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      中央空調節能策略概述

      2020-07-08 502 來源: 齊家網
        據統計,中央空調的總功耗占據了國家建筑總功耗的一半左右,在一部分地區,其能耗甚至達到了總用電量的30%以上,在商場等綜合建筑中其能耗要占據60%甚至更高。隨著中央空調的應用逐漸普及化,其能耗的占有率正在逐年上升。所以,中央空調系統的節能問題已經成為了工程界研究的熱點問題,國內外專家學者都正致力于對其節能方案研究設計中。
        中央空調系統主要由機組和末端系統構成。按照熱濕負荷介質分為全水或全空氣系統、水一空氣系統、制冷劑系統。對于中央空調系統,其能耗主要分為三部分:1.空調系統機組和末端設備;2.房間冷熱源;3.空氣和水的傳輸系統。
        其中房間冷熱源是主要能耗部分,占總能耗的一半左右,空調機組和末端設備以及空氣和水的傳送系統分別占25%左右。決定一個空調系統性能的是空調的核心部分-制冷系統。目前典型的是應用蒸汽壓縮式制冷機組的空調系統。蒸汽壓縮式制冷機組,主要由壓縮機、節流閥、冷凝器和蒸發器組成,由管道依次連接,形成一個密閉的制冷循環,其制冷的基本原理是:在蒸發器中,制冷劑吸收熱量,汽化為低壓低溫的蒸汽,壓縮機將其吸入,并壓縮為高溫高壓蒸汽,隨后被排入冷凝器,在冷凝器中與冷卻介質發生熱交換,釋放熱量,冷凝為高壓液體,經過節流閥成為低溫低壓制冷劑,再次進入蒸發器,周而復始,形成了制冷的循環。制冷劑經過蒸發、壓縮、冷凝、節流這樣四個基本環節,達到制冷目的。在制冷系統中,蒸發器、冷凝器、壓縮機和節流閥是制冷系統中必不可少的四個部件,這當中蒸發器是輸送冷量的設備,制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實現制冷。壓縮機是整個制冷機組的核心設備,其作用就像人的心臟,它提供動力,吸入、壓縮并推送制冷劑在制冷劑循環中循環,是制冷過程的核心環節。同時,壓縮機又是制冷系統中能耗較高的設備。介于壓縮機在中央空調系統中重要的地位和其高能耗的特點,壓縮機的節能問題成為了研究的熱點。
        早期的壓縮機是定頻壓縮機,只有一種頻率的運行模式,而中央空調系統的設計,如上文所述,大都是采用滿足負荷需求的方法,據統計,絕大部分時間,房間的負荷只有負荷的50%左右,設計上的冗余,導致了能量上的高度浪費。針對這種浪費的局面,國內外專家學者提出了很多節能的方法。啟停控制是傳統的節能方法。它的核心思想是在壓縮機中附帶上鼠籠電動機,利用鼠籠式驅動方式控制壓縮機的運行,這種方式一度占據著空調壓縮機控制的市場。可是,這種控制方式存在著巨大的隱患。在這種控制策略中,蒸發溫度波動大,極大的影響了冷卻循環的環境溫度,同時,啟停的過程中,壓縮機轉子承受著額定轉速和靜止兩狀態互相變化中巨大的轉動慣性,克服慣性就帶來了額外的功耗,特別是在有負荷啟動的過程,其要求的啟動轉矩要數倍于額定轉矩,這不僅帶來了對壓縮機部件的損害,更產生了大量額外電能的消耗。同時,在反復的啟停過程中,會產生較大的沖擊電流、設備振動和噪聲,對電源電壓造成波動影響,因此,啟停控制策略逐漸被淘汰。隨著變頻技術的產生和發展,壓縮機迎來了變頻的時代,對壓縮機的節能控制也進入了嶄新的領域。
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