空調(diào)與制冷系統(tǒng)聯(lián)機(jī)運(yùn)行節(jié)能策略及工程應(yīng)用

正文：

引言

實(shí)際上關(guān)于空調(diào)節(jié)能技術(shù)，國內(nèi)外早有較成熟的研究成果。如熱回收技術(shù)、水源熱泵等都能夠起到立竿見影的效果，但在應(yīng)用中受到空調(diào)系統(tǒng)類型的制約，因此效果也難以達(dá)到預(yù)期。相反，冷水出口溫度以及取風(fēng)回風(fēng)也對(duì)能耗有著直接的影響，卻始終沒能受到業(yè)界的關(guān)注。對(duì)這兩個(gè)問題進(jìn)行探討，對(duì)于促進(jìn)空調(diào)聯(lián)機(jī)運(yùn)行節(jié)能有著積極的作用。

一、提高冷凍水出口溫度

（一）升溫對(duì)COP的影響

通常而言，空調(diào)系統(tǒng)冷水口內(nèi)外均存在5℃左右的溫差。若冷凍水的溫度產(chǎn)生了變化，則系統(tǒng)機(jī)組的整體效率將受到嚴(yán)重的影響，并進(jìn)一步增加水泵的消耗。因此，可根據(jù)這一原理來調(diào)節(jié)冷凍水出口的溫度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)COP（能量轉(zhuǎn)化率）的提高。技術(shù)人員適當(dāng)升高出水口的溫度，則制冷劑的蒸發(fā)溫度也將隨之改變。常規(guī)機(jī)組進(jìn)水溫度往往在12℃，而出水口相對(duì)較低為7℃左右。這種運(yùn)行狀態(tài)下COP的值較低，且有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，每升高出水口1℃，空調(diào)機(jī)組的能量轉(zhuǎn)換率就能夠提高3%。這是由于冷凍水出口溫度上升后，冷水機(jī)組的制冷效果將更加顯著，從而有效降低對(duì)電能的損耗。不過這種節(jié)能措施也受到冷水機(jī)組類型的影響，比如螺桿式機(jī)組的節(jié)能效果最明顯，活塞式機(jī)組效果次之，而離心式機(jī)組能耗幾乎沒產(chǎn)生變化。

（二）升溫對(duì)能耗的影響

空調(diào)系統(tǒng)組成較為復(fù)雜，而在運(yùn)行中產(chǎn)生能耗的主要為風(fēng)機(jī)、水泵，且這兩者的能耗占比較高。根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行原理可知，機(jī)組的總體能耗實(shí)際上與制冷劑蒸發(fā)溫度呈現(xiàn)出反相關(guān)關(guān)系。即當(dāng)蒸發(fā)溫度越高時(shí)，則說明該系統(tǒng)的能耗低；相反，制冷劑蒸發(fā)溫度高則意味著空調(diào)系統(tǒng)存在能耗冗余的問題。在應(yīng)用對(duì)比中也發(fā)現(xiàn)，相較于冷水進(jìn)出溫差對(duì)冷水機(jī)組能耗的影響，制冷劑對(duì)機(jī)組能耗的影響更甚。如保持出水溫度不變，若增大溫差5攝氏度機(jī)組的能耗幾乎不受影響；而蒸發(fā)溫度改變1℃，機(jī)組能耗可能浮動(dòng)5%以上。由此可得出，對(duì)出水溫、水泵以及風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)其本質(zhì)為換熱條件的控制，部分操作不當(dāng)時(shí)甚至可能造成能耗的增大。而制冷劑蒸發(fā)溫度直接關(guān)系到冷卻塔的能耗，因此對(duì)空調(diào)機(jī)組COP的提升是非常明顯的。

（三）升溫對(duì)性能的影響

空調(diào)聯(lián)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下，系統(tǒng)內(nèi)各機(jī)組、設(shè)備之間互相影響，個(gè)別參數(shù)的變化也能在整體上起到相應(yīng)的效果。為驗(yàn)證本文思路的合理性，筆者也嚴(yán)格根據(jù)熱平衡原理進(jìn)行推導(dǎo)，從而為論點(diǎn)做出支撐。首先將冷凍水流量標(biāo)記為W,進(jìn)水溫度記作t1，出水口的溫度記作t2。此外水比熱容用C代替，為系統(tǒng)制冷量，t3為制冷劑蒸發(fā)溫度。那么根據(jù)熱平衡可得：W（t1-t2）·C=；t3=t2-C。那么當(dāng)進(jìn)水口溫度恒定狀態(tài)下，則出水口溫度越高。且冷凍水流量也保持不變，蒸發(fā)溫度就會(huì)相應(yīng)升高。

