中央空調(diào)系統(tǒng)免費(fèi)制冷技術(shù)的經(jīng)濟(jì)分析

李麗波 張慶倫 趙承峰

摘 要：免費(fèi)制冷系統(tǒng)是一種在室外濕球溫度較低時(shí)不運(yùn)行制冷機(jī)組的情況下，從而為建筑為提供冷水的空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)。免費(fèi)制冷供冷性能和影響免費(fèi)制冷系統(tǒng)運(yùn)行的主要因素是室外大氣濕球溫度和建筑物需求負(fù)荷。隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)能源的消耗需求也日益的增長(zhǎng)，如何將資源進(jìn)行最優(yōu)化這已經(jīng)是全世界共同面對(duì)的額問題，在商業(yè)建筑上的空調(diào)系統(tǒng)的中免費(fèi)的制冷技術(shù)日趨成熟起來，先進(jìn)的理念顯示出了一定的經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性，這也是空調(diào)節(jié)的一大改革。

關(guān)鍵詞：免費(fèi)制冷；冷卻塔；濕球溫度；冷負(fù)荷

一、免費(fèi)制冷技術(shù)現(xiàn)狀態(tài)

免費(fèi)制冷系統(tǒng)主要利用的天然的冷源提供冷量，主要是在過度季節(jié)和冬季，就是在建筑物需要冷負(fù)荷的開啟但是冷凍機(jī)存在著一定的能源消耗浪費(fèi)更或者是無法啟動(dòng)的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候就可以直接的利用冷卻塔直接的為末端的設(shè)備提供冷源，作為常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的一種補(bǔ)充系統(tǒng)，在過度季節(jié)以及冬季的時(shí)候提供冷量，這是一種很有效的節(jié)能減排的方法，在改建工程中利用原來的冷卻塔，然后在加上加熱交換的相關(guān)設(shè)備和其他的輔助設(shè)備裝置上常常的用到，在工廠和城市里的綜合大樓上被管飯的應(yīng)用。

將空氣作為冷熱源是我國(guó)空調(diào)系統(tǒng)目前的主要采取的一種方法，但是因?yàn)槭艿降赜颦h(huán)境的限制，每個(gè)地方環(huán)境下的空氣季節(jié)的溫度變化時(shí)不同的，因此而言大面積的普及免費(fèi)制冷系統(tǒng)還是存在著很多的實(shí)際上的問題，但是盡管受到的限制很多，免費(fèi)制冷系統(tǒng)擁有著很大的節(jié)能環(huán)保性和便于操作的靈活性，因此可以結(jié)合其他節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，盡量的將其系統(tǒng)的節(jié)能效果發(fā)揮出來，比如在我國(guó)的廣東地區(qū)，免費(fèi)制冷系統(tǒng)已經(jīng)在相當(dāng)一部分的大樓上開始應(yīng)用，這也就進(jìn)一步的說明免費(fèi)制冷系統(tǒng)在一定的范圍內(nèi)已經(jīng)得到了推廣。

二、免費(fèi)制冷系統(tǒng)形式特點(diǎn)

在室外濕球溫度比較低的時(shí)候，制冷機(jī)組不運(yùn)行的情況下為建筑物提供冷源的空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)就是免費(fèi)制冷系統(tǒng)。它主要被分為直接供冷系統(tǒng)和間接供冷系統(tǒng)這兩大種。利用過渡季節(jié)或者冬季比較低的室外氣溫，然后利用特殊的換熱制備，將室內(nèi)的冷凍水的溫度控制在要一個(gè)合適的范圍內(nèi)，免費(fèi)冷卻系統(tǒng)將室外的自然冷源利用，大大的節(jié)省了能源的消耗，對(duì)于一些供冷需要比較早的，或者在過渡的季節(jié)以及冬季依然需要供冷的建筑物來說，免費(fèi)制冷系統(tǒng)給他們帶來了很顯著的經(jīng)濟(jì)性，尤其是在這樣一個(gè)對(duì)能源消耗只增不減的大環(huán)境下來說，免費(fèi)的制冷系統(tǒng)已經(jīng)是國(guó)內(nèi)外很多的空調(diào)設(shè)備廠家研究應(yīng)用的一個(gè)系統(tǒng)。

直接供冷系統(tǒng)：將原有的空調(diào)水系統(tǒng)中設(shè)置旁通管道，然后將冷凍水環(huán)路與冷卻水環(huán)路連接在一起這就構(gòu)成了直接的供冷系統(tǒng)。

間接供冷系統(tǒng)：將系統(tǒng)中的冷卻水系統(tǒng)環(huán)路與冷凍水環(huán)路相互的獨(dú)立，不進(jìn)行連接，而能量在傳遞的時(shí)候主要是依賴中間的換熱設(shè)備，這就在很大的晨讀上保證了冷凍水低通環(huán)路的持續(xù)性，讓其不會(huì)存在衛(wèi)生問題，但是不足之處就是存在中間的換熱損失影響了供冷效果。

