在當(dāng)今世界上充滿著“能源緊缺”的時(shí)刻，“節(jié)能”問題已成為世界各國最關(guān)心的首要問題，也是我國政府和研究部門廣大科學(xué)工作者探計(jì) 中最注重的一環(huán)。各國政府都積極地頒布“節(jié)能”的法令、法規(guī)，已把節(jié)能問題列入考察監(jiān)定和衡量一個(gè)建筑工程優(yōu)劣的首要標(biāo)準(zhǔn)之一。一些發(fā)達(dá)國家空調(diào)工程的能 耗，已占據(jù)建筑物總能耗的6O~70%。我國也占據(jù)50~60%。

    所以，如何在工業(yè)冷水機(jī)組工程設(shè)計(jì)與運(yùn)行中節(jié)能，已成為廣大暖通空調(diào)與建筑專業(yè)設(shè)計(jì)工程師和運(yùn)行管理人員的迫切任務(wù)。我國能源方針是“節(jié)能，與能 源開發(fā)并重，并把節(jié)約能源放大優(yōu)先的地位。空調(diào)工程的節(jié)能主要包括:節(jié)電、節(jié)水、節(jié)省冷量和熱量.而空調(diào)制冷系統(tǒng)的能耗據(jù)考核已占空調(diào)工程能耗的一半以 上。

    在電信樞紐樓工程中由于工藝設(shè)備發(fā)熱量大，空調(diào)負(fù)荷比較大，且要求空調(diào)系統(tǒng)連續(xù)運(yùn)行，空調(diào)制冷系統(tǒng)的能耗占據(jù)整個(gè)空調(diào)工程能耗的65%以上。因此，空調(diào)對(duì)制冷系統(tǒng)采取最佳的節(jié)能方案是至關(guān)重要的向題。

    1、目前制冷系統(tǒng)節(jié)能指標(biāo)

    制冷系統(tǒng)的節(jié)能指標(biāo)，意指在規(guī)定的參數(shù)，如：低溫冷水機(jī)組冷凍水進(jìn)、出水溫度，冷卻水進(jìn)、出水溫度，室內(nèi)外環(huán)境空氣的溫度、濕度……，在這些 條件下，每生產(chǎn)1kw的制冷量所耗用能量應(yīng)為最小，按目前的節(jié)能指標(biāo)：每生產(chǎn)lkW制冷量的耗電量不得大于0.213kW,或每產(chǎn)生一美國冷噸制冷量的耗 電不得大于0.75kw。用以上這個(gè)能耗指標(biāo)來控制空調(diào)工程設(shè)計(jì)。

    然而，空調(diào)的制冷系統(tǒng)僅僅考慮在設(shè)計(jì)工況下，即在滿負(fù)荷條件下運(yùn)行時(shí)的能耗指標(biāo)是不夠的，還應(yīng)考慮空調(diào)制冷系統(tǒng)在部分負(fù)荷下運(yùn)行的節(jié)能問題。

    2、空調(diào)制冷系統(tǒng)在部分負(fù)荷下運(yùn)行的概率

    一般空調(diào)制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都是以最大負(fù)荷為設(shè)計(jì)工況，但在實(shí)際運(yùn)行中，所有的因素綜合與設(shè)計(jì)工況相符合的情況是比較少的，因此空調(diào)制冷系統(tǒng) 常常會(huì)在部分負(fù)荷下運(yùn)行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，空調(diào)制冷系統(tǒng)在滿負(fù)荷情況下運(yùn)行只占20~30%，在70~80%的時(shí)間是在部分負(fù)待下運(yùn)行。這就給空調(diào)設(shè)計(jì)工程師們提 出了一個(gè)新問題，在部分負(fù)荷運(yùn)行情況下如何設(shè)計(jì)才能使空調(diào)制冷系統(tǒng)符合節(jié)能的原則。這比在設(shè)計(jì)工況下提出能耗指標(biāo)更為重要。

