空调冷却水变频分析
zhuhang
zhuhang Lv.6
2008年08月25日 19:05:13
来自于制冷技术
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空调冷却水变频分析1. 水泵频率同系统水流量的对应关系?2. 水泵变频控制策略?系统最小运行频率? 3. 冷却塔的出水温度同冷却水量及室外湿球温度的关系?4. 冰水主机允许的最大冷却水进出水温差?(8~10℃)5. 冷却水量的减少同温差的增大对冰水主机在效率的影响? 6. 冷却水泵的功率同频率的关系是不是三次方的关系?

空调冷却水变频分析
1. 水泵频率同系统水流量的对应关系?

2. 水泵变频控制策略?系统最小运行频率?

3. 冷却塔的出水温度同冷却水量及室外湿球温度的关系?

4. 冰水主机允许的最大冷却水进出水温差?(810℃)


5. 冷却水量的减少同温差的增大对冰水主机在效率的影响?

6. 冷却水泵的功率同频率的关系是不是三次方的关系?

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zhuhang
2008年08月25日 21:08:15
2楼
1. 水泵频率同系统水流量的对应关系?

对一个流量450m³/h,扬程20m的冷却水系统,塔体扬程4.0m的系统进行分析的数据如下:


流量比例
实际流量
实际扬程
运行频率比例
100%
450
20
1
90%
405
16.8
0.92
80%
360
14.1
0.84
70%
315
11.7
0.77
60%
270
9.7
0.7
50%
225
7.9
0.63
40%
180
6.5
0.57
30%
135
5.4
0.52
20%
90
4.6
0.48
10%
45
4.2
0.46
可以看出,流量同频率并不是线性对应的关系,通过递归函数,可以得出f=0.354+0.468*q+0.178*q²(f,q都是比例关系0.1~1之间)

2. 水泵变频控制策略?系统最小运行频率?

水泵常见的变频策略有:定温差控制,定主机出水温度控制,根据李苏泷博士的观点,定主机出水温度控
制策略更节能。

根据上表,系统的水量低于40%以后,水泵的频率变化幅度很小,为保证系统的安全运行,要求最小水量
大于50%,此时要求水泵的运行频率大于31.5HZ(63%)。对于有多台水泵及冷却塔的系统,当系统的水量小
于50%时,应该停主机、水泵及塔,而不是变频,所有定系统的最小流量为50%是有依据的。
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zhuhang
2008年08月25日 21:09:21
3楼
3. 冷却塔的出水温度同冷却水量及室外湿球温度的关系?

根据室外的湿球温度可以得出湿球温度同出水温度之间的对应关系:



室外湿球温度
冷幅△T
出塔水温
进塔温度
冷却水温差
28
4.0
32.0
37
5.0
27
4.2
31.2
37
5.8
26
4.4
30.4
37
6.6
25
4.6
29.6
37
7.4
24
4.8
28.8
37
8.2
23
5.0
28.0
37
9.0
22
5.2
27.2
37
9.9
21
5.3
26.3
37
10.7
20
5.5
25.5
37
11.5
19
5.7
24.7
37
12.3
18
5.9
23.9
37
13.1
17
6.1
23.1
37
13.9
16
6.3
22.3
37
14.7
15
6.5
21.5
37
15.5
14
6.7
20.7
37
16.3
13
6.9
19.9
37
17.1
12
7.1
19.1
37
18.0
11
7.2
18.2
37
18.8
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zhuhang
2008年08月25日 21:09:59
4楼
4. 冰水主机允许的最大冷却水进出水温差?(8~10℃)

如果限制主机的最小流量为50%,则最大冷却水进出水温差为10℃。

5. 冷却水量的减少同温差的增大对冰水主机在效率的影响?

水量的减少和温差的增大,都会导致主机效率的下降。

6. 冷却水泵的功率同频率的关系是不是三次方的关系?

