在當今世界上充滿著“能源緊缺”的時刻，“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 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)定和衡量一個建筑工程優(yōu)劣的首要標準之一。一些發(fā)達國家空調(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)冷水機組工程設(shè)計與運行中節(jié)能，已成為廣大暖通空調(diào)與建筑專業(yè)設(shè)計工程師和運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)負荷比較大，且要求空調(diào)系統(tǒng)連續(xù)運行，空調(diào)制冷系統(tǒng)的能耗占據(jù)整個空調(diào)工程能耗的65%以上。因此，空調(diào)對制冷系統(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

    制冷系統(tǒng)的節(jié)能指標，意指在規(guī)定的參數(shù)，如：低溫冷水機組冷凍水進、出水溫度，冷卻水進、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：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。用以上這個能耗指標來控制空調(diào)工程設(shè)計。

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

    2、空調(diào)制冷系統(tǒng)在部分負荷下運行的概率

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

    3、離心式冷水機組運行時的節(jié)能特性

    離心式冷水機緞的工作效率，除了考慮離心式壓縮機本身的效率外，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 離心式壓縮機及冷凝器和燕發(fā)器的綜合效率，這就為離心式冷水機組在部分負荷情況下的運行如何節(jié)能創(chuàng)造了條件。從各廠家離心式冷水機組運行特性曲線看，發(fā)現(xiàn) 各種系列冷水機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的離心式冷水機組特性曲線為例，在部分負荷運行，節(jié)能情況列人表 1。

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

    4、在部分負荷下運行時離式冷水機組的節(jié)能狀況對于冷水機組側(cè)來說，冷水機組在部分負荷下運行就是通過改變?nèi)丝趯?dǎo)向翼的啟閉調(diào)節(jié)制冷劑的循環(huán)量，也就是當負荷下降時在蒸發(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)強度，這就大大提高了蒸發(fā)器的熱效率。【低溫冷凍機】

    離心式冷水機組在水一側(cè)的負荷為:

    Q=G*Δt*C (1)

    式中:Q—離心式冷水機組的負荷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—為蒸收器進水溫度，℃，一般T2=120C。

    由上面式(1)中可知，如負荷Q發(fā)生變化，則式(1)中的唯一變量是冷凍水量G，只有一臺冷水機組的冷凍水系統(tǒng)，當負荷Q增大時，冷凍水 量G增大，當負荷降低時冷凍水量G也隨之減少，由此可知，冷凍水量應(yīng)隨負荷的變化而變化，因為冷凍水量G的變化會使冷水機組在部分負荷下運行帶來顯著的節(jié) 能效果。這一論點就是離心式冷水機“節(jié)能”的理論依據(jù)。

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