空调变流量水系统水泵变频运行效率分析

根据空调变流量水系统末端定压差控制原理,结合水泵变频运行的相似工况理论,对末端定压差空调变流量水系统的水泵变频运行工况及其效率进行了详细分析。研究结果表明,水泵变频运行效率随着其频率的变化而变化;选用合理的水泵运行参数,可以提高水泵效率运行,进而降低空调系统能耗。     

制冷机房冷冻水和冷却水变流量解耦控制策略

为降低制冷机房运行能耗,提出了一种基于正交试验分析法的变流量变温差控制策略。首先介绍了变流量变温差的提出和实现思路,然后建立了螺杆式冷水机组和水泵设备模型,对模型进行编程并植入TRNSYS软件进行了模拟及验证;最后建立了由冷水机组和水泵组成的地表水源制冷机房仿真平台,并在该平台上进行二次正交回归试验,得到了制冷机房总功率与冷负荷、冷却水进水温度、冷却水流量、冷冻水流量和冷冻水供水温度五因素的经验关联式,再通过数据处理,得到不同冷负荷和冷却水进水温度下,使制冷机房总功率最小的冷冻水流量、冷却水流量和冷冻水供水温度的优化值。结果表明,某工况下变流量变温差控制策略下的制冷机房总功率相对定流量变供回水温差和传统变流量定温差两种控制模式下的总功率,分别下降了14.023 kW和4.94kW;变流量变温差法比传统变流量定温差法的节能能力提高54.6%。     

冷水机组变流量性能预测模型与实验研究

为实现在冷水机组结构参数缺乏的条件下,对冷水机组变流量工况下的性能进行准确预测,提出了一种将冷水机组未知结构参数集总并基于少量机组实测数据获取模型参数的建模方法,建立了相应的冷水机组变流量性能预测模型.通过搭建冷水机组变流量实验装置并进行实验,获得其模型参数并对机组变流量性能进行了模拟与实验对比.结果表明:该建模方法的模型参数获取简便,模型性能预测精度较高,制冷量、COP等系统性能参数偏差在10%以内,能较好地表征冷水机组变流量工况下的性能变化规律.冷冻水流量从额定流量的100%降至42.8%时,冷水机组制冷量减小8.6%,COP减小8.8%;冷却水流量从额定流量的100%降至24.2%时,冷水机组制冷量减小1.8%,COP减小14.8%,可为空调系统的变流量优化运行提供指导.     

冷水机组变流量的性能分析

鉴于空调水系定流量造成的水泵动力浪费,引出冷水机组的变流量设计,本文从蒸发器变流量、冷凝器变流量两个方面分析了冷水机组变流量对其性能的影响,为冷水机组变流量设计提供相应依据。     

供热空调系统并联变频水泵转速比配置优化分析

建立了供热空调系统中变频水泵扬程、效率和功率与流量和转速间的关联模型．结合并联水泵的运行特性,以最佳点工作流量与水泵转速比范围为参考,理论分析了对应并联变频水泵电耗极小值运行工况下各水泵转速比配置情况．以采取变压差设定值控制的某交流量空调水系统并联水泵运行工况为算例,仿真研究了一台水泵全速运行、一台水泵变频运行,两台水泵同步变频运行且转速比相差0．05,两台水泵同步变频运行且转速比相差0．1与两台水泵同步变频运行且转速比相同4种控制方案的水泵节能效果．理论分析与仿真结果表明,并联水泵转速比的差异将导致一台水泵或多台水泵效率低下,当各水泵转速比相同时,并联水泵的总电耗最小．     

空调冷却水系统节能运行分析

通过理论分析阐述了空调用冷却水系统变流量运行的可行性.与只改变冷水机组和冷却水泵运行台数的运行管理方式相比较,冷却水系统通过水泵变频调速,实现变流量运行,其经济性相当显著.同时分析了变流量运行时附加设备的回收期.     

空调系统并联变频水泵台数在线优化配置方法

参考并联变频水泵特性模型,运用极值分析法提出了并联变频水泵台数在线优化配置方法,通过连续监测并联水泵总流量与扬程在线决策当前水力工况下的最佳水泵运行台数.采用变压差设定值控制策略的变流量空调系统中并联变频水泵的控制仿真表明,较单泵运行与双泵运行策略,该方法可分别获得18.8%与4.1%的水泵节电量.     

