冷却水泵的变频运行工况

关于某项目冷冻水不同供回水温度之经济性分析报告目录一.项目概况 (1)二.分析目的 (1)三.初投资及运行费用估算 (1)四.结论及建议 (4)附录一制冷机在不同负荷下的COP (5)附录二运行天数及负荷对比表……………………………… .5一.项目概况某项目西块由办公塔楼及裙楼商业组成，设置一个中央制冷系统，以满足办公楼与裙楼的冷量需求。

初步计算总冷负荷约2200冷吨，采用3台750RT制冷机组。

二.分析目的由于楼宇的空调电费取决于整个空调系统的能耗，因此不仅需要提高空调设备本身的效率，而且要优化空调系统设计，降低楼宇空调系统的整体能耗。

楼宇空调的冷水系统一般包括冷水机组、冷却塔、冷冻水水泵及冷却水水泵等几个主要的耗能部件。

在过去的30年内，冷水机组的效率几乎提高了一倍，冷水机组占整个系统能耗的比例已降低了20%，而冷却塔和水泵的能耗比例提高了10 %。

需要优化空调系统的设计方案，调整各部件所占系统能耗的分配比例来降低整个系统的能耗。

增大制冷机组的进出水温差可以降低水泵的初投资和运行费用，但会使冷水机组的运行效率变差。

因此分析大温差的目的是为了优化空调系统各设备间的能耗配比，在保证舒适度的前提下，减少冷量输配的能耗，并保证冷机的效率衰减在接受范围内。

此分析报告的目的是对目前主流的空调冷冻水两种大温差方案6/12℃及5.5/12.5℃进行对比，制订最终的推荐方案。

三.初投资及运行费用估算1． 5.5/12.5℃供回水温差下主要设备初投资2．6/12℃供回水温差下主要设备初投资供回水温度6/12℃空调系统设备初投资估算表（万元）备注：1）常规工况的制冷机组出水温度低于5℃时，COP较差，且机组在低负荷运行时易出现盘管结冰现象，经咨询主流的制冷机组厂商，一般建议出水温度大于等于5℃较为安全，故暂不考虑制冷机组出水温度低于5℃的工况；2）制冷机组进出水温差大于8℃时，厂家选型有困难，故暂不考虑制冷机组进出水温差大于8℃时工况；3）为了方便分析，冷却水供回水温度在两种温差下都安32/37℃考虑。

QC／T 1288.2-2001（2001-12-30发布，2002-05-01实施）前言以满足发动机冷却水泵行业发展的需要，便于产品技术监督部门的监督与检查，制订本标准。

本标准的附录A是标准的附录。

本标准由全国汽车标准化技术委员会提出并归口。

本标准起草单位：东风汽车泵业有限公司。

本标准主要起草人：任胜群。

中华人民共和国汽车行业标准汽车发动机冷却水泵试验方法QC／T 288. 2-20011 范围本标准规定了汽车发动机冷却水泵的试验项目，试验条件，试验要求及性能参数的测量和计算。

本标准适用于汽车发动机冷却水泵（以下简称水泵）。

2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。

在本标准出版时，所示版本均为有效，所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB／T 3214-1991水泵流量的测量方法3 定义本标准采用下列定义。

3.1 扬程H（m）：是指水泵所输送的液体由进口至出口时每单位重量的能量增加量。

3.2 流量Q（L/min）：是指水泵出口在单位时间内所输出的液体体积。

3.3 轴功率P（kW）：是指水泵所需的功率。

3.4 汽蚀余量NPSH（m）：是指水泵进口处单位重量的水所具有的超过汽化压力的富裕能量。

3.5 水泵失效：是指水泵的主要零件有异常磨损、损坏，致使其性能达不到规定要求。

4 试验项目4.1 出厂检验出厂检验的试验项目为：密封性试验。

4.2 型式检验型式检验的试验项目包括：a）汽蚀试验；b）可靠性试验；c) 封性试验；d）性能试验。

5 试验条件5.1 试验介质a)性能试验和汽蚀试验：清水；b)可靠性试验：所装发动机使用的冷却液；c)密封性试验：空气。

5.2 试验介质温度a)性能试验和汽蚀试验：水温为80℃±2℃；b)可靠性试验：发动机连续运转时冷却液的最高温度（最高温度未知时为90℃±2℃）；c)密封性试验：气温为环境温度。

本文分析了冷却塔供冷的关键因素，如热工曲线、湿球温度、工况切换点等，得出以下结论，为数据中心节能设计提供参考依据。

·冷却塔供冷按冬季工况选取，夏季校核，结合夏季工况灵活配置；·冬季供冷以小于冷却塔的额定流量来获取较低出水温度，延长冷却塔供冷时间；·冷却水泵应设变频，适应管网特性曲线变化等设计方法。