雖然說每一種的免費(fèi)系統(tǒng)制冷形式都是不相同的，但是所有的系統(tǒng)都具備一個(gè)共同點(diǎn)那就是在滿足建筑物冷負(fù)荷的要求之下，怎么樣才能在最大的范圍內(nèi)將冷凍機(jī)組的開機(jī)時(shí)間減少，這也是免費(fèi)制冷系統(tǒng)可不可以實(shí)際運(yùn)行的關(guān)鍵。

三、免費(fèi)制冷系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性

冷負(fù)荷供需指數(shù)是決定免費(fèi)冷系統(tǒng)運(yùn)行的可行性和經(jīng)濟(jì)性的關(guān)鍵。為了衡量免費(fèi)制冷技術(shù)的可行性，將冷負(fù)荷供需指數(shù)定義Z=Q1/Q2×A（Q1：冷卻塔的冷卻負(fù)荷，KW，Q2：建筑物的需求負(fù)荷，KW，A：系統(tǒng)的效率因子）冷卻塔在某一時(shí)間提供的冷量就是冷卻塔的冷負(fù)荷，就這一特定的冷卻塔它會(huì)隨著室外的大氣濕球的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化，但是建筑物的需求負(fù)荷也影響著。某個(gè)建筑物在某時(shí)刻對(duì)冷量的需求量是建筑物的需求負(fù)荷，建筑物室內(nèi)的熱負(fù)荷的變化影響著它的大小，為了可以對(duì)免費(fèi)制冷系統(tǒng)有一個(gè)更加確切的概念，在這我們引進(jìn)系統(tǒng)的效率因子這一個(gè)概念。板式熱交換的效率、冷卻水和冷凍水泵的效率、冷卻水、冷凍水的輸送管道中的能耗等在熱量傳遞的過程中都會(huì)對(duì)熱量傳遞的效率有不同的影響。所以效率因子是一個(gè)小于1的數(shù)值，在實(shí)際中的具體系統(tǒng)中可以將它設(shè)置為一個(gè)常數(shù)。

冷卻負(fù)荷的計(jì)算公式：Q1=CM1△t1（C—水的比熱，4.1868KJ/Kg°C；M1=冷卻水流量KG/S；△t1—冷卻水的溫降range °C；）

建筑物的需求負(fù)荷：Q2=CM2△t2（Q2—建筑物的需求負(fù)荷量，KW；M2—冷凍水流量，kg/s；△t2—冷凍水水溫降range °C；）

還可以轉(zhuǎn)換成為另一種式子：Z=C/C×△t1/△t2×A=△t1/△t2×A×B.（B—冷卻水與冷凍水的比值，B=m1/m2）這個(gè)時(shí)候冷負(fù)荷供需的指數(shù)Z完全是由冷卻水/冷凍水的溫降決定的。這冷負(fù)荷供需數(shù)Z表示的是冷負(fù)荷的供求關(guān)系，免費(fèi)制冷系統(tǒng)的供冷能力也是它表示。所以當(dāng)Z大于等于1或者約等于1的時(shí)候，建筑物的冷卻負(fù)荷是完全可以由免費(fèi)的制冷系統(tǒng)提供的，但是當(dāng)Z值比較大的時(shí)候，就可以通過減少冷卻塔或者水泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，這樣就可以避免多于的不必要的能源的浪費(fèi)，節(jié)約成本，也避免的后期對(duì)設(shè)備維護(hù)的成本費(fèi)用。

四、結(jié)語

在我國(guó)全面建設(shè)小康社會(huì)的過程中，對(duì)于能源的開發(fā)與利用是社會(huì)發(fā)展的支撐，但是節(jié)能減排也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的客觀規(guī)律，我國(guó)能源領(lǐng)域面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，而免費(fèi)的制冷技術(shù)是在過渡季節(jié)或者冬季的時(shí)候，利用冷卻塔提供的冷量進(jìn)行免費(fèi)的制冷，這種技術(shù)可以將冷凍機(jī)的開機(jī)時(shí)間減少，滿足了這個(gè)期間內(nèi)的冷負(fù)荷要求，同時(shí)也節(jié)約了能源，是一種值得研究與普及的技術(shù)。免費(fèi)制冷技術(shù)的主要形式是直接供冷和間接供冷，尤其是間接功能最為被廣泛的應(yīng)用，而影響免費(fèi)制冷系統(tǒng)運(yùn)行的主要因素是室外大氣濕球溫度和建筑物需求的負(fù)荷，為社會(huì)主義更高更快的建設(shè)目標(biāo)作出了卓越的貢獻(xiàn)。

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