已知H=H0+S*Q²,N=H*Q/367/η,Q同频率f并不是线性对应的关系,所以N同f之间关系也不是三次方的关系
,要小于三次方的关系。
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zhuhang
2008年08月25日 21:10:49
5楼
7. 实际运行分析:

负荷
主机功率
冷却水泵功率
不考虑主机效率下降
考虑主机效率下降
不变频的功耗
节能效率
kw
kw
理论3次方
实际功耗
下降5%
下降10%
下降15%
效率不降
下降5%
下降10%
下降15%
100%
370
45
415
415
415
415
415
415
0%
0%
0%
0%
90%
333
35.0
358.5
368.0
368.0
368.0
368.0
378
3%
3%
3%
3%
80%
296
28.1
310.4
324.1
324.1
324.1
324.1
341
5%
5%
5%
5%
70%
259
22.1
266.6
281.1
294.0
307.0
319.9
304
8%
3%
-1%
-5%
60%
222
17.0
225.7
239.0
250.1
261.2
272.3
267
11%
6%
2%
-2%
50%
185
12.5
186.6
197.5
206.8
216.0
225.3
230
14%
10%
6%
2%
40%
148
9.3
148.6
157.3
164.7
172.1
179.5
193
19%
15%
11%
7%
30%
111
7.0
111.2
118.0
123.6
129.1
134.7
156
24%
21%
17%
14%
20%
74
5.5
74.0
79.5
83.2
86.9
90.6
119
33%
30%
27%
24%
10%
37
4.9
37.0
41.9
43.7
45.6
47.4
82
49%
47%
44%
42%


[ 本帖最后由 zhuhang 于 2008-8-25 21:20 编辑 ]
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zhuhang
2008年08月25日 21:20:33
6楼
注:假定主机在负荷为80%以上时,效率不下降。

8. 结论:

.水泵的实际功耗同频率不是3次方的关系。

.系统的节能效率在负荷小于30%以下,效果才最好,但是系统对于一个有多台机组的系统来说,单台机组
负荷在30%以下的情况基本不存在,因为在负荷小于50%的时候,理论上应该停止1台或者2台机组。

.主机效率下降大于10%的系统,节能效果不明显。

.水泵功耗占系统功耗比例越大,节能越明显。
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zhuhang
2008年08月25日 21:21:44
7楼
a.水泵占主机10%的节能分析:

主机功率
冷却水泵功率
不考虑主机效率下降 kw
考虑主机效率下降 kw
不变频的功耗 kw
节能效率
kw
kw
理论3次方
实际功耗
下降5%
下降10%
下降15%
效率不降
下降5%
下降10%
下降15%
100%
370
37
407
407
407
407
407
407
0%
0%
0%
0%
90%
333
28.9
354.1
361.9
361.9
361.9
361.9
370
2%
2%
2%
2%
80%
296
23.4
308.0
319.4
319.4
319.4
319.4
333
4%
4%
4%
4%
70%
259
18.1
265.2
277.1
290.1
303.0
316.0
296
6%
2%
-2%
-7%
60%
222
13.9
225.0
235.9
247.0
258.1
269.2
259
9%
5%
0%
-4%
50%
185
10.4
186.3
195.4
204.7
213.9
223.2
222
12%
8%
4%
-1%
40%
148
8.2
148.5
156.2
163.6
171.0
178.4
185
16%
12%
8%
4%
30%
111
6.2
111.2
117.2
122.7
128.3
133.8
148
21%
17%
13%
10%
20%
74
4.9
74.0
78.9
82.6
86.3
90.0
111
29%
26%
22%
19%


[ 本帖最后由 zhuhang 于 2008-8-25 21:23 编辑 ]
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zhuhang
2008年08月25日 21:24:26
8楼
b.水泵占主机15%的节能分析:

主机功率
冷却水泵功率
不考虑主机效率下降 kw
考虑主机效率下降 kw
不变频的功耗 kw
节能效率
kw
kw
理论3次方
实际功耗
下降5%
下降10%
下降15%
效率不降
下降5%
下降10%
下降15%
100%
370
55.5
425.5
425.5
425.5
425.5
425.5
425.5
0%
0%
0%
0%
90%
333
43.3
364.6
376.3
376.3
376.3
376.3
388.5
3%
3%
3%
3%
80%
296
35.1
314.0
331.1
331.1
331.1
331.1
351.5
6%
6%
6%
6%
70%
259
27.2
268.3
286.2
299.1
312.1
325.0
314.5
9%
5%
1%
-3%
60%
222
20.8
226.5
242.8
253.9
265.0
276.1
277.5
13%
9%
5%
1%
50%
185
15.6
187.0
200.6
209.9
219.1
228.4
240.5
17%
13%
9%
5%
40%
148
12.3
148.8
160.3
167.7
175.1
182.5
203.5
21%
18%
14%
10%
30%
111
9.3
111.3
120.3
125.8
131.4
136.9
166.5
28%
24%
21%
18%
20%
74
7.3
74.1
81.3
85.0
88.7
92.4
129.5
37%
34%
32%
29%
10%
37
6.2
37.0
43.2
45.0
46.9
48.7
92.5
53%
51%
49%
47%


