广州电信大厦中央空调系统冷水机组运行负荷率分析

冷水机组能耗分析。。。热泵,冷冻水,节能优化

Ｎｏ．４，２０１０，Ｄｅｃ．

Ｖ０１．２９（ＴｏｔａＩＮｏ．１１３）

文章编号：ＩＳＳＮｌ００５—９１８０（２０１０）０４一００４８—０５。

广州电信大厦中央空调系统冷水机组运行负荷率分析

林宇航

（广东发展银行股份公司，广州５１００８０）

［摘要】本文根据广州电信大厦中央空调系统２００７年全年的运行数据，并结合办公楼空调使用的特点，分析计算了该系统的全年逐时负荷的分布情况，机组负荷率的变化规律及配置运行情况。得出了４台机组的负荷率绝大部分都集中在６０％～９０％之间，冷水机组的启停及运行模式基本符合大厦全年负荷的时间分

布及其性能指标，说明运行调节较合理。

［关键词］

中央空调系统；冷水机组；负荷率

［文献标识码］Ａ

［中图分类号］ＴＵ８３１

ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＬｏａｄＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＣｈｉｌｌｅｒｓｏｆＣｅｎｔｒａｌＡｉｒ－－Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇ

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ｒａｔｉｏｎ

统的动态负荷变化规律，以及系统全年的负荷率和

０引言

现代建筑大厦的中央空调系统通常都是按照大厦冷负荷最不利情况进行设计安装的，在投入运行

后机组的制冷量都比实际冷负荷大，而空调系统作

能耗情况，分析该中央空调系统的整体负荷运行情况以及机组运行配置的合理性。

１

系统概况及负荷基本情况

为大厦的主要耗电设备，其运行能耗比通常占整栋大厦的３０％～５０％。设计的过度冗余容易造成机组

大部分时间都运行在低负荷率区间，能耗大、效率低，造成电能的浪费…。通过研究电信大厦空调系

１．１中央空调系统概况

大厦共２８层，采用４台冷水机组提供空调所需冷量，４台机组互相搭配交替运行；冷却水系统

为开式循环水系统，在大厦楼顶设有８台并联联接

收稿口期：２０１０一１０—３０

作者简介ｌ林宁航（１９７９一），男，硬士研究生，研究方向：空调系统优化运行。Ｅ—ｍｓｉｌ：ｆｕｎｎｙｔｉｎ＠２１ａｎ．ｍ

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０年１２月

第２９卷第４期（总１１３期）

制冷却水塔；冷冻水系统为闭式循环水系统，分为

低、中、高区３个区，其中在５Ｆ设置高区冷媒的热交换设备间，以保证高区供冷压力。大厦内各楼

层的冷量负荷主要由设置在各楼层空调区域的盘管风机负担，在每一层内公共走廊的东西面各设ｌ台新风机。设备配置如下：

１＃机组和２＃机组：离心式机组，型号１９ＸＲ５６５５４６７ＤＨＳ，单台制冷量２８７８ｋＷ（７５０冷吨）

３撑机组和４＃机组：螺杆机组，型号

３０ＨＸＣ２６０Ａ，单台制冷量９５９ｋＷ（２５０冷吨）

ｌ一８＃冷却塔：循环水量９００ｍ３／ｈ，电机功率

７．５ｋＷ

１＃冷却泵：９０ｋＷ，专供ｌ样机组１＃冷冻泵：７５ｋＷ，专供ｌ＃机组２＃冷却泵：９０ｋＷ，专供２＃机组２＃冷冻泉：７５ｋＷ，专供２＃机组３＃冷却泵：３７ｋＷ，专供３＃机组３静冷冻泵：３０ｋＷ，专供３＃机组４＃冷却泵：３７ｋＷ，专供４＃机组４＃冷冻泵：３０ｋＷ，专供４＃机组

