正文:
實際上關(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,因此效果也難以達到預(yù)期。相反,冷水出口溫度以及取風(fēng)回風(fēng)也對能耗有著直接的影響,卻始終沒能受到業(yè)界的關(guān)注。對這兩個問題進行探討,對于促進空調(diào)聯(lián)機運行節(jié)能有著積極的作用。
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)機組的整體效率將受到嚴重的影響,并進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,從而實現(xiàn)對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)機組進水溫度往往在12℃,而出水口相對較低為7℃左右。這種運行狀態(tài)下COP的值較低,且有實驗數(shù)據(jù)顯示,每升高出水口1℃,空調(diào)機組的能量轉(zhuǎn)換率就能夠提高3%。這是由于冷凍水出口溫度上升后,冷水機組的制冷效果將更加顯著,從而有效降低對電能的損耗。不過這種節(jié)能措施也受到冷水機組類型的影響,比如螺桿式機組的節(jié)能效果最明顯,活塞式機組效果次之,而離心式機組能耗幾乎沒產(chǎn)生變化。
空調(diào)系統(tǒng)組成較為復(fù)雜,而在運行中產(chǎn)生能耗的主要為風(fēng)機、水泵,且這兩者的能耗占比較高。根據(jù)空調(diào)系統(tǒng)運行原理可知,機組的總體能耗實際上與制冷劑蒸發(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,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)用對比中也發(fā)現(xiàn),相較于冷水進出溫差對冷水機組能耗的影響,制冷劑對機組能耗的影響更甚。如保持出水溫度不變,若增大溫差5攝氏度機組的能耗幾乎不受影響;而蒸發(fā)溫度改變1℃,機組能耗可能浮動5%以上。由此可得出,對出水溫、水泵以及風(fēng)機的調(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,因此對空調(diào)機組COP的提升是非常明顯的。
空調(diào)聯(lián)機運行狀態(tài)下,系統(tǒng)內(nèi)各機組、設(shè)備之間互相影響,個別參數(shù)的變化也能在整體上起到相應(yīng)的效果。為驗證本文思路的合理性,筆者也嚴格根據(jù)熱平衡原理進行推導(dǎo),從而為論點做出支撐。首先將冷凍水流量標記為W,進水溫度記作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,使機組制冷劑蒸發(fā)溫度升高,能耗問題自然就迎刃而解了。
室外新風(fēng)系統(tǒng)的運用需要結(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)的運行。其二,是空調(diào)系統(tǒng)對氣象條件的親和力。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,則可以引入室外冷源;而需要升溫時也需要控制熱量流失。
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)人員可以對室內(nèi)外空氣的焓進行定期的測量,并結(jié)合空調(diào)運行需求來制定合理的控制計劃。在室內(nèi)空氣焓小于室外新風(fēng)焓時,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)負荷,室外溫度高時采用最大新風(fēng);相反,室內(nèi)送風(fēng)溫度高則需要以最小新風(fēng),來對回風(fēng)比進行調(diào)節(jié)
在冬夏兩季室內(nèi)對于空調(diào)依賴較強,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)能計劃時仍需要結(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、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,且還可以減輕機組的運行負荷。除此之外,新風(fēng)的使用既要考慮到經(jīng)濟問題,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,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。
綜上所述,以往在研究空調(diào)節(jié)能技術(shù)時大多關(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用,可以在不更新硬件條件的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)對能耗的降低,從而達到經(jīng)濟效益與環(huán)保效益的雙贏。