[ 本帖最后由 zhuhang 于 2008-8-25 21:25 编辑 ]
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zhuhang
2008年08月25日 21:24:54
9楼
:lolc .水泵占主机20%的节能分析:

主机功率
冷却水泵功率
不考虑主机效率下降 kw
考虑主机效率下降 kw
不变频的功耗 kw
节能效率
kw
kw
理论3次方
实际功耗
下降5%
下降10%
下降15%
效率不降
下降5%
下降10%
下降15%
100%
370
74
444
444
444
444
444
444
0%
0%
0%
0%
90%
333
57.8
375.1
390.8
390.8
390.8
390.8
407
4%
4%
4%
4%
80%
296
46.8
320.0
342.8
342.8
342.8
342.8
370
7%
7%
7%
7%
70%
259
36.2
271.4
295.2
308.2
321.1
334.1
333
11%
7%
4%
0%
60%
222
27.7
228.0
249.7
260.8
271.9
283.0
296
16%
12%
8%
4%
50%
185
20.8
187.6
205.8
215.1
224.3
233.6
259
21%
17%
13%
10%
40%
148
16.4
149.0
164.4
171.8
179.2
186.6
222
26%
23%
19%
16%
30%
111
12.3
111.3
123.3
128.9
134.4
140.0
185
33%
30%
27%
24%
20%
74
9.7
74.1
83.7
87.4
91.1
94.8
148
43%
41%
38%
36%
10%
37
8.3
37.0
45.3
47.1
49.0
50.8
111
59%
58%
56%
54%


[ 本帖最后由 zhuhang 于 2008-8-25 21:27 编辑 ]
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zhuhang
2008年08月25日 21:26:05
10楼
:lold .水泵占主机25%的节能分析:

主机功率
冷却水泵功率
不考虑主机效率下降 kw
考虑主机效率下降 kw
不变频的功耗 kw
节能效率
kw
kw
理论3次方
实际功耗
下降5%
下降10%
下降15%
效率不降
下降5%
下降10%
下降15%
100%
370
92.5
462.5
462.5
462.5
462.5
462.5
462.5
0%
0%
0%
0%
90%
333
72.2
385.7
405.2
405.2
405.2
405.2
425.5
5%
5%
5%
5%
80%
296
58.5
326.0
354.5
354.5
354.5
354.5
388.5
9%
9%
9%
9%
70%
259
45.3
274.5
304.3
317.3
330.2
343.2
351.5
13%
10%
6%
2%
60%
222
34.7
229.5
256.7
267.8
278.9
290.0
314.5
18%
15%
11%
8%
50%
185
26.0
188.3
211.0
220.3
229.5
238.8
277.5
24%
21%
17%
14%
40%
148
20.4
149.3
168.4
175.8
183.2
190.6
240.5
30%
27%
24%
21%
30%
111
15.4
111.4
126.4
132.0
137.5
143.1
203.5
38%
35%
32%
30%
20%
74
12.2
74.1
86.2
89.9
93.6
97.3
166.5
48%
46%
44%
42%
10%
37
10.3
37.0
47.3
49.2
51.0
52.9
129.5
63%
62%
61%
59%


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zhuhang
2008年08月27日 17:51:45
11楼
:lol :lol :lol :lol
找到一个例子,不知有没有代表性和参考价值,先贴出来吧
负荷率
100%
90%
80%
70%
制冷量( TON
428
385
342
300
蒸发器流量( l/s
71.9
71.9
71.9
71.9
输入功率( kW
266
244
247
217
222
200
207
冷却水流量变化( l/s
84.2
84.2
76.1
84.2
67.7
84.2
59.9
冷却水流量百分比
100%
100%
90%
100%
80%
100%
70%
冷凝器流速( m/s
2.13
2.13
1.92
2.13
1.71
2.13
1.52
冷凝器压降( m
5.7
5.7
4.79
5.7
3.93
5.7
3.17
冷却水进水温度(
32
32
32
32
冷却水出水温度(
37
36.51
37
36
37
35.54
37
冷凝温度(
37.87
37.29
37.73
36.71
37.6
36.16
37.49
蒸发器压降( m
7.1
7.1
7.1
7.1
蒸发温度(
5.52
5.64
5.74
5.84
蒸发器流速( m/s
2.32
2.32
2.32
2.32

结论是在70%时流量时,冷水机组功率增加3.5%,不知大家对此有什么看法
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