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制冷装置的冷却水系统调节具有较大的节能潜力

文章出处:shenchao 人气:发表时间:2018-03-12 22:26

        部分负荷时水泵和冷却塔就不需全部投入运行。另一方面,如果投入数不足,冷凝条件恶化,冷凝温度(压力)上升。在压缩式制冷循环中,蒸发温度不变而冷凝温度上升时,压缩机的功耗增大,制冷循环的性能下降。
  本试验采用国内氨两级压缩典型的一次节流,Psat-制冷剂氨的饱和压力(Pa)。T-氨的温度(e)。h1-液态氨的焓(kJ/kg),hv-气态氨的焓(kJ/kg)。vhcomp-绝热压缩功(kJ/kg)。a1a11为常数。利用计算机编程计算,可求出该典型流程在不同冷凝温度下的制冷系数COP,及COP和功耗的变化情况。计算中取冷凝温度Tc的变化范围为2540e,设蒸发温度Te为-33e时,所需的制冷量100kW不变,压缩机吸入饱和气体。
  冷却水系统能耗与冷凝温度的关系冷却水系统分为一次用水和循环用水。文献[4]调查了50多个冷库,75冷库采用循环用水。我国水资源不足,应尽量采用循环水以节水。对于采用循环水的冷却水系统,大多采用机械通风冷却塔。因此冷却水系统的耗电包括水泵和冷却塔。对于现行的装置,当冷却水流量一定时,冷却水系统的电耗将保持不变。换言之,冷却水系统的电耗与水泵和冷却塔的投入数相关。冷却水系统的水泵风机一般采用三相异步电机,各台设备的电耗可用下式计算:Nw=3UIcosUS/1000式中:Nw-功率(kW),U-电压(V),I-运行电流(A)。cosU-功率因数。S-运行时间(h)。
  显然,水泵投入数越多,水流量越大。当冷凝面积一定时,对卧式壳管冷凝器水流量越大则流速越高。根据传热学原理[5],管内紊流时面传热系数按流速的0.8次幂增加。即水流量越大,传热系数越大,冷凝温度越低。根据,冷凝温度越低则压缩机功耗越小。另一方面,随着水流量增加,水泵的电耗将明显增大。
  当冷库中的冻结负荷较小,尤其是无冻结负荷时,制冷装置处于部分负荷。此时压缩机的投入数少,冷凝热负荷小。这时采用较小的冷却水流量,对冷凝温度的影响变小,甚至没有影响。为了对上述计算分析进行验证,笔者对厦门地区两个冷冻厂的制冷装置进行了测试。为两个冷冻厂的制冷装置冷却水系统配置和测试电流。测试和计算的结果明,冷却水系统的电耗与水泵和冷却塔的投入数相关。
  根据笔者的调查,许多制冷装置的冷却水系统调节存在很大的随意性。同样的部分负荷,不同操作人员投入的水泵和冷却塔台数可能差别极大。因此,对冷却水系统的合理调节具有较大的节能潜力。
结论:制冷装置的冷却水系统调节具有较大的节能潜力。对于一个具体的制冷装置,可以参考式(1)和,通过预先计算,确定不同负荷时水泵和冷却塔的投入数。实际上,这不仅不需增加投资,不需增加调节的工作量,而且还减少了维护水泵和冷却塔的工作量。
 

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