空调冷水大温差技术工程应用分析

空调冷水大温差技术工程应用分析

刘婷婷张磊

刘婷婷张磊

哈尔滨工业大学建筑设计研究院

摘要：现如今，人们在对大温差系统进行应用的过程中可以发现，采用冷水形式是比较常见的。但是在实际的应用中，虽然可以有效的减少水泵的耗能量，并且最大限度地节约成本。但是在实际的应用中，在同一机组上使用同样的装置和设备，系统的换热系数会受到严重的影响，最终是的COP逐渐降低，人们的生活也会受到严重的影响。本文中，笔者主要根据具体的施工方案来对温差情况进行详细地介绍和分析，并且对空调冷水温差技术进行不断地改进和完善。

关键词：大温差；冷水机组；换热性能

在建筑结构空调系统改造施工的过程中，很容易受到空调冷水温差技术的影响。不仅其节能性比较高，还可以有效的提升建筑空间的具体结构性能，所以在工程中的应用范围相对较广。但是由于这种技术的复杂性比较突出，所以，需要根据具体的工程建设情况来进行具体的分析和介绍。

一、工程概况

本工程是一个五星级的宾馆，总体建筑面积高达10万㎡左右，在20世纪90年代就开始使用空调系统。根据调查和分析的相关数据可以看出，这一宾馆中空调系统的使用寿命已经超过了设计使用的寿命。但是这种空调系统在实际的使用过程中能耗性相对较高，对于宾馆的经济效益也产生了严重的影响。所以说，需要在已有工程的基础上进行不断完善和改进，做好空调系统的节能性，最终以降低空调系统的使用成本为最终的目标。

在具体的改造工程中，研究人员主要对空调中的水系统进行了深入研究，同时还和宾馆内部的其他建筑特点和性能相符合。技术人员根据工程施工的具体特点来对空调系统的工作原理以及设置原则进行明确。在降低建筑空间布局耗能性的基础上，对空调系统的使用功能进行控制。另外，在具体的施工中，要尽量减少来自建筑空间因素的影响，将具体的空调冷水大温差技术应用到其中。

通过调查和研究，研究人员发现大温差冷水系统在具体的工程中对送水量和水泵的耗能量都起到一定的促进作用，可以对其进行严格地控制，进而降低空调改造工程的投资成本。但是，在实际的运行中也存在着一定的局限性，如果空调冷水大温差技术在应用的过程中遇到了严重的问题，就会对冷水设备的运行效率产生严重的影响。随之而来的就是机组的整体性能。所以说，为了保证空调冷水大温差系统的高效运行，需要对冷水泵的耗能量以及设备的换热性等因素进行分析，从中找到具体的应对措施。

二、冷水泵输送能耗

在大温差冷水系统应用的过程中，有效的降低冷水泵的能耗量是重要的目的之一，在空调设计的过程中，设计人员需要根据冷水泵的输送功率来采取具体的方法，其中比较常见的就是假定比摩阻法。这种方式的运用主要是用来对冷水泵管道和管道的尺寸进行合理地控制，使得空调工程的运行达到一定的标准。通常情况下，将冷水大温差技术应用到实际的工会曾中，可以减少管理系统的尺寸，并且能够降低冷水泵的输送功率，将空调系统的冷水泵控制到一个相对比较理想的状态，进而减少系统的能耗量，实现节能性和经济性的并存。

三、大温差对冷水机组性能的影响

采用大温差冷水系统对于机组的性能会产生较大的影响，主要表现在对蒸发器的换热效率上。蒸发器的换热管传热热阻包括的部件比较多，其中以内沸腾传热、换热管导热以及污垢热阻等等。根据相关的调查和分析可以看出，不同的换热器的性能不同。如果是壳管式换热器睡得换热阻就会占据真个热阻的38%左右。经过计算可知，采用大温差冷水系统之后，传热系数就达到了某一固定值。这一个数值和常规的系统传热系数之间存在着密切的关系。在不同的供水温度下，蒸发器内部的蒸发温度都不同，供水温度如果逐渐降低，蒸发温度也会跟着下降。可以看出，即使是同一台冷水机组在采用不同的系统之后，换热量也基本不变。通过相关的数据可知大温差冷水系统对冷水机组的COP的运行会产生较大的影响，而且水流量也会相对减少，水体表面的传热系数会逐渐降低。

