恒溫恒濕空調(diào)節(jié)能控制改造與效果分析.

孫雷明

摘要：恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)可以使室內(nèi)環(huán)境溫濕度環(huán)境保持穩(wěn)定，這與用戶需求相吻合，但該控制功能發(fā)揮本身會消耗大量能量，在其運(yùn)行期間，其產(chǎn)生的再熱問題及送風(fēng)量大及溫差小問題也會造成能源消耗問題。空調(diào)系統(tǒng)長期運(yùn)行造成的能量總耗必定很大，這不符合節(jié)能減排理念。針對空調(diào)系統(tǒng)的能耗過大問題，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)將節(jié)能減排理念滲透在設(shè)計(jì)中，使其能耗受控。

關(guān)鍵詞：恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng);能耗;節(jié)能控制策略

1 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)能耗分析

1.1 空調(diào)系統(tǒng)夏季室內(nèi)控制溫度與室內(nèi)負(fù)荷關(guān)系

夏冬季室內(nèi)溫度需要處于恒溫狀態(tài)，這需要平衡室內(nèi)總得熱量和總失熱量，沒有熱量缺口，溫度便沒有變化的機(jī)會。室內(nèi)熱量變化情況與房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置形式及建筑整體布置有關(guān)，與空調(diào)設(shè)備類型及空調(diào)運(yùn)行方式也脫離不了關(guān)系?；诖?，對房間的熱量得失情況進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其數(shù)值差較大，設(shè)計(jì)人員在研究該問題時(shí)，可以將空間當(dāng)作開口系統(tǒng)，計(jì)算該系統(tǒng)的熱量得失情況。在計(jì)算時(shí)，開口系統(tǒng)能量方程式可應(yīng)用其中，在此時(shí)，設(shè)計(jì)人員只需考量到溫度變化影響即可。在方程計(jì)算中，需要涉及到排風(fēng)風(fēng)量、室內(nèi)溫度、回風(fēng)量、送風(fēng)量、送風(fēng)密度及送風(fēng)溫度等參數(shù)，室內(nèi)獲得熱量主要來自空調(diào)設(shè)備及建筑室內(nèi)空間其他設(shè)備、人體，圍護(hù)結(jié)構(gòu)外部環(huán)境也會帶來部分熱量。據(jù)此，可有效分析室內(nèi)負(fù)荷與控制溫度之間的關(guān)聯(lián)。

1.2 空調(diào)系統(tǒng)空氣處理方式不當(dāng)產(chǎn)生的附加能耗

其一，在夏季，空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行較為頻繁，其控制系統(tǒng)長期負(fù)荷運(yùn)行，難免會產(chǎn)生滯后性，如果空調(diào)控制策略不妥當(dāng)，該空調(diào)便無法使環(huán)境保持恒溫恒濕，其中在濕度方面多出現(xiàn)除濕量過大及送風(fēng)溫度過低現(xiàn)象，為了滿足恒溫恒濕要求，還要進(jìn)行二次處理，使送入室內(nèi)的送風(fēng)溫度上升至目標(biāo)溫度，使?jié)穸仍黾印Ｔ摱翁幚磉^程需要同時(shí)消耗很多冷量、熱量及蒸汽量。其二，在冬季，用戶也需要借助恒溫恒濕系統(tǒng)來平衡室內(nèi)熱量，使室內(nèi)保持恒溫恒濕。但該空調(diào)系統(tǒng)也會存在控制系統(tǒng)失控現(xiàn)象，相關(guān)的控制策略合理性及執(zhí)行時(shí)間都不滿足于要求。在這種條件下，空調(diào)系統(tǒng)會依照夏季空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行方式進(jìn)行環(huán)境調(diào)控，所以室內(nèi)環(huán)境溫度會降低，濕度也會降低，空氣處理起到反作用，在此過程中，要滿足升溫干燥作用，還要浪費(fèi)一定的冷量、熱量和蒸汽量來滿足要求。這兩種情況中的恒溫恒濕系統(tǒng)皆處于不良運(yùn)行狀態(tài)中，所以其運(yùn)行過程必然會在原能耗基礎(chǔ)上，產(chǎn)生新的附加能量，該附加能量便是浪費(fèi)的能量，要達(dá)到節(jié)能目的，設(shè)計(jì)人員需要重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使其處于健康運(yùn)行狀態(tài)。

2 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)能耗問題分析

2.1 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用

我國當(dāng)下的一些高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，對生產(chǎn)環(huán)境的要求還是比較高的，特別是對生產(chǎn)環(huán)境中的溫度、濕度，以及清潔度的要求都是有相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的，為了滿足相應(yīng)的工作條件，恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)在工作場所中的應(yīng)用較為廣泛。經(jīng)過長時(shí)間的研究，恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的工作原理已經(jīng)發(fā)展得相對成熟，傳統(tǒng)的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，工作原理如下：首先工作人員需要保證室內(nèi)的相對濕度，給恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，一個(gè)相對穩(wěn)定的工作環(huán)境。在系統(tǒng)進(jìn)行工作的時(shí)候，需要將新風(fēng)和回風(fēng)進(jìn)行混合，這樣做的工作目的主要是簡化工作步驟，提升工作效率，將混合后的空氣同時(shí)冷卻到相應(yīng)的露點(diǎn)，然后再通過二次加熱的方法，增加或者降低混合空氣的溫度，以及保證相對濕度。這種工作方法在操作上有簡單快捷、工作效率較高等等方面的優(yōu)點(diǎn)，所以在傳統(tǒng)的工藝中應(yīng)用較為廣泛。

