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1、第3 4卷第 2 期 2 0 0 1 年 4月 哈 尔 滨 建 筑 大 学 学 报 J o u rn a l o f H a r b in U n i v e r s i t y o f C . E . 冷水机组;能耗 中圈分类号 : T U 8 3 1文献株识码 : A S e l e c t i n g n u m b e r o f c h i l l e r s t o p a rt - l o a d p e r f o r m a n c e D ING Y u n - f e i , MA Z u i - l u n g ( I . D e p a rt m e n t o f
2、E n v i ro n m e n t a l E n g i n e e r i n g , G u a n g z h o u U n i v e r s i t y , G u a n g z h o u 5 1 0 4 0 5 , C h i n a ; 2 . S c h o o l o f M u n i c i p a l c h i l l e r s ; e n e r g y c o n s u m p t i o n p a rt - l o a d s h o u l d b e 0前言 在空调建筑物中， 空调系统的能耗约占 整个建筑物能耗的6 0 %以上。而在空调系
3、统中，冷水机组 的能耗又是最大的。因此，有效地降低冷水机组的能耗是建筑节能的一个重要部分。冷水机组的降 耗涉及到: ( 功生产厂家提供高性能的机组; ( 2 ) 合理的选用冷水机组;( 3 ) 良好的运行管理。 其中在设 计环节， 应合理的选择冷水机组的台数。 冷水机组台数的选择应综合考虑建筑物的冷负荷分布、 冷水 机组的性能( 全负荷性能和部分负荷性能) 等因素。合理选择冷水机组的台数可降低冷水机组的能耗， 有利于整个空调系统的节能。 1冷水机组的性能 冷水机组的性能包括全负荷性能和部分负荷性能，在 选择冷水机组时，两者都起到十分重要的作用。冷水机组 的部分负荷性能以名义工况输人功率百分数和
4、名义工况制 冷量的百分数来表示。如图1 所示，冷水机组的部分负荷 性能大致有三种情况，一是在整个负荷段，机组全负荷性 能都比部分负荷性能好，如曲线a ;二是在某一负荷段部 分负荷比全负荷好，而在其它负荷段全负荷性能比部分负 荷性能好，如曲线b ;三是在整个负荷段，部分负荷性能 总比全负荷性能好，如曲线c o 享绷尔厄哥俘 负荷百分数/ % 图t 典型的冷水机组部分负荷性能曲 线 F ig . l T y p ic a l c h ill e r p a rt - l o a d p e r f o r m a n c e 收稿日期: 1 9 9 9 - 0 6 - 2 2 作者摘介: 丁云飞(
5、 1 9 6 7 - ) , 男. 哈尔缤工业大学硕士 万方数据 哈尔滨建筑大学学报第 3 4卷 2选用不同冷水机组台数时的能耗评价 2 . 1评价模型 以北京地区某建筑物夏季空调运行( 5 . 9 月份，共运行2 8 8 0 h ) 为评价对象，建筑物的冷负荷小时 衰1 北京地区某碗筑里季空调负荷小时分布 T a b l e 1 H o u r l y d i s t r i b u ti o n o f a i r - c o n d i ti o n i n g l o a d s 恤 a 100一2 90一10 一 n气， 数分布如表I M 。建筑物总冷负荷 为 8 4 4 k W o
6、 2 . 2假设条件 1 . 假设以往复式冷水机组代 表图1 中曲线a 所示冷水机组， 以螺杆式冷水机组代表图I 中曲 负荷率/ %1 0 2 0 珑划 i n g b u i l d i n g i n 3 0 4 0 5 0 运行时间/ 6 5 9 6 6 4 9 5 6 5 4 5 4 2 7 7 1 7 6 1 0 8 线。 所示冷水机组进行评价。 本例未考虑曲线b 所示的冷水机组， 可按同样的方法进行评价。 2 . 为简化计算，假设同一类型的冷水机组具有相同的部分负荷性能，为使评价具有可比性，假设 所有冷水机组全负荷时的机组耗电量指标均为0 . 1 5 1 3 k W / k W制冷
7、量。本例用来评价的各机组的部分负 荷性能参数见表2 , 3 . 假设各冷水机组均能卸载到9 0 %, 8 0 %, 7 0 %, 6 0 %, 5 0 %, 4 0 %, 3 0 %, 2 0 %, 1 0 %等负荷点 表2 各冷水机组部分负荷性能.傲 T a b l e 2 P a r t - l o a d p e r f o r m a n ce p a r a me t e r s f o r d i f f e r e n t c h i l l e r s 10131786 机组负荷率， 吼 1 0 0 9 0 8 0 7 0仗】5 0 4 0 3 0 2 0 1722二? 22加
8、14， 27书1512 344422巧 42542718 M66”22 63804027 8813肠38 机组愉人功率百分比/ % 1 0 0 8 4 4 k W机组箱人功率N AW 1 2 8 4 2 2 k W机组物人功率N AW 6 4 2 8 1 k W机组翰人功串N/ k W 4 3 螺杆机组 1 5 1 9 1 0 6 伪J04一” 22，1 30381913 40512617 506432刀 弓内J，JS 6R4， 73934631 50倪5134 ，J 90155838 . 00邓6443 111 机组抽人功率百分比/ 场 8 4 4 k W机组翰人功率N 八A 4 2 2 k