01冷却塔供冷冷却塔供冷分直接供冷与间接供冷两种，由于直接供冷需室外冷却水直接进入空调末端，水质不佳时极易引起末端堵塞，而影响系统运行，工程中大多数采用间接供冷系统（开式冷却塔+板式换热器），即与冷水机组并联或串联一台板式换热器。

冷水机组与板式换热器并联，湿球温度达到一定值时，由板式换热器提供全部冷量，关闭冷水机组，使冷却水和冷冻水分别进入板式换热器，冷却塔做为冷源，达到完全自然冷却，但并联形式不能采用部分自然冷却；冷水机组与板式换热器串联，冷水串联经过板式换热器与冷水机组，过渡季节用冷却塔出水先预冷冷水回水，再进入冷水机组制冷，减小主机能耗，得到可观的部分自然冷却时间，仅额外增加水在板式换热器内的输送能耗。

为充分利用部分自然冷却，北方地区数据中心往往选择冷水机组与板式换热器串联这种组合形式，见图1，本文讨论也是基于这个系统。

图1冷却塔供冷系统原理图02 负荷侧系统设计2.1冷负荷数据中心主要由服务器、UPS等散热转化而成的显热负荷，几乎没有潜热负荷，冬夏季冷负荷相差不大，冷却水流量大致在80%~100%内变化；末端干工况运行，冷负荷按显热负荷考虑。

2.2冷水供水温度数据中心考虑采用温湿度独立控制方案，由高温冷水处理显热负荷，新风进行独立的加湿或除湿。

冷水供水温度取值，直接受机柜进风温度取值的影响。

ASHARE推荐的机柜进风温度宜取20~25℃，允许范围是18~27℃。

考虑到空气-水换热器空气侧阻力降的影响，送风温度与冷水供水温差取8℃，可有多种供水温度与送风温度组合，常用的有送风温度20 ℃，冷水供回水温度为12/18℃；送风温度23℃，冷水供回水温度为15/21℃。

电冷源综合制冷性能系数分析摘要：根据相关节能规范中冷机、水泵及冷却塔的能效比的要求计算水冷冷冻水系统电冷源综合制冷性能系数（SCOP）。

结果表明按照现行的节能规范要求设计制冷系统，系统的SCOP基本满足《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）的要求。

并举例说明系统运行时应将制冷系统整体统筹考虑，提高系统的SCOP，而非单纯追求提高冷机的COP。

关键词：综合制冷性能系数；SCOP；节能1．引言以往谈及风冷冷冻水系统与水冷冷冻水系统哪个更节能时，大多人会毫不犹豫的认为水冷冷冻水系统更节能，因为只考虑到水冷冷水机组比风冷冷水机组能效比（COP）高，而忽略了水冷主机配套的冷却水泵和冷却塔。

谈及水冷冷冻水系统节能时，大多数人也往往都想到的只是如何提高冷水主机的COP，而忽略了制冷系统是一个系统，不是单一的一个设备。

故而规范《公共建筑节能设计标准》（GB50189-2015）提出了电冷源综合制冷性能系数（SCOP）的概念，对SCOP进行了定义，并给定了限定值。

但限定值怎么得出来的？是否冷机、冷却水泵及冷却塔满足了相关节能规范，SCOP就能满足规范GB 50189-2015的要求？如何通过SCOP指导制冷系统的设计和运行呢？本文尝试对以上问题进行分析解答。

2．单机能耗计算2.1.冷水机组功耗计算根据冷机能效比COP的定义为制冷量或制热量（W）与输入功率（W）的比值，数学表达式为：②实际工况时：冷机功耗：NCH=Q/COP=600/5=120kW由于冷却水泵定频，故实际运行时不论冷机的制冷量如何变动，冷却水泵的输出流量和扬程不变，即水泵功率不变又因冷却塔的控制策略为“通过起停风扇保证冷却塔出水温度20~22℃”，而案例中室外湿球温度为22℃，冷却塔的逼近温度为4℃，即冷却塔的风扇不论如何转动冷却塔的出水温度都达不到20~22℃，因此冷却塔风扇会持续满频运转。

