区域供冷系统冷冻水供回水温差优化研究

摘要

区域供冷系统有规模大、投资大、运行总费用高等特点，其系统的经济性分析显得尤为重要。区域供冷系统冷冻水供回水温差的优化是一项通过提高冷冻水供回水温差、减少冷冻水流量来降低空调冷冻水循环水泵输送费用、降低管网投资以及维护费用的经济节能技术，针对不同规模区域供冷系统经济供回水温差不同，本文建立了冷冻水供回水温差优化模型。
　　 冷冻水供回水温差并非越大越好，受冷源和末端的制约，较低的供水温度使蒸发温度降低，导致机组制冷性能系数下降，而较高的回水温度不能满足室内舒适性要求。因此，必须在满足舒适性的前提下从系统经济性的角度来对其优化。本文先分析各工况供回水温度对风机盘管性能的影响，假定各工况下冷冻水流量变化率与冷负荷保持一致，得出满足室内全热负荷下冷冻水供回水温差与供水温度之间的关系，为温差优化模型提供温差以及供水温度的选用原则。然后分析各工况供回水温度对冷水机组性能的影响，获取机组性能系数，为冷水机组能耗计算提供依据，为确保机组安全稳定运行，得出冷冻水供水温度须高于3℃，供回水温差须低于9.4℃。
　　 不同冷冻水供回水温差下管网温升和冷量损失不同，为准确计算，本文采用温升因子建立管段以及枝状管网温升及冷量损失计算模型，对管段和管网冷量损失及最不利用户温升进行计算和分析，并与常规计算模型进行对比分析，得出实际工程应用中，可以不考虑管段温升对冷量损失带来的影响。对某枝状管网进行分析，得出循环水泵散热是管段温升以及冷量损失的主要影响因素，管网换热对其影响很小，可忽略不计。
　　 在此基础上，本文以年折算费用最小为目标建立冷冻水供回水温差优化模型，并对实例进行分析，结果表明该实例的经济温差为6.3℃，其相应设计冷冻水供水温度为5.9℃。在实例的基础上，对经济温差的各影响因素进行分析，得出经济温差随电价的增加而减少，随比摩阻、供冷距离、空调负荷的增大而增大。

目录

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 区域供冷系统的应用和研究现状

1．2．1 应用现状

1．2．2 研究现状

1．3 本文研究内容和研究框架

1．4 本章小结

第2章 末端设备和冷水机组性能分析

2．1 末端设备性能性能分析

2．1．1 设计工况FCU性能分析

2．1．2 设计工况FCU最佳供回水温度的确定

2．1．3 部分负荷工况FCU性能分析

2．2．4 部分负荷对管网水力特性的影响

2．2 冷水机组性能性能分析

2．2．1 冷水机组相关模型

2．2．2 供回水温度对蒸发温度的影响

2．2．3 供回水温度对冷水机组COP的影响

2．3 本章小结

第3章 输配管网温升及冷量损失分析

3．1 输配管网温升和冷量损失计算模型

3．2 输配系统一次变频泵能耗计算

3．2．1 一次变频泵所需扬程计算

3．2．2 一次变频泵能耗计算

3．2．3 冷冻水泵导致的冷量损失

3．3 管网温升和冷量损失的计算与分析

3．3．1 管段温升和冷量损失的计算

2．3．2 温升和冷量损失的影响因素分析

3．3．3 枝状管网温升与冷量损失计算

3．4 本章小结

第4章 区域供冷系统供回水温差优化模型

4．1 技术经济评价方法

4．2 模型的数学描述与费用组成

4．2．1 区域供冷管网投资

4．2．2 变频水泵年折算费

4．2．3 冷水机组运行费

4．2．4 循环水泵运行费

4．2．5 冷量损失折算费

4．2．6 管网折旧、检修年均费

4．3 冷冻水供回水温差优化模型

4．4 前提条件及假设

4．5 冷冻水供回水温差的选用原则

4．6 本章小结

第5章 区域供冷案例分析

5．1 神农城项目分析

5．2 影响因素分析

5．2．1 电价对经济温差的影响

5．2．2 比摩阻对经济温差的影响

5．2．3 供冷距离对经济温差的影响

5．2．4 空调负荷对经济温差的影响

5．3 本章小结

结论

参考文献

致谢