摘要：结合7/15℃大温差空调系统在酒店项目中应用的实例，从大温差技术特点、投资、节能、可行性等方面做详细介绍，提出在7/15℃大温差空调系统设计及使用中的一点参考建议。
关键词：大温差水系统；投资分析；节能
Application of Chilled Water System With 7/15℃ High Temperature Difference in hotel building
By Dong Ai Yong★，Liu Jun
【Abstract】 Combined with the application of air conditioning system with large temperature difference at 7/15 C in the hotel project，the technical characteristics，investment，energy saving and feasibility of large temperature difference are introduced in detail，and a reference proposal for the design and application of 7/15 temperature difference air conditioning system is put forward.
【Key words】 high temperature difference for Chilled Water System；investment analysis；energy-saving
空调系统的输送能耗占整个空调系统实际能耗中较大的比例，尽管输送设备装机容量不会是该比例，但由于其运行时间往往比空调主机要长，因此，降低输送能耗是空调节能的又一重要措施。选择较高的水泵的运行效率是节能的一个重要因素。对于公共建筑的水系统，重点的控制应该放在如何加大供、回水温差方面，目的是减少输送的水量。《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）明确要求集中供暖与空调系统循环水泵的冷、热耗电输冷（热）比EHR-h或EC（H）R按规范规定要求执行并应标注在施工图的设计说明中。目前在空调冷冻水侧采用的供回水温差保持在8～10℃。
本文将对7/15℃（△t=8℃）和7/12℃（△t=5℃）空调水系在投资和节能方面进行分析。
1工程概况
本工程位于西安市，建筑面积约为14000㎡，共 6层，使用功能为酒店。由于项目无其他热源可用，经多方案比选后，确定采用7/15℃大温差空气源热泵机组提供空调采暖与制冷，并考虑酒店全年24小时卫生热水（夏季热回收机组，其他季节专门的卫生热水机组）。
2设计参数
室内、外设计计算参数分别见表1和表2。夏季空调计算冷负荷1400 kW，冬季空调计算热负荷1100 kW。
3.空调系统设计
3.1大温差技术介绍
大温差技术是针对常规冷冻水温差5℃而言的，是指空调冷冻水供回水温差比常规系统要大。大温差设计节省了水泵的输送水量，相应减少了水泵耗电量，但同时也有蒸发温度降低的问题。空调冷冻水系统采用大温差技术，在保证机组制冷量不变时，目前有以下应用方式（1）保持冷水机组出水温度7 ℃不变，加大供回水温差；（2）保持8～10℃的水温差，将冷水机组的出水温度降低至5～6℃，如采用5/13℃的大温差空调系统，但该系统是在牺牲空调机组能效的前提下，让水系统的输送能耗降低，在该系统的使用中需要权衡分析两者最终带来的节能效果。
在7/15℃和7/12℃空调水系统中，机组的出水温度相同，回水温度和温差不同，7/15℃（△t=8℃）系统同7/12℃（△t=5℃）系统空调主机能效基本一致。见表3、4。
从上表的数据中可以看出，当冷水机组的供水温度不变（7℃）时，将供回水温差加大，电机功率、机组制冷（热）量基本保持不变，但大温差机组（△t=8℃）的水压降明显小于常规（△t=5℃）温差机组，大温差机组流量为常规机组流量的62.5%，相应可减少水泵运行功耗。
3.2末端系统
在大温差供水条件下，由于表冷器的对数换热温差变化，因此要保持表冷器供冷（热）量不变，有如下方法：（1）增加表冷器的排数；（2）增加表冷器水回路；（3）增加表冷器的传热面积；（4）降低冷水供水温度。本文采用增加表冷器排数的方法增加换热面积（由传统的3排管风机盘管增加为4排管）同时增加盘管的翅片间距，保持末端风机盘管功耗同传统3排管基本一致。
3.3主机选型及末端形式
1）主机选型
本项目选用2组空气源热泵机组，第一组为6台热回收型大温差空气源热泵机组，第二组为8台常规大温差空气源热泵机组，机组参数见表3、4，所有机组设在室外地面，夏季供回水温度7 ℃/15 ℃，冬季供回水温度45 ℃/37 ℃。
2）循环水泵（详见表5）
3）末端形式
本项目室内末端采用风机盘管+新风机组形式，在每层走道设置新风处理机组，处理后的新风通过风管送至每个房间，新风机组设电动密闭风阀并同新风机组风机联锁。
3.4空调系统的控制
1）空气源热泵机组的冷热量可根据室内负荷的变化进行全自动调节并自带完备保护装置。
2）新风机组的控制：根据送风温湿度自动调节冷热水阀和加湿阀的开度，保持送风温湿度恒定，送风机与电动新风阀联锁，风机开风阀开，风机关闭时关闭风阀、水阀和加湿阀。
3）风机盘管的控制由室内温控器和供水管上的电动两通阀组成，通过温控器控制电动阀开关，使室内保持在设定的温度范围内。采用电动两通阀确保了空调水系统的变流量运行。
4）空调水系统侧定压补水采用落地式膨胀水箱，补水泵的开启由电接点压力表控制。
5）卫生热水水箱水位、温度控制：通过设置在水箱内的液位和温度传感器控制水箱液位高度和温度，高低液位报警并且警铃输出。
4.经济性分析
由于大温差（△t=8℃）系统同常规温差（△t=5℃）系统空气源热泵机组的能耗基本相当，运行费用差距主要是水泵功耗的差异，因此在经济性分析时仅对水泵节能数据进行分析。
4.1 计算依据
1）夏季供冷120 d，冬季供暖120 d；
2）运行时间为每天运行24 h；
3）电费为1.2元/千瓦时；
4）考虑酒店入住率问题，可开启两组机组中的一组实际情况，考虑70%的使用率。
4.2空气源热泵系统水泵运行费用（见表7、8）
从上表中可以看出，采用大温差系统每年可节省输送能耗8.22万元左右。
4.3 投资增量分析（见表9）
从上表可以看出，大温差系统的初投资比常规温差空调系统在空调水系统和水泵投资方面是减少的，由于系统输送水量减少，水管径小，保温量减少，水泵装机容量减少等。但末端设备投资较常规温差系统增加，总体末端增加的投资和水系统节能的投资基本相当，对整个项目投资来说，没有额外增加投资量。
5结论
通过以上工程实例分析，可得到如下工程应用经验：
（1）空调冷冻水大温差技术是一项节能技术，该技术减少了空调循环水泵的输送能耗，降低水系统的运行费用，同时减少了空调水系统管网、阀门、保温的投资和水泵的装机容量，在一定程度上可降低初期投资；
（2）由于末端设备表冷器对数温差的变化，导致末端设备表冷器换热面积增加，需要增加投资量；
（3）在采用7 ℃/15 ℃大温差系统时，需要在投资和运行费用上进行权衡，考虑增量投资与输送能耗节省的动态回收问题。
该7 ℃/15 ℃大温差空调系统自2014年投入运行至今，系统运行可靠，满足了冬季采暖、夏季供冷需求，证明了7 ℃/15 ℃大温差空调系统在西安地区酒店项目应用是经济的、可行的。
参考文献：
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[4] GB 50736－2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].
作者简介：
姓名：董爱勇★，通信地址，淮安市北京南路23号淮安市热力中心，职称，助理工程师，学历，大学，研究方向，集中供暖及空调节能技术，邮编，223002，1971年7月生，大学，助理工程师。
论文作者:董爱勇1,刘军2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/1/3
标签：温差论文; 机组论文; 水泵论文; 系统论文; 回水论文; 空调论文; 空调系统论文; 《基层建设》2018年第34期论文;