为了对这一问题进行改进，，需要根据具体工程的特点来对空调系统的节能改造情况进行系统的调节。让冷水机组冷量满足设计的标准，在达到某种负荷作用的前提下，要对效能较高的设备进行应用。然后选择比较新型的冷水机组。将温差的需求控制在某种定制的范围内。也就是根据蒸发器水流的管程数和换管的数量等进行控制，对水体表面的传热系数进行控制，逐渐提升机组的运行效率，给人们提供便利。

四、末端设备换热性能变化分析

空调系统末端设备包括空气处理机、新风处理机和风机盘管。它们均有表面式冷却器。当采用大温差冷水系统时。表冷器内水侧流速会随着温差的增大而减小，从而会导致供冷量及除湿能力下降，同时水侧热阻增大而使表冷器的总传热系数降低。当水侧流速降至层流区时，传热系数下降更为显著，导致表冷器湿交换效率降低（除湿能力小）甚至不能产生水膜（干工况）。因此，为保证冷却器的换热性能，应避免水侧出现层流流态。

近年来，在不断的实验中我们可以看出，随着大温差系统中水温差的逐渐增大，其末端设备的换热性能的变化主要表现在以下几个方面：

1、各种型号风机盘管换热能力均降低。主要因为温差加大，流量减少，导致流速和制冷量减小。C600的换热量降幅最小，为8．1％；FC400的换热量降幅最大，为17．7％。

2、当新风机组采用4排管时，在迎面风速为1．5m／s和2．0m／s条件下换热效率有所提高，其余情况下换热性能均下降。

3、对于宾馆类建筑，新风机组一般采用6排管，迎面风速为2．0m／s，此时的冷风比为15．4w／m3／h）。为适应大温差工况，弥补风机盘管的冷量损失，可采用降低表冷器的迎面风速、增加盘管排数或同时采用降低表冷器的迎面风速和增加盘管排数这三种措施。如采用迎面风速为1．5m／s，8排管的新风处理机，在大温差工况下冷风比为17．57W／m3／h），与6排管相比，换热效率提高14．1％。

五、大温差系统温差的选择

大温差空调系统的温差不是越大越好，定方案时必须注意以下几点：

1、冷水的进出水温度必须满足空调的使用要求，同时要考虑到不增加空调末端的选型和能耗。

2、冷水和冷却水温差的选择以保证制冷机组仍在较高效率下可靠运行为前提，以机组和冷量输配系统总能耗最低为目标，不同机型、不同使用工况、不同环境时有不同的选择。

3、对水系统的水力平衡要求更高。对５℃温差的冷水系统，由于水力不平衡造成供水不足对空调系统影响可能不是很明显，但对10℃温差的冷水系统，这种不平衡可能是致命的。

4、随着冷水机组性能的不断提高，在空调设计中采用大温差设计，虽然制冷机组能效系数略有下降，但冷量输配系统和冷却塔的能耗有较大减少，制冷站总体节能６％左右。

六、结束语

由此可见，在空调冷水大温差技术工程实际应用时，技术人员主要是通过对系统主机、水泵和末端设备这三个方面的运行参数的总结，来对空调冷水大温差系统的节能系统进行分析，从而得到相应的结论。因此，在对建筑空调系统改造设计施工的过程中，技术人员要根据改造工程的实际情况，采用因地适宜的施工原则，来对其进行工程施工，并且采用相关的防治措施来对其中存在了不利因素进行施工处理，从而使得空调冷水大温差系统在使用的过程中，有着理想的节能效果。

参考文献：

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