多台冷水机组联合运行系统的最佳性能系数(COP)

根据空调负荷连续性和冷水机组承担负荷非连续性的特点,以及冷水机组的性能系数(COP)与其部分负荷率R有关的特性,提出一种基于最佳COP的冷水机组负荷分配方法.采用回归方法获得冷水机组R与COP的关系并建立机组能耗目标函数,利用序贯加权因子法获得最佳的负荷分配率.将该方法用于多台冷水机组联合运行系统的在线运行控制.试验结果表明,该优化控制策略优于常规的负荷等额分配控制或区间负荷比例分配控制策略.     

变流量空调水系统热力稳定性动态分析

综合考虑管网水力特性与末端空调设备热力特性,针对特定的调节时段,定义了热力稳定性并给出其评价指标．针对某变流量空调水系统,仿真研究了某主动支路调节阀动作行程周期内,水泵不控、定压差控制及变压差设定值控制下各被动支路水力及热力特性的动态变化情况,以热力稳定性与水泵节能效果为参考,评价各控制策略的可行性．仿真结果表明,变压差设定值控制策略节能效果明显,但设定值的变化步长应兼顾热力稳定性进行选取．     

空调用制冷系统的节能潜力分析

利用全年空调负荷统计分析结果及冷水机组部分负荷特征，对制冷系统中冷水机组和冷冻水泵变流量运行时不同调节方案的能耗进行了计算，并从中得出冷水机组和水泵的最优运行方案。50％负荷以下时，冷水机组和水泵各开启一台，冷水机组冷量和水泵转速比随负荷实时调节，50％负荷以上时，冷机和水泵均开启两台，且冷机随负荷变化平均分配冷量，两台水泵的调速比也相同，结果表明，其节能率可达23．7％。     

Entransy and entropy analyses of heat pump systems

In this paper, heat pump systems are analyzed with entransy increase and entropy generation. The extremum entransy increase principle is developed. When the equivalent temperatures of the high and low temperature heat sources are fixed, the theoretical analyses and numerical results both show that the maximum COP leads to the maximum entransy increase rate for fixed input power, while it leads to the minimum entransy increase rate for fixed heat flow absorbed from the low temperature heat source. The minimum entropy generation principle shows that the minimum entropy generation rate always leads to the maximum COP for fixed input power or fixed heat flow absorbed from the low temperature heat source when the equivalent thermodynamic forc- es of the high and low temperature heat sources are given. Further discussions show that only the entransy increase rate always increases with increasing heat flow rate into the high temperature heat source for the discussed cases.     

蒸汽型双效吸收式冷水机组部分负荷性能

为了分析蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组部分负荷工况性能,建立了机组非线性耦合数学模型．由于该模型变量多,溶液温度、浓度取值范围相互制约,采用子空间置信域法进行求解．通过机组部分负荷工况性能测试试验,验证了模型的正确性．最后模拟分析了4种运行模式下机组部分负荷工况的蒸汽耗量、机组性能系数（COP）和综合部分负荷性能系数（IPLV）．结果表明以冷水入口温度为控制信号,变溶液循环量的运行模式下机组性能最好,比定溶液循环量调节运行模式可节省约20％的能耗量．     

基于EBSILON的冷热电三联供系统及能量利用特性

为研究天然气冷热电三联供分布式能源(combined cooling heating and power,CCHP)系统的能量利用特性,以某冷热电三联供能源站作为研究对象,利用EBSILON软件分别建立内燃机组、烟气-热水型溴化锂吸收式冷水机组、换热器组件等模型,分析了烟气-热水型溴化锂吸收式冷水机组在不同烟气与缸套水热源驱动下的制冷系数(coefficient of refrigeration,COP)特性,内燃机组不同负荷率下系统的综合供能特性.研究结果表明,CCHP采用单一热源制冷时,烟气热水型溴化锂吸收式冷水机组以烟气作为驱动热源可获得较高的COP,而以缸套水作为驱动热源时COP较低;在同时具备冷热负荷情况下,高温烟气更适合作为制冷热源,而高温缸套水更适合充当制热热源;采用双热源驱动制冷与单一热源相比,具有更高的综合能源利用效率,在内燃机75％负荷率、WY1工况下,COP与综合能源效率达到最大值1.28与92.0％;而在50％负荷率时采用缸套水作为单一热源驱动制冷机时,COP与综合能源利用效率达到最低值,分别为0.74与76.1％.模型分析得出的CCHP系统综合供能特性,在一定程度上可有效指导冷热电三联供能源站的高效运行.     

