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中心空调节能策略概述

来源: 齐家网 时间:2017年05月06日 浏览次数:

  据统计,中心空调的总功耗占据了国家建筑总功耗的一半左右,在一部分地区,其能耗甚至达到了总用电量的30%以上,在商场等综合建筑中其能耗要占据60%甚至更高。随着中心空调的应用逐渐普及化,其能耗的占有率正在逐年上升。所以,中心空调系统的节能问题已经成为了工程界研究的热点问题,国内外专家学者都正致力于对其节能方案研究设计中。
  中心空调系统主要由机组和末端系统构成。按照热湿负荷介质分为全水或全空气系统、水一空气系统、制冷剂系统。对于中心空调系统,其能耗主要分为三部分:1.空调系统机组和末端设备;2.房间冷热源;3.空气和水的传输系统。
  其中房间冷热源是主要能耗部分,占总能耗的一半左右,空调机组和末端设备以及空气和水的传送系统分别占25%左右。决定一个空调系统性能的是空调的核心部分-制冷系统。目前最典型的是应用蒸汽压缩式制冷机组的空调系统。蒸汽压缩式制冷机组,主要由压缩机、节流阀、冷凝器和蒸发器组成,由管道依次连接,形成一个密闭的制冷循环,其制冷的基本原理是:在蒸发器中,制冷剂吸收热量,汽化为低压低温的蒸汽,压缩机将其吸进,并压缩为高温高压蒸汽,随后被排进冷凝器,在冷凝器中与冷却介质发生热交换,释放热量,冷凝为高压液体,经过节流阀成为低温低压制冷剂,再次进进蒸发器,周而复始,形成了制冷的循环。制冷剂经过蒸发、压缩、冷凝、节流这样四个基本环节,达到制冷目的。在制冷系统中,蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀是制冷系统中必不可少的四个部件,这当中蒸发器是输送冷量的设备,制冷剂在其中吸收被冷却物体的热量实现制冷。压缩机是整个制冷机组的核心设备,其作用就像人的心脏,它提供动力,吸进、压缩并推送制冷剂在制冷剂循环中循环,是制冷过程的核心环节。同时,压缩机又是制冷系统中能耗较高的设备。介于压缩机在中心空调系统中重要的地位和其高能耗的特点,压缩机的节能问题成为了研究的热点。
  早期的压缩机是定频压缩机,只有一种频率的运行模式,而中心空调系统的设计,如上文所述,大都是采用满足最高负荷需求的方法,据统计,尽大部分时间,房间的负荷只有最大负荷的50%左右,设计上的冗余,导致了能量上的高度浪费。针对这种浪费的局面,国内外专家学者提出了很多节能的方法。启停控制是传统的节能方法。它的核心思想是在压缩机中附带上鼠笼电动机,利用鼠笼式驱动方式控制压缩机的运行,这种方式一度占据着空调压缩机控制的市场。可是,这种控制方式存在着巨大的隐患。在这种控制策略中,蒸发温度波动大,极大的影响了冷却循环的环境温度,同时,启停的过程中,压缩机转子承受着额定转速和静止两状态互相变化中巨大的转动惯性,克服惯性就带来了额外的功耗,非凡是在有负荷启动的过程,其要求的启动转矩要数倍于额定转矩,这不仅带来了对压缩机部件的损害,更产生了大量额外电能的消耗。同时,在反复的启停过程中,会产生较大的冲击电流、设备振动和噪声,对电源电压造成波动影响,因此,启停控制策略逐渐被淘汰。随着变频技术的产生和发展,压缩机迎来了变频的时代,对压缩机的节能控制也进进了崭新的领域。

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