集中空调系统的冷冻水泵承担着将冷冻机产生的冷量输送至末端设备的任务,是空调系统中运行能耗的重要影响因素。研究显示,水泵输送能耗占集中空调系统总能耗的25%至30%。因此,降低水泵输送能耗具有重要节能意义。
系统供冷量计算式见式(1)。
Q=cGΔT (1)
式中:Q—供冷量,kW;
c—水的比热容,kJ/kg℃;
G—冷冻水流量,m3/h;
ΔT—供回水温差,℃。
在供冷量Q不变的前提下,水泵输送的水流量与供回水温差成反比。在工程中进行冷冻水管路设计时,会根据设计循环水量,按照合理比摩阻范围进行管径选型。亦即水系统总的阻力基本不受设计循环水量改变的影响。因此可以认为,在新建项目中,设计水流量的改变并不会降低水泵设计扬程。因而,根据水泵轴功率的计算式(2)可得,在扬程不变的情况下,水泵能耗与循环水流量成正比例关系。
N=2.73GH/η (2)
式中:N—水泵轴功率,W;
G—水流量,m3/h
H—水泵扬程,mH2O
η—水泵效率,取0.7
冷冻水供回水温差在5~9℃时,温差越大,主机制冷能效越高。相比于11/16℃工况,11/20℃工况时,冷机单位制冷功耗下降了0.81%。年制冷能耗也按此比例下降。
冷冻水供回水温差对末端设备风机能耗的影响从理论上而言,温差越大,风机能耗越高。当供回水温差在11/19℃和11/20℃条件下,末端风机能耗最低。
综合考虑冷机、冷冻水泵以及末端能耗,当冷冻水供回水温度在11/16℃到11/20℃之间时,供回水温差越大系统全年能耗越低。11/20℃工况时系统全年能耗相比于11/16℃工况下降了8.0%。
摘选自张淇淇《大温差水系统运用于数据中心空调节能性分析》。