即冷却塔风机电耗不变。

故实际工况时：SCOP=600/(120+23.87+8.16)=3.95＜4.1，不满足规范。

设备系统运行、保养规程总则为保障暖通空调、给排水系统设备及其他专用设备等的安全运行，必须建立正确的运行、保养规程，并按照规程对系统及设备进行运行和保养工作。

1.暖通空调、给排水系统运行设备包括：制冷站及冷却塔设备、热力站设备、空气处理机组、通风设备、三水处理设备及给排水系统设备、消防水设备及防排烟设备等。

2.设备运行、保养及维修工作必须由专人或专业单位负责。

3.设备运行、维修保养和检查的人员应具备暖通空调、给排水等专业基础知识，相关的岗位证书，并熟知本规程。

制冷系统运行规程一、设备和系统管路配置1.主要设备：2.系统管路配置2.1 冷却水系统2.1.1系统循环：冷却水泵冷水机组冷凝器冷却塔冷却水泵2.1.2系统配置：冷却水泵与冷水机组没有对应关系，采用总干管供回水的组合分配形式。

4组冷却塔与冷却泵没有对应关系，采用总干管供回水的组合分配形式。

2.2 冷冻水系统2.2.1系统循环：4#冷冻水泵（3#为备用泵）常规工况主机蒸发器空调机组（若去风机盘管需开5#、6#冷冻泵） 4#冷冻水泵1#，2#，7#冷冻水泵（3#为备用泵） 1#，2#板换 空调机组（若去风机盘管需开5#、6#冷冻泵） 1#，2#，7#冷冻水泵。

2.2.2 系统配置：1#，2#，7#冷冻水泵（3#为备用泵）与2组板换之间无一一对应的关系。

采用总干管供回水的组合分配形式。

2.2.3 乙二醇系统系统循环：1#，2#，3#（4#为备用泵）乙二醇泵（初级乙二醇泵） 1，2#，3#双工况主机蒸发器 8组蓄冰槽 5#，6#乙二醇泵（次级乙二醇泵） 1#，2#板换 1#，2#，3#（4#为备用泵）乙二醇泵（初级乙二醇泵） 系统配置：○11#，2#，3#（4#为备用泵）乙二醇泵（初级乙二醇泵）与1#，2#，3#双工况主机之间是一一对应关系，即1#乙二醇泵对应1#双工况主机， 2#乙二醇泵对应2#双工况主机，3#乙二醇泵对应3#双工况主机。

乙二醇管路在冷水机组出口合为一母管后通过8组并联的蓄冰槽，最后又回到1，2#，3#（4#为备用泵）乙二醇泵（初级乙二醇泵）。

变冷冻水/冷却水流量对冷水机组性能的影响发布时间：2022-09-12T07:55:26.563Z 来源：《建筑设计管理》2022年9期作者：刘先文[导读] 伴随人们物质生活水平的提高刘先文东莞盛世东胜格力贸易有限公司,广东东莞 523000摘要：伴随人们物质生活水平的提高，空调得到广泛应用。

相关研究表明，空调系统的能耗在建筑物总能耗中占比超40%，空调节能是建筑节能的关键。

部分研究认为，变冷冻水/冷却水流量可冷水机组的性能产生较大影响，进而影响空调能耗，但这一结论仍需进一步验证。

本文通过相关理论分析及综合试验研究，探讨变冷冻水/冷却水流量对冷水机组的影响，希望为相关技术人员提供参考。

关键词：变冷冻水；冷却水；冷水机组不同季节及不同时间段建筑物空调的负荷存在显著差异，为此需在空调系统设计过程中依据逐时冷负荷最大值设置冷水机组水泵、水管管路及容量。

空调系统每年大部分时间段处于40%-80%负荷运行状态，伴随冷水机组性能的逐步完善及变频技术的应用，空调水系统的形式不断变化，部分负荷工况下，冷水机组变流量运行可对其性能产生较大不良影响，导致能耗增加，为此需采取有效的解决方案。

一、冷水机组变流量与定流量运行的相关分析冷水机组在部分负荷工况下，变流量与定流量运行过程中，流经冷凝器或蒸发器的水流量存在较大差异。

冷水机组定流量运行状态下，水泵工频运行期间检测部分负荷工况水流量，结果显示可达到100%额定流量。

冷水机组变流量运行状态下，水泵变频运行期间检测部分负荷工况水流量小于额定流量，进而导致冷凝器、蒸发器无法达到最佳换热效果[1]。

冷水机组换热计算公式为Q=αwF△tm，其中Q为换热量，αw为换热系数，F为换热面积，△tm为换热器对数平均温度差。

通过对这一公式的分析可知，换热量与换热介质对数平均温度差、换热系数为正比关系。

换热系数与水流流速关系为αw=βv0.8/di0.2，其中v为水流流速，di为管道内径，β为物性系数。