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溴化锂吸收式冷(温)水机组空调系统节能设计

时间:2019-09-06 10:04:38; 来源:V客暖通网 作者:李德权 袁世豪 尹刚

0引言

近年来,溴化锂吸收式冷(温)水机组(以下简称溴冷机)在中国yabo88亚博体育app领域发挥着越来越重要的作用,其高效、节能的优势已经被业内广泛认同。溴冷机通过特定的驱动能源(燃气、蒸汽、热水等),利用冷剂水的物态变化完成蒸发吸热的制冷过程,利用溴化锂溶液的浓度变化完成冷媒的吸收与再生过程。与电制冷机组相比,溴冷机虽然在运行过程中大幅降低了电力消耗,但是若整个系统设计不合理,系统能耗依然达不到节能的效果,将会给用户带来巨大的经济损失。

1? 溴冷机空调系统通用设计

溴冷机空调系统主要由空调主机(溴冷机)、系统配套输送设备、冷却塔系统设备、室内空调机系统、管路系统及相关阀门和仪表等组成,如图1所示。基于系统节能的考虑,设计单位在选择设备时,通常会选择能效等级二级以上的溴冷机空调主机(COP≥1.30),水泵电机选用能效等级二级以上的节能电机,冷却塔选用低噪声节电型冷却塔。

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通常来说,设计单位根据系统的具体参数来选择空调主机、水泵、冷却塔等设备。按照这种方式选型设计,虽然从安全和稳定层面上看是正确的,但是当进入到整体核算报价阶段时,设计单位往往发现项目初投资很高,并且在项目投入运行后,该系统能耗居高不下,增加了不必要的管理和运行成本。之所以会产生这样的结果,根本原因在于溴冷机系统设计不合理。

2? 空调设计

针对项目的不同情况,在考虑溴冷机空调系统通用设计的基础上,主机及系统设备的选择要达到最优匹配,要注意以下几个方面。

2.1? 空调主机选择

不同的主机系统,节能方案必然有所差异。按照用户空调的负荷情况划分,一般分为以下3个级别:高负荷,基本保持在100%空调负荷;中负荷,60%~99%空调负荷;低负荷,30%~59%空调负荷。

若用户机组持续满负荷运行,即高负荷运行(100%能力负荷),应选择额定COP较高的主机。以松下制冷(大连)有限公司生产的溴冷机为例,在这种要求下,设计单位一般会选用DG-**H系列(二级能效)、DG-**H-H系列(二级能效)等类型的溴冷机。

对于空调负荷经常变动,或者由于其他原因,不能总是满负荷运转的空调系统,即中负荷状态60%~99%或低负荷状态30%~59%运行较多的项目,设计单位则应优先选用DG-**H-S系列(一级能效)溴冷机,该类别机组在部分负荷范围内的实际运行COP要比100%额定负荷时高(见图2),机组能效水平大幅提升,显着降低了系统运行成本。

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2.2? 空调输配系统的选择

设计单位在设计空调系统时应着重考虑以下两点:输配系统水泵的设置方式和匹配方式。水泵的设置方式主要考虑水泵和主机的匹配关系、型式选择以及用户工况的要求。

(1)一对一模式,即冷水系统和冷却水系统中都是一台主机对应一台冷水泵和一台冷却水泵,或者是水泵一用一备模式。这种布置方式主要考虑系统的稳定性和后期的维护保养,缺点在于缺乏灵活性,初投资成本和后期运行成本高。这是目前空调系统设计时最常见的匹配方式。

(2)一对多模式,也叫多台并用模式,即冷水系统和冷却水系统中都是一台主机对应两台及以上冷水泵和冷却水泵。这种模式的优点主要表现在以下几个方面:其一,较低的采购成本;其二,系统稳定可靠,互为备用,既满足使用的要求,又满足维护保养的要求;其三,系统运行参数可调,满足系统多变性要求,变频要求低。空调系统运行时,在部分负荷状态下可灵活利用两台水泵进行数据调整。单台泵流量按系统额定流量(冷水/冷却水)的60%设计,两台并联流量可达到系统流量的100%。当发生故障时,即使单台运行流量可达到系统额定流量的60%,泵不至于停机(水流量低于系统额定流量的50%时,溴冷机会停机保护)。与此同时,若有精确变频需求时,只要在其中一台水泵追加变频装置,即可满足用户在20%~100%区间调整负荷状况,实现系统运行精准控制、降低系统功耗以及节能的目标。

2.3? 空调系统的管路优化

在管道设计时尽可能选择经济区间的比摩阻值,宜控制在100~300 Pa/m,最大不应超过400 Pa/m,同时减少管路中不必要的阀门等相关装置,降低系统运行阻力。至于水流速的选择,考虑压力损失与管路系统中流速的平方成正比,故采用低流速能取得较好的节能效果。另外,系统设计时应考虑采用低阻力过滤装置,该装置集分水、过滤、排污、管道清洗功能于一身,相比常规空调管路,极大地降低了压力损失。通过采取以上措施,溴化锂吸收式空调系统管路大幅优化,降低了运行成本,带来了可观的经济效益。

2.4? 空调系统的节能控制

溴冷机空调系统在满足制冷制热功能的前提下,通过传感装置及中央控制系统的反馈,利用制冷机节能控制系统、冷水/冷却水泵变频控制、冷却塔变频控制等,实现空调系统的精准匹配,如图3所示。在制冷机空调系统运行时,充分利用这些控制手段实现系统的启停方式控制、运行模式调整以及节能运行监控。

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通过以上多方面的优化,形成了一个综合的节能空调系统,如图4所示。

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结语

溴冷机空调系统的节能设计,设计单位不仅需要在溴冷机的选择上下功夫,还需要完善水泵等附属设备控制系统的设计,更要结合用户条件考虑电气控制系统的设计优化。溴冷机空调系统设计是一项复杂的工作,要多方面综合考虑,只有这样才能形成一个高效节能的空调系统,在给用户带来舒适体验的同时,产生可观的经济效益和社会效益。

[参考文献]

[1] 郑玉清,吴进发,耿惠彬.两效溴化锂吸收式制冷机及应用[M].北京:机械工业出版社,1990.

[2] 戴永庆,陆震,胡仰耆,等.溴化锂吸收式制冷空调技术实用手册[M].北京:机械工业出版社,1999.


收稿日期:2019-07-16

作者简介:李德权(1987—),男,辽宁人,工程师,研究方向:溴化锂吸收式制冷机系统开发设计与应用。



关键字:溴化锂吸收式冷(温)水机组
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