綜上所述，通過升高冷凍水出水口溫度的辦法，使機(jī)組制冷劑蒸發(fā)溫度升高，能耗問題自然就迎刃而解了。

二、室外新風(fēng)的節(jié)能分析

（一）新風(fēng)與節(jié)能的適應(yīng)性

室外新風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)用需要結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件，因此在推廣中應(yīng)該首先分析適應(yīng)性。部分已被證實(shí)卓有成效的節(jié)能手段，也可能在其它地區(qū)失去作用。這就需要從兩方面去考慮，其一，空調(diào)系統(tǒng)需要具備較強(qiáng)的惡劣天氣適應(yīng)能力。即使在室外條件較惡劣的情況下，仍然能夠有效保持系統(tǒng)的運(yùn)行。其二，是空調(diào)系統(tǒng)對(duì)氣象條件的親和力。即空調(diào)系統(tǒng)是否能與室外環(huán)境一體，從而將新風(fēng)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)內(nèi)的能量。從地區(qū)上來看，我國亞熱帶、溫帶地區(qū)由于受季風(fēng)影響，因此整體氣候規(guī)律明顯。不僅極端惡劣天氣少，而且室外新風(fēng)也表現(xiàn)為寒流和暖濕氣流兩種，可作為空調(diào)系統(tǒng)的重要能量。在室內(nèi)需要降溫時(shí)，則可以引入室外冷源；而需要升溫時(shí)也需要控制熱量流失。

（二）室外新風(fēng)的控制方法

室外新風(fēng)雖然能夠以自然冷熱源來降低能耗，但在應(yīng)用中也需要避免盲目隨意的問題。一方面既要滿足對(duì)能耗的控制；另一方面也需要考慮系統(tǒng)排風(fēng)能力。技術(shù)人員可以對(duì)室內(nèi)外空氣的焓進(jìn)行定期的測(cè)量，并結(jié)合空調(diào)運(yùn)行需求來制定合理的控制計(jì)劃。在室內(nèi)空氣焓小于室外新風(fēng)焓時(shí)，采用最小或最大新風(fēng)都能夠有效起到除濕的作用；而如果室外新風(fēng)焓小于室內(nèi)，那么采用最小新風(fēng)就能夠起到增濕空氣的作用。不僅如此，室內(nèi)外空氣的溫度也能夠控制空調(diào)負(fù)荷，室外溫度高時(shí)采用最大新風(fēng)；相反，室內(nèi)送風(fēng)溫度高則需要以最小新風(fēng)，來對(duì)回風(fēng)比進(jìn)行調(diào)節(jié)

（三）利用新風(fēng)注意的細(xì)節(jié)

在冬夏兩季室內(nèi)對(duì)于空調(diào)依賴較強(qiáng)，而若室外新風(fēng)量過大也將造成能耗的上浮。因此，在制定節(jié)能計(jì)劃時(shí)仍需要結(jié)合建筑使用需求，來采用最小的新風(fēng)量。而在春秋兩季，供暖、冷的強(qiáng)度并不高，借助于室外新風(fēng)可以充分減少人工冷熱源的使用。尤其是商場(chǎng)、影院等公共建筑物，采用最大新風(fēng)量可以減輕由人流造成的空氣質(zhì)量問題，且還可以減輕機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷。除此之外，新風(fēng)的使用既要考慮到經(jīng)濟(jì)問題，也應(yīng)關(guān)注室內(nèi)空氣質(zhì)量問題。比如當(dāng)室外空氣條件差時(shí)，盲目采用大新風(fēng)量可能造成室內(nèi)衛(wèi)生問題。而若室內(nèi)由于生產(chǎn)生活造成了空氣污染，則可以加大新風(fēng)量，從而稀釋有害物質(zhì)的濃度。

結(jié)語

綜上所述，以往在研究空調(diào)節(jié)能技術(shù)時(shí)大多關(guān)注設(shè)備工藝的優(yōu)化，而忽視了出水口溫度調(diào)節(jié)、新風(fēng)利用等手段。經(jīng)過論證分析，冷凍水出水口溫度上升可以調(diào)節(jié)制冷劑蒸發(fā)溫度，從而降低系統(tǒng)整體能耗。而室外新風(fēng)利用早有先例，在應(yīng)用中需要結(jié)合不同的季節(jié)、當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件以及室內(nèi)使用需求，來合理選擇節(jié)能方式。通過這兩種手段的靈活運(yùn)用，可以在不更新硬件條件的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)能耗的降低，從而達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)保效益的雙贏。