１．２机组运行模式

冷水机组运行的模式主要为单台大机或小机、１台大机＋１台小机、２台小机，表１为大厦冷水机组２００７年全年的运行模式：

表１机组运行模式及时间

１．３全年负荷基本情况

由于４台冷水机组的运行电压都是稳定在３８０Ｖ，本文利用机组运行的电流值表示空调负荷，分析大厦４台冷水机组全年的运行情况，如ｌ奎Ｉｌ所

示。

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图１

２００７年全年空调负荷情况

单台冷水机组的最佳（最高）ＣＯＰ值通常不是出现在满负倚时，而是出现在部分负荷的时候【２Ｉ。多开一台冷水机组要消耗能量，但是如果多开了一台冷水机组能使在线运行的冷水机组都处在最佳或者比较佳的ＣＯＰ，也会节省能量的。

一般在设计空调系统时，都是根据计算的最大

冷负荷选择冷水机组［３』，该大厦设计在最大冷负荷时开启ｌ台大机＋ｌ台小机的组合形式，在实际使用中运行于最大负荷工况的时问频率是很少的，从２００７年度运行数据可以看出。在负荷高峰期也是按照这种组合形式运行的。３＃、４＃机组的满负荷电

流值及１＃、２＃机组的满负荷电流值分别为５６１Ａ

和９４７Ａ，按照ｌ台大机＋ｌ台小机为满负荷运行方

成线性正比例关系来计算），以运行电流值分析负

荷运行时间频数，将２００７年１月。１１月份空调负

荷运行实测数据分析如表２。

可以看出该大厦的窄调负荷大多集中在１３％一

运行于部分负荷的时间占绝大多数。根据表２可得

出守调负倚与负倚时问频数问的关系，即负倚时间

频数图，如图２所示。

２系统的负荷运行分析

式计算１００％冷负荷的话（注：按机组负荷电流比９０％之间，空调负荷大都有这种时间频数特点，即

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ＲＥＦＲＩＧＥＲＡＴＩＯＮ

表２

１月～１１月份空调负荷运行实测数据分析

４００—６００

６００—８００

８００—１０００

１０００—１２００

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空凋负荷（Ａ）０～２００

２００一４００

１２００—１４００１４００—１５０８

制冷水机组制冷量的控制ＨＪ。

当负荷减小时，相应地减少冷水机组的运行台

数，让剩下的在线运行的冷水机组处于较高的负荷

＾

乎３０Ｖ

点，通常都是尽量让冷机处于满负荷的工作状态，

从而提高整个冷水机组系统的工作效率。

在负荷增加时，相应地增加投入运行的机组，

籁２５嚣厘２０菖

满足现时大厦冷负荷的要求。

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枢

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按照大厦目前的配置策略，都是以空调的负荷以及管理经验来控制冷水机组的启停，并适当结合考虑单台冷水机组的ＣＯＰ，一般都是在较高负荷率

时考虑加载，大厦这种启停控制措施是否符合“冷

∥务分分§§务∥

空调负荷（Ａ）

水机组的最佳（最高）ＣＯＰ值通常不是出现在满负

荷时，而是出现在部分负荷的时候”这一规律？而

结合单台机组ＣＯＰ控制机组群的效果是否符合机

组实际性能规律？图３一图６分别为４台机组全年

图２全年空调负荷时间频数

运行负荷分布规律图。

可以看出４台机组的负荷率绝大部分都集中在

６０％～９０％之间，这部分的时间频数都在８５％以上，即大部份时间都运行在部分负荷区间，基本符

３机组运行配置及负荷率分析

针对负荷的实际运行特点。大厦空调系统设置了多种冷水机组单独运行或组合运行的模式，根据冷负荷的变化，通过加载或卸载在线运行机组来控

合“冷水机组的最佳（最高）ＣＯＰ值通常不是出现在满负荷时，而是出现在部分负荷的时候”这一规律。

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０年ｌ２月

第２９卷第４期（总１１３期）

制冷

５１

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图３ｌ＃机组全年运行负荷率分布图４２＃机组全年运行负荷率分布

