文 献 综 述

本次课题主要对冷水机组展开深入研究，首先是近年来热度相当高的冰蓄冷系统，相对于常规制冷系统，冰蓄冷系统由于有着诸多突出优点而越来越被重视并被广泛应用。冰蓄冷技术有多种类型，其中，以板冰/冷水机组为代表的动态冰蓄冷技术综合性能比较突出，是近年来研究的重点。板冰/冷水机组为片冰滑落式动态制冰[1]，工作时，制冷剂由制冷系统进入蒸发板夹层内侧蒸发制冷，与蒸发板表面上的水或冰层进行热交换，吸收热量而蒸发为气态，再被制冷机组吸入、压缩、冷凝和节流，重新进入蒸发板蒸发制冷而完成制冷循环。[1]板冰/冷水机组所做冰为片状冰，用做食品降温和保鲜时，与货物接触面大，降温和保鲜效果非常好。与片冰机相比，板冰/冷水机组所制片状冰厚度为10m m 左右，冰融化的速度适中，可保持相当长时间。板冰/冷水机组用于冰蓄冷技术较一般静态冰蓄冷技术有着诸多优势，在未来冰蓄冷技术的发展中将占有越来越重要的地位。但是，我们同时也应看到以板冰/冷水机组为代表的动态冰蓄冷空调系统还不完善，存在着一些问题尚待深入研究，这也有待于诸多制冷行业同仁们的努力，使其逐步完善，在众多领域有更广阔的应用。

在《关于冷水机组综合部分负荷系数的研究》一文中，GB 50189#8212;2015《公共建筑节能设计标准》中对IPLV的公式定义如下：

IPLV/NPLV=2.3%#215;A 41.5%#215;B 46.1%#215;C 10.1%#215;D

式中：A 为100%负荷的性能系数COP(kW/kW)，冷却水进水水温30℃；B 为75%负荷的性能系数COP(kW/kW)，冷却水进水水温26℃；C 为50%负荷的性能系数COP(kW/kW)，冷却水进水水温23℃；D 为25%负荷的性能系数COP(kW/kW)，冷却水进水水温19℃。如式所示GB50189#8212;2005 的IPLV 权重系数考虑了机组承担的负荷与冷却水温度。IPLV 是评估冷水机组的重要指标，但也不是所有的情况都适用。在《对如何正确使用部分负荷系数IPLV 之我见》一文中作者指出IPLV 能够反应单台冷水机组的能效特性，但当面对多台冷水机组联合运行时，IPLV 就反应不出其特性。［2］

在2015年版《公共建筑节能设计标准》中IPLV公式是根据我国各气候区内的21个典型城市的6类公共建筑共126组IPLV公式计算结果加权得出的，一共需要进行3次加权，分别是对气候区内城市加权、建筑类型加权及气候区加权，对2005年版《公共建筑节能设计标准》中IPLV公式进行了修正，选用室外干球温度和负荷率2个参数作为约束条件来处理负荷，解决了应用传统累计负荷方法时存在的峰值负荷可能不出现在室外干球温度最高时刻的弊端，避免了100％负荷率的权重系数可能为0的情况出现。1015年版《标准》中犐犘犔犞公式是基于我国各气候区各建筑类型的126组犐犘犔犞计算结果，以2006-2011年各典型城市冷水机组销售量和我国各气候区各类典型公共建筑建成面积的分布为权重综合计算得出的。该犐犘犔犞公式基于大量的实际调研数据，考虑了多地区多类型的公共建筑情况，更符合当前我国冷水机组的实际使用情况。［3］

集中空调系统由冷水系统、冷却水系统、末端设备和冷水机组组成，空调系统是耗能大户，其能耗占建筑总能耗的50％～60％，其中水泵和风机的耗能占整个空调系统能耗的30％～40％，并且空调系统大部分时间在低于80％负荷下运行。冷却水系统在整个集中空调系统中不可缺少，冷却水系统运行的好坏直接影响整个集中空调的运行效果。研究冷却水系统的目的是为了保证系统在正常工作的条件下能耗最低。实际工程中对冷却水系统使用最多的控制方式是对冷却水泵进行变频控制，并且都取得了较好的节能效果，然而对于冷却水泵和冷却塔风机同时变频的研究，目前大多数学者都仅从理论上进行模拟和分析，并且很少运用到实际工程。［4-7］实际工程中，由于冷却水系统是一个大惰性系统，并且在负荷阶跃变化的情况下，由于控制系统目标值滞后的特点，对系统进行控制过程中会出现不稳定的现象，所以如何对冷却水泵和冷却塔风机同时变频调节，并且调节过程中系统设备之间相互影程度和设备稳定性等问题都值得研究。［8］

