什么是大温差？

在空调系统中，“温差”指的是冷冻水从冷水机组流出时的温度（供水温度）与返回冷水机组时的温度（回水温度）之间的差异。传统上，国内空调冷冻水系统的供回水温差通常设定为5℃，即供水温度7℃，回水温度12℃14。然而，在特定应用场景下，为了提升效率并减少能耗，会采用更大的供回水温差，这种技术被称为“大温差”。在大温差空调系统中，冷冻水的供回水温差一般可以达到6～10℃。


大温差对冷水机组的影响

当空调系统采用大温差设计时，即冷冻水的供回水温差从传统的5℃增加到6～10℃，这一变化会对冷水机组的工作效率产生重要影响。具体来说：

流量与流速的变化：随着温差的加大，为了达到相同的制冷效果，所需的冷冻水量会减少，这意味着流进蒸发器的流量将减小，同时冷冻水流速也会降低。这种流速的改变直接影响了蒸发器内部的换热特性。

换热特性的影响：蒸发器换热特性的关键在于两个方面——传热系数和对数平均温差。由于蒸发器内的换热管壁非常薄，因此传热系数主要受到水流速度的影响。当水流速度下降至低于0.91米/秒时，水流会从紊流转为层流，这会导致换热效率显著下降；相反，如果水流速度过高（超过3米/秒），虽然能维持紊流状态以保证良好的换热性能，但过大的流速可能会引起管道冲蚀问题。另一方面，对于给定的出水温度，增大温差意味着提高了换热过程中的温差，从而增强了换热效率。

COP的变化趋势：研究显示，冷水机组的性能系数（COP）受出水温度的影响远大于回水温度的影响。例如，当出水温度从7℃降至6℃时，蒸发温度大约会下降1℃左右，这对COP有明显的负面影响；而回水温度每升高1℃，蒸发温度仅上升约0.1℃，对COP的影响相对较小。因此，在保持出水温度不变的情况下，通过提高回水温度来实现大温差运行是可以提升冷水机组COP的。然而，如果同时降低了出水温度，则可能导致COP下降，并且由于流速减慢造成的换热系数降低还会进一步增加冷水机组的能耗。

不同类型冷水机组的表现差异：不同类型的冷水机组对温度变化有不同的响应。在相同的温差条件下，螺杆式和离心式冷水机组都会因为出水温度的降低而导致COP下降；但是，在出水温度固定的情况下，螺杆机对回水温度升高的敏感度较低，而离心机则表现出更复杂的特性——在较高的出水温度下，回水温度的提升对COP的影响不大；但在较低的出水温度下，同样的回水温度增长却能带来较为明显的COP改善。因此，在选择冷水机组类型时，除了考虑其基本性能外，还应评估它在预期工作条件下的温度响应特性。