统的总能耗并不一定会减少。空调供回水温差加大,冷冻水流量减少,会降低冷冻水泵的能耗;但风机盘管机组的流量减小和进出水温差加大,导致:1、风机盘管内水流速降低,盘管换热系数变小,换热量减少。2、风机盘管水侧平均温度升高,换热温差减低,换热量减少。

    03-24 11:11  回复TA(0)  赞(1)

    zzying30

    这个不一定啊,要综合进行比较。温差大了,冷水流量会减少,从而节省冷冻水泵的耗能。但是,温差大、流量变小之后,一方面风机盘管内冷水流速变小,管内换热系数变小、冷水与空气的换热温差减小,使得同样换热量下,风机盘管所需面积增加,增加成本;另一方面,使得冷水机组蒸发器内的冷水平均温度上升,要想保持冷水与冷剂平均换热温差不变的话,就要降低蒸发温度,这样就会减小冷水机组的能效,进而多耗能;如果保持冷剂蒸发温度不变,则冷水与冷剂平均换热温差减小,则要加大蒸发器的面积,增加成本。

    03-24 10:05  回复TA(2)  赞(2)
    • 评论回复:
    • zzying30:可能说的不太明确,从另一方面开始,供回水温差变大,则要保持蒸发器的换热效率不变,则要降低蒸发温度,这样就会减小冷水机组的能效,进而多耗能;比如7/12时,蒸发温度设为5度,则换热器效能为(12-7)/(12-5)=5/7;7/17时,换热器效能不变,则蒸发温度为17-(17-7)*(7/5)=3度。效能的定义可见传热学(杨世铭,陶文铨)第四版486页。如果要想使蒸发温度不变,则要提高蒸发器的效能,这就需要用强化传热等方法解决。 换一个角度也可以解释耗能多:假设供水温度不变,冷剂蒸发温度不变,供回水温差变大,则使得冷水与制冷剂间的传热温差变大,传热温差越大,则不可逆损失越大,则冷水机组偏离逆卡诺循环越远,也就是说热力完善度越低,即冷水机组的COP越低,即多耗能。(03-26 20:59)
    • ruben:冷水机组蒸发器内的冷水平均温度上升,要想保持冷水与冷剂平均换热温差不变的话,蒸发温度应该是升高吧?(03-26 11:48)

    wormwoodzjh

    这东西主要是特灵的机组比较适合这类工况,因此才有了这东西。对于新建建筑,这东西可以节省大量的管道材料(节能不好说)。而对于改造,这系统就未必适合。取决于冷机耗能与水泵耗能之间的平衡问题。需要进行计算:对于小冷机大水泵就比较适合,而对于大冷机小水泵就未必了。

    03-24 09:52  回复TA(0)  赞(1)

    hfll0756

    大温差设计的目的就是减少水流量,减少后期运行费用,它跟空调系统以下几个方面有关 1.大温差的供回水温度的高低关系很大,如果采用低于7℃的冷冻水,保温增加很多费用。 2.与末端的设备换热效率有关,需要精确测算,现在很多都是按照标准工况的供冷、热量,防止末端设备过大,增加投资。 3.控制设备精度要高,否则会影响空调的舒适性,这就有待研究。 总结如果在系统水阻力产生的费用在投资(初期+后期运行)之间应该有一个比较,在系统建成到寿命终结全过程里进行经济比较分析,寻找最佳切入点,减少系统整个费用(初投资+后期运行)。

    03-24 09:51  回复TA(0)  赞(1)

    hailong913

    这个不一定,要看具体情况

    03-24 09:40  回复TA(0)  赞(2)

    wjx2175

    具体项目具体讨论,结果不一定一样

    03-24 09:40  回复TA(0)  赞(1)

    yuchangsheng

    这个嘛,要看情况,如果是夏天,未必,大温差必然加大制冷机的的功率,而且这功率的加大远远超过水泵省下的那一点功率。

    03-24 09:38  回复TA(0)  赞(1)

    1097423240

    具体项目具体讨论,结果不一定一样

    03-24 09:35  回复TA(0)  赞(1)

    兰絮

    关注话题,期待大家的想法

    03-21 15:34  回复TA(1)  赞(2)
    • 评论回复:
    • 兰絮:这个活动不错,对实际工作有很大帮助,感谢在线(03-21 15:35)

    暖通小财神

    欢迎各位共同讨论中央空调系统中,大温差小流量系统的应用是否节能哦。

    03-18 10:53  回复TA(2)  赞(4)
    • 评论回复:
    • liucunqing:这问题有没有高人计算过,工程大概在什么规模,用大温差小流量合适,温差控制在几度比较好(03-31 18:33)
    • 暖通小财神:对于我的观点,大家也可以点评回复我哦。(03-18 10:54)
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特邀专家 艾为学
国家公用设备注册工程师(暖通及空调)执业资格考试专家组组长
本话题主持人 木子李
主任工程师、注册设备工程师、暖通空调在线资深版主

本话题时间:2014-03-24 至 04-06

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