而离心式冷水机组运用于中央空调系统中具有明显的优势，在功能上，离心式冷水机组的单机制冷量大；在体积方面，离心式冷水机组结构紧凑，不仅重量轻，而且占地面积较小；在运行方面，离心式冷水机组运行平稳，工作可靠，且其运行产生的振动幅度小，噪音小。但是，由于我国部分地区的中央空调负荷会随着季节的温度变化、昼夜温度的变化而变化，而当前的离心式冷水机组运行调节对机组的节能效果不明显，常常导致中央空调常年运行的费用居高不下的情况。通过对离心式冷水机组进行变频调速，可以在一定程度上提高离心式冷水机组的节能效果。随着我国工业的发展和人民生活水平的提高，离心式冷水机组特别适合采用变频调速装置进行变频改造，其在改造后具有高效节能的效果，值得被广泛运用于各个领域中。［9］然而，在对离心式冷水机组进行变频改造时，必须要在计算精确的情况下进行，科学合理的确定定频离心式冷水机组和变频离心式冷水机组的数量，并且，在实际运行时，需要根据不同的工况配置相应的运行负荷，才能最大程度的实现节能效果。［10］

对于离心式冷水机组，中国第二重型机械集团公司重型机械设计研究院对其液力传动技术进行研究，分析比较了当前国内外离心式冷水机组传动方式及制冷量的调节方式。［11-12］为了既利用变转速的调节方式来控制制冷量，从而实现节能的优点，同时又避免变频调速的缺点，且使变转速的调节方式能在大功率的离心式压缩机上得以应用，本文提出了一种新型的制冷量变转速的调节方式#8212;#8212;#8212;液力传动调节方式( 变量柱塞泵 冲击式涡轮) ，并论证了该调节方式的可行性。根据统计显示，最近这些年我国每年夏季中央空调耗电量已经达到当季全国所有用电负荷的1 / 3，大量电能被工业和民用的大型建筑所用的空调所消耗。［13］尤其是各种类型的大型商业建筑中央空调的能源消耗几乎占其总能耗的50%左右，而且又没有采取减少能源消耗的有力措施，因此直接导致”我国单位建筑的能源消耗是同纬度发达国家的3 倍左右”。利用液力传动( 变量泵 涡轮) 对离心式冷水机组进行改造后，由于实现了离心式冷水机组平滑的无级启动，避免了启动时的电流冲击和机械冲击，有效地增加了电机和机组的使用寿命。同时与变频控制方式相比，其不会产生变频调速的高次谐波、高压反射、辐射等缺点，且初期成本低，使变转速的调节方式能在大功率的离心式压缩机上得以应用。液力传动调节方式节能效果显著，因而具有非常好的应用前景。［14］

中温冷水机组诱导器系统的工作原理是通过采用带肋片椭圆管换热器的集约型空气处理机组实现13℃送风。2013年夏季对应用该系统的某办公建筑内的温湿度和能耗进行了测试，结果表明：室内温湿度都能保持在设计参数范围内；室内露点温度远远低于诱导器的送风温度，诱导器送风口表面没有结露现象；循环水泵、集约型空调机组风机和中温冷水机组的性能均优于国家标准的要求。在建筑能耗中，空调系统能耗占有较大的比例。常规空调系统送风温度在12～16 ℃之间，适当降低送风温度，可以减少送、排风量，减少风管系统和风机的投资和运行耗能，具有一定的应用价值。全空气诱导器是半集中空调系统的一种末端装置，可以减小送风温差，加大房间换气次数，降低空调送风温度。由于种种原因，在上世纪70年代中期诱导器被风机盘管系统替代。近年来，随着对室内空气品质的重视，国内外又恢复了对诱导器的使用。诱导器采用全空气送风，具有不存在漏水隐患、送风口干工况运行、可以避免细菌产生的优点。本文介绍的中温冷水机组诱导器系统中的中温冷水机组通过出水温度的变化，夏季降低蒸发温度，获得较好的机组性能，产生10～20℃的冷水，［15］利用设有椭圆管换热器的集约型空气处理机组产生13℃的气流送到诱导器系统诱导室内空气。2013年夏季对应用于某办公建筑的全空气诱导器进行了测试。结果表明，结合风机和水泵变频技术，通过椭圆管换热器的高效换热和低阻力技术处理送风温度到13℃，中温冷水机组的供回水温差为10℃，风机单位风量耗功率及水泵系统输送能效比远远小于国家标准规定值，高效而节能。中温冷水机组的实测COP在3.1～4.2之间，远高于国家标准的要求值2.8。系统平均COP大约为2.1，是一种节能的空调系统，值得推广应用。［16］