以风冷式冷水机组为冷源的集中空调系统基准能流图分析法的研究

发布时间：2020-03-15 02:15

【摘要】：在集中空调运行的过程中,许多能流(如水、风输送系统的冷损失;水泵、风机低效引起的能耗损失等等)对整个集中空调的运行能耗、成本等各项技术经济指标都有很重要的影响,已引起广泛重视。但由于没有一个比较基准,无法进行定量分析,所以长期以来对这个问题的认识还一直停留在定性分析的阶段。现有的运行节能研究大多也只集中于空调系统的单体设备及各组成部分,很少涉及整体节能运行效果。一个完整的集中空调系统是由若干个子环路所组成,它们之间看似相互独立,其实是一个联系紧密的整体,对其进行运行能耗和节能潜力分析的时候更是牵一发而动全身。而且,由于目前尚未建立集中空调系统的能耗基准,无法定量分析各股能流影响因素对集中空调系统整体运行能耗的影响,不能正确认识系统的最大节能潜力,导致长期以来提出的节能措施并未达到理想效果。本文以风冷冷水机组为冷源的集中空调系统为研究对象,从全局、整体的角度出发,构建出该集中空调系统相应的基准能流图分析法,在该方法中,既将一个完成空调系统的各环路、各部件都包括进来,而且还能提供一种比较的基准,可以定量地将整个集中空调系统运行中偏离基准能流图的各股能流对能耗的影响分析的一清二楚。主要工作如下:1.通过建立风冷冷水机组集中空调系统的能流链,把复杂的空调系统简化为能流不同的4个环路,并借助能流图Sankey diagram对复杂系统能量流动过程的研究方法,建立风冷冷水机组集中空调系统实际运行工况能流图。借鉴建筑领域基准能耗的概念,剔除空调运行的各个干扰因素,提出风冷冷水机组集中空调系统基准能耗的概念,并建立风冷冷水机组集中空调系统基准能流图,为定量分析整个空调系统的节能潜力提供一个比较基准;2.研究风冷冷水机组集中空调系统运行总能耗强度EI(向空调区域提供单位冷量空调系统的耗能量)与各耗能设备输送单位流体流量耗功率e和所输送流量p之间的关系,构建该系统运行总能耗的e-p分析法,为定量分析空调系统偏离基准的各股能流对系统总能耗的影响提供理论基础;3.根据1和2的研究成果,以能流种类为基础,对各股能流中的影响因素进行分析,将导致空调系统各股能流偏离基准影响因素系统的分为三类,分别为:基础耗能设备低效、管道保温不严密导致的冷损失和换热设备换热效率低效导致空调系统能流能耗增加。系统、定量的分析风冷冷水机组集中空调系统各个环路中能流影响因素对空调系统能流、能耗的影响,并建立偏离基准能流图中各股能流对单位流量的耗功率e和所输送的流体量p之间的影响关系式,构建受各因素影响偏离基准工况下的能流图,从而构建风冷冷水机组集中空调系统基准能流分析法。4.结合工程案例中广州某办公楼典型空调系统的运行能耗,验证、检验基准能流图分析法。得出:(1)制冷剂环路和室外排热环路能源利用效率最低,节能空间最大,且制冷机组低效导致空调系统能耗增加量最大,能耗增加量为114.615kW;(2)冷冻水管道传热冷损失和末端风机低效导致空调系统能耗增加量最小,可以忽略不计;(3)设备运行效率越低,其对应基准条件下的能耗的增加就越明显,依次为冷冻水泵制冷压缩机末端风机冷凝器风机,且设备能耗基数越大,其能耗和空调系统能耗强度的改变量越大,依次为制冷压缩机冷凝器风机冷冻水泵末端风机等结论。从而对具体工程节能潜力的指导分析,促进理论在工程实际中的应用,充分发挥它们的指导作用。
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图 2-1 风冷冷水机组集中空调系统能流链图ig.2-1 Energy flow chain chart for central air conditioning system with air-cooled chil从风冷冷水机组集中空调系统的能流链中可以清楚的看出：该空调系统可以简风输送环路、冷冻水环路、制冷剂环路和室外排热环路 4 个子环路；空调系统能

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图 2-2 风冷冷水机组集中空调系统夏季工况能流图ergy flow diagram in summer for air conditioning system with air-c热设备为节点，对空调系统各个环路的能流传递过程进行分析风输送环路
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU831

【参考文献】