既有海水源热泵空调系统在夏季设计工况下冷却水水温的优化分析

　　把代入式(4.4)可得冷却水出水温度对海水流速的函数:(4.7)
　　式中：——板式换热器流道截面积，m2;
　　——板式换热器单流体流道数，个。
　　令则式(4.7)可化为
　　(4.8)
　　令
　　则式(4.8)可化为
　　(4.9)
　　(4.10)
　　令
　　则板式换热器海水流量、压降分别为：
　　(4.11)
　　(4.12)
　　设海水泵管路压头损失为，则海水泵总压头损失(4.13)
　　根据海水流量(流速)和压头可确定水泵功耗[7]:
　　(4.14)
　　系统总能耗：
　　(4.15)
　　式中：——热泵机组能耗，kW；
　　——海水泵能耗，kW；
　　——冷冻水泵和冷却水泵能耗，设为定值常数，kW。
　　通过式（4.15）可求得某一工况下最佳冷却水温度，同时可求得与此对应的海水流速，以便于通过调速水泵使系统在最优工作状态点下运行。
　　5工程算例
　　设定沿海某一建筑夏季冷负荷为700kW，海水温度24℃，冷冻水供水温度6℃，热泵选用某型水冷热泵，其制冷量为574~726kW，制冷输入功率185~156kW。将其样本参数带入(式1.1)得到系数＝0.2162；＝162.6892；＝0.0186。
　　把以上参数代入式(2.3)，(2.4)可得：
　　(5.1)
　　板式换热器选用BR0.5型201片,换热面积100m2,流道截面积0.00169m2。根据板换厂家提供的热工参数,在设定二次水流速为0.4m/s的定值时可以求得关联式(3.3)中传热系数的参数＝1.8673；＝7.6068；＝-6.0268；＝1.7793；＝0.0066；＝-0.024；
　　＝0.139；＝-0.001。
　　(5.2)
　　压降与流速的关联式为:
　　(5.3)
　　把式(5.1)、(5.2)代入式(4.9)可以求得板换内各海水流速值所对应的温度点,见表（5.1）。
　　由此可以看出冷却水温度随海水流速的增加而降低。将各流速代入式(4.11)可求得各冷却水温度对应的海水流量。
　　把海水各流速值代入式(5.3)可得板式换热器压降.设定海水管路压头损失为18m,将其带入式(4.13)即可得到整个海水泵的扬程。
　　将式(4.11)式(4.13)的计算结果代入式(4.14)可得到海水泵能耗。
　　把式(4.9)的计算结果即流速对应的温度点代入式(5.1)可求得不同冷却水温度对应的热泵能耗。
　　由于将冷冻水泵和冷却水泵能耗设为定值,则根据式(4.15)可求得系统总能耗,作为海水各温度(流速)点对应总能耗对比,本算例不计入系统总能耗。
　　由图（5.1）可以看出，冷却水供水温度在27.02℃时系统总能耗最低，所对应海水流速为0.3m/s。
　　
　　图5.1系统能耗随冷却水温度变化趋势图
　　6、结束语
　　本文研究了海水源热泵空调系统的运行优化过程中的优化冷却水温度问题，提出了海水源热泵空调系统优化冷却水温度的数学计算方法。对海水源热泵系统的节能运行具有重大的积极指导意义。
　　参考文献
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　　4. 杨艳、王英龙.板式换热器设计选型的一种计算方法.石油炼制与化工.2004.5:54-56；
　　5. 文继卿、任子荣.板式换热器的应用与选型计算.甘肃科学学报.1998.10（3）:49-52；
　　6. 章熙民、任泽霈、梅飞鸣.传热学.中国建筑工业出版社.252；
　　7. 蔡增基、龙天渝.流体力学泵与风机.中国建筑工业出版社.288。

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