9、 W机组艳人功率N AW 2 8 1 k w机组翰人功率N 1 k W 往复机组 表中 机组翰人功率百分比 见文献2 . 2 . 3评价方案 本例以螺杆式冷水机组( 代表曲线c ) 和往复式冷水机组( 代表曲线a ) 为评价对象。共有3 种不同台 数配置方案。 方 案1 : 单台 机组 运行， 机组制 冷量为 8 4 4 k W; 方案2 : 两台机组运行， 每台机组的制冷量为 4 2 2 k W ( 主机优先，即冷负荷率在5 0 %以上时主机 满负荷运行，从机补充) ; 方案3 :三台机组运行，每台机组的制冷量为 2 8 1 k W( 主机优先) 。 2 . 4能耗评价 衰3不同冷水机组配，
10、方案下的运行攀节能耗 T a b l e 3 E n e r g y c o n s u m p t i o n s f o r创 R e r e n t c h i l l e r s 配s方炙往复式机组/ k Wh拐杆式机组/kWh 方案l 方案2 方案3 1 2 3 2 8 0 1 1 9 0 9 7. 6 1 1 7 8 4 7 . 9 8 9 0 2 6 名 9 6 2 9 9 . 5 1 0 4 2 6 7 .2 用负荷频率法计算出的冷水机组三种配置方案下运行季节总能耗值见表3 0 冷水机组运行季节总能耗用负荷频率法计算 P = Y ( N ;x H ,) k W h 式中: P
11、为冷水机组运行季节总能耗值， k W h ; 从为冷水机组在某部分负荷时的功率，k W; 拭为冷水 机组在某部分负荷时的运行时间，h o 表4 为冷水机组三种配置方案下各机组在不同负荷时段运行的小时数。 万方数据 第 2期 丁云飞，等:根据部分负荷性能合理选择冷水机组台数 表4不同配t方案下冷水机组在不同负荷时段运行的小时傲 T a b l e 4 N u mb e r s o f h o u r s f o r o p e r a t i o n s w i th d i ff e r e n t n u mb e r o f c h i l l e r s u n d e r d i f
12、f e r e n t l o a d s 26研 32556 40338454 54227 60既76 气1 709108 5067543 空调负荷率/ % 空调负荷/ k w 用计出现时间A 20淤649 6 0 5 0 4 0 3 0 5 0 6 4 2 2 3 3 8 2 5 3 1 7 6 2 7 7 4 5 4 5 6 5 709108 J.J 即67543 机组负荷率/ % 机组负荷八W 机组运行时问从产 飞 1 0 0 9 0 8 牛 47 6 0 2 1 0 1 0 0 9 0 8 4 4 7 6 0 2 1 0 方案1 40169649 605365 OQU4 咖42261
13、6 主机组 208476 4069朋 翻5343 件 00222 ，14 负荷率2 % 负荷八W 运行时间鱿A 负荷率/ 呢 负荷八W 运行时间H ,/ h 从机组 方案2 60169649 如5365 25 负荷率/ % 负荷nW 运行时间H/ h 1 0 0 2 8 1 1 0 7 0 八曰6J崎 2545 50们77 .月内 0气6 n民27 21 008163 ，1勺一1 负荷率/ % 负荷AW 运行时间刀 刀， 机组从机组1 方案3 负荷率/ % 负荷八W 运行时间从A 1 0 0 7 0 2 81 1 9 7 从机组2 工 . 对于部分负荷性能好的冷水机组( 曲线c 所示) ，所选
14、机组台数越少，其能耗越低( 单台机组运 行时能耗最低) 。因此， 对部分负荷性能好的机组， 机组台数应尽可能的少些。这样不仅节能，而且 机房面积小，管理、维护方便，同时节省其购置费，因为机组的容量越大，其设备购置费越低13 ) 。对 于非全年运行的机组，甚至可以只选择一台冷水机组，因为现在的冷水机组的维修周期都相当长，如 T R A N E 公司的螺杆式冷水机组维修周期为2 0 0 0 0 h 1 1 ， 这就大大增加了单台机组运行的可靠性。 2 . 对于部分负荷性能不佳的冷水机组( 曲线a 所示) ，所选机组台数越少， 其能耗越大( 单台机组运 行时能耗最大) 。 因此，对部分负荷性能不佳的
15、机组，机组台数可以多些。 机组台数多，在部分负荷工 作时可以采用台数调节，有利于发挥机组的全负荷性能。但台数多， 机房占 地面积大， 设备购置费用 也将增加。因此，台数的选择需作技术经济比较，一般不超过3 台为宜。 3 . 在同样的工作条件下，部分负荷性能好的冷水机组的能耗大大低于部分负荷性能不佳的机组。 因此应优先选择部分负荷性能好的冷水机组。因为在整个运行季节。建筑物的空调负荷总是变化的， 机组绝大部分时间运行在部分负荷时段。 4 . 各种类型的冷水机组的部分负荷性能各不相同，因此设计时，应综合考虑建筑物的空调负荷 分布状况和各种类型冷水机组的部分负荷性能，比较后.决定选用何种类型的冷水机组。 考文献 : 吴元炜 高度重视节能， 推进暖通空调技术进步阴. 空调暖通技术， 1 9 9 1 , 伪: 1 - 5 . 曹 琦， 张 华 . 计 算部分负 荷性能参 数正 确选 择冷水 机组 J . 暇通空 调，工 9 9 6 , (6 ) : 5 8 - 6 0 严德隆， 张维君. 对当前空调用冷水机组的 综合分析 n . 暖通空调， 1 9 9 4 , ( 2 ) : 8 - 1 2 . T R A N E 公司. 中央空调设备产品样本手册皿1 . 北京: T R A N E 公司，1 9 9 8 . 参1123l 万方数据