    3、離心式冷水機(jī)組運(yùn)行時(shí)的節(jié)能特性

    離心式冷水機(jī)緞的工作效率，除了考慮離心式壓縮機(jī)本身的效率外，還與冷凝器和蒸發(fā)器的換熱效率有關(guān)，所以判斷離心式冷水組的效率應(yīng)該判斷 離心式壓縮機(jī)及冷凝器和燕發(fā)器的綜合效率，這就為離心式冷水機(jī)組在部分負(fù)荷情況下的運(yùn)行如何節(jié)能創(chuàng)造了條件。從各廠家離心式冷水機(jī)組運(yùn)行特性曲線看，發(fā)現(xiàn) 各種系列冷水機(jī)組特性曲線基本相同，差別很小。以本公司生產(chǎn)制冷量650Rt/h的離心式冷水機(jī)組特性曲線為例，在部分負(fù)荷運(yùn)行，節(jié)能情況列人表 1。

    從表1數(shù)據(jù)可以看出負(fù)荷在100%~40%之間隨著負(fù)荷的下降，每產(chǎn)生1kw冷量的耗電比滿負(fù)荷時(shí)少，而負(fù)荷在10%~40%時(shí)，隨著負(fù) 荷的下降每產(chǎn)生1kw冷量的耗電均比滿負(fù)荷大，因此，為了“節(jié)能”必須將冷水機(jī)組控制在100%~40%之間運(yùn)行。

    4、在部分負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)離式冷水機(jī)組的節(jié)能狀況對(duì)于冷水機(jī)組側(cè)來說，冷水機(jī)組在部分負(fù)荷下運(yùn)行就是通過改變?nèi)丝趯?dǎo)向翼的啟閉調(diào)節(jié)制冷劑的循環(huán)量，也就是當(dāng)負(fù)荷下降時(shí)在蒸發(fā)器中需要蒸發(fā) 吸熱的制冷劑量減少了，則意味著增大了蒸發(fā)器的熱交換面積，即降低了蒸發(fā)器單位面積上的蒸發(fā)強(qiáng)度，這就大大提高了蒸發(fā)器的熱效率。【低溫冷凍機(jī)】

    離心式冷水機(jī)組在水一側(cè)的負(fù)荷為:

    Q=G*Δt*C (1)

    式中:Q—離心式冷水機(jī)組的負(fù)荷w/h或kcal/h,

    G—流經(jīng)蒸發(fā)器的冷凍水量kg/h,

    C&mdas

    h;冷凍水的比熱，清水C=1

    Δt—T2-T1，由負(fù)荷要求決定的，一般空調(diào)用冷凍水Δt =5℃，T1—蒸發(fā)器出水溫度，℃，一般T1=7C，

    T2—為蒸收器進(jìn)水溫度，℃，一般T2=120C。

    由上面式(1)中可知，如負(fù)荷Q發(fā)生變化，則式(1)中的唯一變量是冷凍水量G，只有一臺(tái)冷水機(jī)組的冷凍水系統(tǒng)，當(dāng)負(fù)荷Q增大時(shí)，冷凍水 量G增大，當(dāng)負(fù)荷降低時(shí)冷凍水量G也隨之減少，由此可知，冷凍水量應(yīng)隨負(fù)荷的變化而變化，因?yàn)槔鋬鏊縂的變化會(huì)使冷水機(jī)組在部分負(fù)荷下運(yùn)行帶來顯著的節(jié) 能效果。這一論點(diǎn)就是離心式冷水機(jī)“節(jié)能”的理論依據(jù)。

    目前冷水機(jī)組各設(shè)備廠，控制系統(tǒng)均能保證離心式冷水機(jī)組的負(fù)荷在100%一10%間隨空調(diào)末端負(fù)荷的變化而變化，冷水機(jī)組的耗電量也隨負(fù) 荷變化而變化，以達(dá)到“節(jié)能”的要求。對(duì)于設(shè)備廠家最關(guān)心是，用最快最簡(jiǎn)便的方法測(cè)出冷水機(jī)組耗電量隨負(fù)荷的變化的精確結(jié)果，而對(duì)于冷凍水循環(huán)泵，冷卻水 循環(huán)泵的耗電量大小并不關(guān)心。對(duì)于設(shè)計(jì)者來講最關(guān)心的應(yīng)是冷凍水量G的變化。因?yàn)镚的變化可以給冷凍水制冷系統(tǒng)帶來顯著的“節(jié)能”效果。