在线清洗对管壳式换热器传热性能的影响

为提高除垢效率和管壳式换热器的传热性能,以一台燃气溴化锂吸收式制冷机组为研究对象,通过加装胶球在线清洗系统,研究了胶球在线清洗对吸收器和换热器传热性能的影响.结果表明,在无胶球线清洗工况下换热器污垢热阻随运行时间的增加而逐渐增大,直燃机组的性能系数(COP)随时间的增加而逐渐下降;在线清洗系统运行参数对投球率、发球泵运行时间及启停比对管壳式换热器污垢热阻有显著影响.当投球率为10％、20％和30％时,污垢热阻分别增加了32.8％、20.8％和5.7％;当运行时间分别为20 s、40 s和60 s时,污垢热阻分别增加了-20.8％、17.9％和10.7％;当启停比为1:1、1:2和1:3时,污垢热阻分别增加了16.1％、23.0％和29.0％.综合考虑运行费用和胶球的使用寿命等因素,当在线清洗系统的投球率为20％、运行60 s间隔120 s和启停比为1:2时,运行工况最佳.     

深度调峰机组电动给水泵的变频改造节能分析

为了改善东北燃煤机组深度调峰运行期间电动给水泵的节流损失,提高电能、煤耗的利用率,以某电厂600 MW电动给水泵组为例,采用变频改造方案,通过分析不同工况(100%、92%、83%、67%、60%、53%、50%额定负荷)下,给水单双泵的工变频情况,得出流量、负荷与电效率、电机有功功率之间的关系。试验结果表明:变频后,流量越低,电效率、电机有功功率提升的越多,最多可达30%、33%;变频改造适用于该机组且能使厂用电率降低0.45%~0.87%,节电率达21%~33%。变频拖动对机组深调峰的节能效果十分显著,为同类型机组的改造提供了借鉴。     

涡旋制冷压缩机外部冷却的研究

为具有外冷结构的涡旋制冷压缩机的工作过程建立了热力学模型,并研制了实验室样机,该压缩机的冷却结构可以深入到样机内部,其冷却效果更好.在搭建的相关冷却水循环回路中对无水冷和不同进口水温下的性能参数进行了测试,结果表明:相对于无水冷的工况,当进口水温为25℃时,输入功和排气温度分别降低了11.9%和36%,制冷量和容积效率分别提高了11%和12.7%,系统的制冷系数COP提高了26.2%;对于有水冷的工况,当进水温度从55℃降低到15℃时,系统的COP约提高1.5%,排气温度从86℃降低到64℃,降低了22℃,水和压缩机的换热量从1 261W升高到2 507W,提高了1 246W.模拟结果与实验结果吻合良好.     

水力喷射侧钻径向水平井钻速方程

通过试验得到泵功率、围压和喷距等参数对钻速的影响,应用数学分析方法建立水力喷射侧钻径向水平井钻速方程,将试验和理论推导相结合给出钻速方程的求解方法。结果表明:钻速随着泵功率的增加以指数关系变化,指数一般小于1,钻井液黏度越大指数越小;钻速随着围压的增大而逐渐减小;钻速随着喷距的增大先增大后减小。     

太阳能辅助空气源热泵夏季制冷性能提升

翅片上涂有太阳能选择吸收涂料的太阳能辅助空气源热泵夏季运行时冷凝温度升高,导致系统COP和制冷性能下降。为解决这一问题,通过采用正压均流太阳能辅助空气源热泵系统以及制冷对照实验的方法,研究了气流组织形式、太阳辐射强度大小对不同压缩机频率下太阳能辅助空气源热泵系统性能的影响。结果表明,通过优化气流组织形式和改变遮阳条件,系统COP提升14.1%,仅比对照机组低3.0%,表明该设备可直接用于居住建筑;此外,不同系统形式均在压缩机频率为50~60 Hz时具有最高的系统COP,为系统匹配不同负荷特性建筑提供了依据。