2.2 系统负荷分析
本文选用了4月22日、23日两天进行AHU冷负荷分析,每天的数据记录从6点到18点,每一小时记录一次。空调系统的供需比就是为达到最后一级AHU的送风温度要求所需要的实际需冷量,与冷机提供给空调系统的实际供冷量之间的比值,用以反映空调系统的冷量利用率。但是由于冷冻水并不只为空调系统供冷,它还给工艺冷却水系统供冷,而且工艺冷却水系统的需冷量也不小,因此需要另行计算送入空调系统的冷量,在本文中通过计算所有AHU的冷负荷来得出需冷量和供冷量。图3、图4分别为各空调负荷分布图,需要指出的是,4月23日时由于室外温度很低,因此许多新风AHU以及一些其他的AHU并未开启冷水阀而是开启了热水阀对空气进行加热以满足房间温度的要求。对于这些AHU,实际承担的是热负荷而非冷负荷,冷机无需对其提供冷量,因此并未计算入AHU冷负荷总和之内。图5、图6为该两天的冷量供需比曲线。
图
3 4月22日负荷分布图
图4 4月23日负荷分布图
图5 4月22日冷量供需比曲线
图6 4月23日冷量供需比曲线
从图5和6可以看出,冷量供需比曲线不是很理想,4月22日的最高利用率为0.683(14:00),最低为0.297(7:00);4月23日的最高利用率为0.853(13:00),最低为0.787(18:00)。为了满足所有下一级AHU的送风要求,新风预处理AHU的冷水阀开度较大,使得这些新风预处理AHU的送风温度通常偏低在15℃以下,而如果没有特殊要求,为了满足房间的冷负荷,下一级AHU送入房间的温度一般在20℃左右,因此有相当一部分AHU在处理进风时都是关闭冷水阀而开启热水阀对空气进行加热以满足送风要求,这就造成了前一级新风预处理AHU耗冷量的损失。正是由于有这部分再热的存在,空调系统的实际需冷量要比实际供冷量要小,而且新风预处理AHU的冷水阀开度越大,两者的差值就有可能越大,使得利用率越低。而当室外温度升高时,各房间的冷负荷增加,为了满足房间要求,则有可能要求末级AHU的送风温度降低,因此热水阀的开度就将减小甚至重新开启冷水阀。这时,冷量的损失就会减少,而冷机供冷量的利用率则将上升。因此由于4月23日室外温度较低,新风预处理AHU基本都把冷水阀关闭,甚至开启热水阀冷量供需比普遍要比4月22日的相应值来的高。
因此从对该空调系统的负荷分析上看,造成系统的供需比下降的原因主要是该系统设计本身所造成,如何优化空调系统各级的设定参数以及系统的划分,将会从根本上提高系统冷负荷的供需比,从而大大减少系统能耗。
3 结论
能耗高是许多大型空调系统存在的现象,如何对大型空调系统进行节能改造是非常有意义的事情,本文以某大型空调系统为测试对象,对该空调系统的主要耗能设备以及系统的热力参数进行了测试分析,得出以下结论:
1)风机在该系统能耗比重比较大,如何优化水泵、风机、冷机的运行能耗,使系统能耗最少成为节能改造重点;
2)冷机的COP较额定COP低,对冷机的优化运行是节能改造必不可少的一个环节;
3)由于系统设计所固有的缺点,造成系统冷量供需比比较低,应该在工艺所允许范围内,合理优化设置各级参数将会有一定的节能效果。
参考文献
1 Vincenc Butala, Peter Novak.Energy consumption and potential energy savings in old school buildings. Energy and Buildings, No.29 ,1999, pp241–246.
2 鞠晓丽.上海市大型超市空调冷热源方案的综合评价研究,西安建筑科技大学硕士学位论文,2003
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