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图５

３＃机组全年运行负荷率分布图６４撑机组全年运行负荷率分布

裹３机组全年运行负荷的时间频数

机组全年运行负荷率时间频数运行负荷率

１｝｝机组

２＃机组

３撑机组４＃机组

４０％以下

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３．１８％４．１０％

４０％一５０％３．９ｒ７％２．７０％０．６４％０

５０％一６０％８．３３％５．０２％３．８ｌ％５．０３％６０％一７０％２６．１９％３６．２９％１４．４ｌ％１１．３６％７０％～８０％

３３．３３％

３０．１２％

５６．３６％

５７．３６％

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从表３可以清楚看到机组全年运行负荷的时间频数。

图７、图８为大厦这两种型号机组的负荷率与ＣＯＰ性能测试数据（数据来源：相关生产厂家）。

由机组“负荷率一ＣＯＰ”图可以知道，机组较

７６５４山

８

３２１００

１０２０３０

４０５０６０

７０８０

９０１００

负荷率（％）

图７

ｌ撑２群机组的负荷率与ＣＯＰ关系

４结论

通过对系统运行数据的整理分析，该大厦空调

冷负荷及冷水机组运行配置分析结论如下：

大厦的空调负荷大多集中在１３％一９０％之间，

即运行于部分负荷的时间占绝大多数。４台机组的负荷率绝大部分都集中在６０％一９０％之间，由机组“负荷率一ＣＯＰ”图可以知道，机组较高效率区

间在５０％一９０％之间，即在这区间是机组运行的

最优运行区间。冷水机组的启停及运行模式基本符合大厦全年负荷的时间分布及其性能指标，也就是

Ｎｏ．４，２０１０，Ｄｅｅ．

Ｖ０１．２９（ＴｏｔａｌＮｏ．１１３）

高效率区间在５０％一９０％之间，即在这区间是机

组运行的最优运行区间。而大厦４台机组的运行负

荷率都集中在６０％一９０％之间，可得结论，机组的运行基本符合其性能指标，也就是机组群的运行调控调度较合理，基本不需要进行进一步的优化。

７

６

５４

山

８

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负荷率（％）

图８３＃４＃机组的负荷率与ＣＯＰ关系

机组群的运行调控调度较合理，不需要进行进一步

的优化。

５参考文献

［１］陆耀庆．实用供热空调设计手册［Ｍ］．中国建筑工业

出版社，１９９３：８８７—８９０

【２］麦粤帮，刘金平．夏热冬暖地区建筑空调系统冷负荷

分析及其优化调节［Ｄ】．广州，华南理工大学。２００７［３］Ｓｉｚｉｌａ

Ｊ．Ｈ畔ｒ．ＥｍｆｇｙａｎｄＭｏｎｅｙｓＢｖｉｎｇｓｗｉｔｈｏｕｔｌ彻ｔｍｍ

Ｔ＇ｍｍｅ，Ｃｏｓｔｓ．ＡｓＨＲＡＥ

Ｊｏｕｒｎａｌ，２００４，４６（９）：４８—５０

［４］姜家麟．多台冷水机组组合的控制［Ｊ］．制冷技术，

２０００（２）：３１—３４

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广州电信大厦中央空调系统冷水机组运行负荷率分析

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：

林宇航， LIN Yuhang

广东发展银行股份公司,广州,510080制冷

REFRIGERATION2010,29(4)

参考文献(4条)

1.陆耀庆.实用供热空调设计手册[M].中国建筑工业出版社,1993:887-890

2.麦粤帮,刘金平.夏热冬暖地区建筑空调系统冷负荷分析及其优化调节[D].广州,华南理工大学,20073.Sheila J.Hayter.Energy and Money Savings without Increasing Time,Costs.ASHRAEJournal,2004,46(9):48-50

4.姜家麟.多台冷水机组组合的控制[J].制冷技术,2000(2):31-34

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