直燃型溴化锂吸收式冷水机组变冷却水流量的性能探讨炉子

直燃型溴化锂吸收式冷水机组变冷却水流量的性能探讨

直燃型溴化锂吸收式冷水机组变冷却水流量的性能探讨 2011： 摘要： 直燃机冷却水系统耗能占系统总能耗的60％以上，而部分负荷时温差仅为1℃--2℃，从理论上分析了冷却水变流量运行的可行性，指出冷却水变流量运行可降低溶液结晶和冷剂水受污染的的可能性，机组通过的能量控制系统的改进不会造成燃烧量的增加，冷却水变流量运行具有显著的节能效果。

关键词： 直燃型 冷却水 变流量 节能

0 引言目前空调耗电已占据我国电力负荷特别是高峰负荷的较大比重，北京市2004年夏季高峰期空调用电负荷约为380万千瓦，约占北京市用电负荷的40%。而直燃型溴化锂吸收式冷温水机组以燃气、燃油为主要能源，具有燃烧效率高，对大气污染小，可对城市能源进行季节平衡，减少电耗。另外，还具有制冷、采暖供热（亦可供应生活热水）兼用，一机多功能，体积小等优点而得以广泛应用。

1 直燃机冷却水的运行能耗直燃型溴化锂吸收式冷温水机组是以热能为动力，机组的排热负荷较大，因为冷剂蒸汽的冷凝和吸收过程，均需冷却，因此其冷却水量要比常规电制冷式机组要大，所配用的冷却水泵电动机功率也就响应增大。图1为济南市办公楼冷冻站内直燃机、冷却塔风机、冷却水泵、冷媒水泵的全年电耗比例，从图中可看出，冷却水泵耗能超过了系统总能耗的60％，而目前冷却水泵的设计是按最大负荷设计，并附加一定的安全系数，实际运行中大多为定流量运行，水泵耗电量几乎常年不变，冷却水普遍存在“大流量小温差”的问题，造成能源的浪费，给城市的供配电系统带来了沉重的压力。

美国空调制冷协会标准ARI880-56给出的空调负荷全年分布数据显示，空调系统90%的时间是在75%及以下负荷下运行，减少冷却水泵的能耗最有效的是采用变频控制系统，由于水泵的耗功率与水流量的三次方成正比。因此，采用采用变频控制的冷却水系统理论上具有很大的节能空间，该系统的推广对缓解我国电力瓶颈制约具有重要意义。

2 直燃机冷却水变流量运行的可行性分析图2为某冷冻站8月份3号、6号、11号、18号、25号、27号、31号七天内冷却水供回水温差分布（时间为上午8：00――下午17：00），从图中可看出，即使是最热月，冷却水回水温度也基本集中在1.0℃—2.2℃，远远小于设计温差5℃。

目前的直燃型溴化锂冷温水机组已具备比较完善的自动控制系统，可以根据冷温水出入口温度的变化，精确控制燃烧量和溶液的循环量，随外界负荷的变化实现机组在30%--100%负荷范围内调节，这就为实现冷却水泵的变水量运行提供了基本条件。实际工程中，冷却水泵变频运行的流量下限主要受冷水机组的制约，不能下降太多，由于机组中的压差或流量保护（一般为压差保护），流量下限被限制在设计流量的70%--75%之间，因而冷却水的流量变化不能突破这一限制。

2.1 冷却水变流量运行对机组的影响分析

目前，人们对冷却水变频后流量减小出于以下几点担心：1、流量减小会造成制冷量的减小，从而影响制冷机的制冷效果。2、冷却水流量减小会造成冷凝温度升高，传热量减小，从而造成燃烧量增大，从而大量抵消冷却水变频后的节能。

对于第一点担心，在设计工况下，冷却水的进口温度为32℃，温差为5℃，当其他条件不变时，冷却水流量的减小的确会造成吸收器吸收能力的下降，制冷量会降低，文献2甚至对冷却水采取不变流量的看法，很多直燃机样本中列出了冷却水流量变化对制冷量的影响曲线，文献3并指出在其他条件不变的情况下，冷却水量减少10%，制冷量下降3%左右。但上述的变化仅是在设计工况下给出的，在部分负荷下，机组的能量控制机构会通过调整燃烧量和溶液循环泵的转速以适应负荷的变化。冷却水变流量运行也是适应负荷的变化而采取的一项技术措施，从一定程度上说，冷却水流量的变化是随负荷的变化而被动改变流量大小的，而不是主动去影响制冷量的。

对于第二点担心，在设计工况下，冷凝器的传热面积没有余量，因而冷却水量的变化，对传热量的影响很大，但实际上，由于冷凝器的换热面积是按100％负荷设计的，所以在低负荷运行时，传热面积有余量，负荷越低，面积余量越大，冷却水的流量也是按设计工况计算的，由于空调负荷随季节和时间时时在发生变化，外界气温越低，空调负荷越小，而冷却塔的出水温度越低，所以大多数时间，冷却水相对来说是过流量的。

对于水在管内流动的水冷冷凝器，一般多呈旺盛紊流（Re>10000），对于0~50的水来说，水侧放热系数可按下式计算：2.2 冷却水变流量运行时系统整体性能分析

冷却塔出水温度过低，一方面会造成吸收器中稀溶液温度过低，浓溶液浓度升高，两者均增加了浓溶液结

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