2.2系統(tǒng)能耗問題的分析

但是在進(jìn)行具體的工作的時(shí)候，有一個(gè)問題在以往的生產(chǎn)活動中沒有受到人們的重視，那就是能耗問題。因?yàn)樵谶^去的生活中，能用到恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的工作項(xiàng)目寥寥無幾，所需要用到這套系統(tǒng)的大多是航空航天行業(yè)，而這些行業(yè)國家給的補(bǔ)助較多，項(xiàng)目資金較為雄厚，也就沒有注意到能耗問題，這個(gè)問題給整個(gè)項(xiàng)目帶來的經(jīng)濟(jì)壓力也可以忽略不計(jì)。但是隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，越來越多的行業(yè)需要用到恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，在這個(gè)時(shí)候能耗的問題就凸顯了出來，巨量的能耗不僅會給行業(yè)的發(fā)展帶來巨大的資金壓力，而且還會給自然環(huán)境造成不可挽回的損傷。如果我國在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時(shí)候，不注意控制恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的能耗問題，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展同時(shí)也會嚴(yán)重的消耗和自然資源，使得自然環(huán)境受到巨大的破壞，這種竭澤而漁的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，顯然是不符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略性政策的，所以不僅是行業(yè)內(nèi)部，而且國家部門也不止一次強(qiáng)調(diào)了，要對相關(guān)的工藝工序進(jìn)行改進(jìn)。

3 恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能控制措施分析

3.1 溫度的控制

為了控制空調(diào)的溫度，在對恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，在空調(diào)上安裝了加熱器，這樣就可以將室內(nèi)溫度保持在設(shè)定值。通常情況下，要求無論是夏季還是冬季，都不應(yīng)該將室內(nèi)溫度設(shè)置的太低，為了減小系統(tǒng)能耗，應(yīng)該將溫度波動范圍控制在1℃以內(nèi)。同時(shí)，為了更好的把握室內(nèi)溫度的精度，可以采用多級或一級加熱，可以使用一些調(diào)節(jié)性能良好的加熱器，以更好的達(dá)到控制要求。例如，根據(jù)溫差大小選擇多級式熱方式，當(dāng)溫差過大的時(shí)候要開啟一到兩級式熱方式，而當(dāng)溫差過小的時(shí)候只需開啟一級加熱即可。此外，為了避免室溫劇烈變化所引起的不適感，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定溫度之后，變頻恒溫恒濕機(jī)就會以較低的頻率運(yùn)轉(zhuǎn)，不僅降低了壓縮機(jī)的消耗功率，還節(jié)省了電量，保證了溫度的穩(wěn)定性。加熱器具有安全性好、加熱均勻、加熱穩(wěn)定等特點(diǎn)，開啟加熱器，可以很好的對溫度進(jìn)行補(bǔ)償，同時(shí)還能有效的控制加熱量，將溫度波動的上下浮動控制在0.5℃，因此加熱器的重要性不言而喻。

3.2 濕度的控制

為了更好的控制濕度的精度，一般采用加濕器，當(dāng)然，為了加濕效率，保證運(yùn)行安全，會選擇性能比較好的電極式加濕器。這種加濕器的運(yùn)行原理就是以水為電阻，當(dāng)接通電源后就可以利用加熱水所產(chǎn)生的蒸汽來加濕空氣，從而有效的控制室內(nèi)的濕度，使?jié)穸冗_(dá)到一定的平衡。通常情況下，加濕器的水位越高，產(chǎn)生的蒸汽就越多。

當(dāng)然，有時(shí)候也需要進(jìn)一步處理新空氣的濕度，在與回風(fēng)混合的同時(shí)也要進(jìn)行降濕處理，使?jié)穸冗_(dá)到設(shè)定濕度。需要注意的是，在降濕過程中會增加系統(tǒng)的能耗，所以為了減少能耗的損失，降低加濕器的濕惰性，節(jié)約有限能源，需要對加濕器進(jìn)行改造，以更好的控制所需加濕量的多少，控制加濕器的出力。此外，室內(nèi)濕度也會因溫度的影響而發(fā)生變化，面對這種情況，空調(diào)系統(tǒng)會自行進(jìn)行選擇，先對其中的一項(xiàng)變量進(jìn)行控制，當(dāng)變量達(dá)到要求時(shí)，再對另一個(gè)變量進(jìn)行控制，如果仍然無法使得其中的一項(xiàng)達(dá)到預(yù)定要求，就需要針對不同的空氣條件再次采取降溫除濕過程，通過這種處理模式實(shí)現(xiàn)自動控制。當(dāng)然，在進(jìn)行操作的時(shí)候一定要控制好溫度和濕度的變化，深入了解不同溫度下濕度和溫度的關(guān)系，這樣才能更好的調(diào)節(jié)，例如，當(dāng)溫度為20攝氏度的時(shí)候，濕度波動4%，溫度波動1攝氏度。

4 結(jié)束語

在恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)控制中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部能量消耗情況，找到能耗量最多的部分，作為優(yōu)化重點(diǎn)，采取降耗措施，使其實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的。設(shè)計(jì)人員在優(yōu)化設(shè)計(jì)節(jié)能系統(tǒng)時(shí)，還要結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，綜合空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)用節(jié)能評價(jià)數(shù)據(jù)，完善節(jié)能設(shè)計(jì)方案。如此空調(diào)系統(tǒng)才能在滿足運(yùn)行要求同時(shí)，達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。

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