空调与制冷系统联机运行节能策略及工程应用

正文：

引言

实际上关于空调节能技术，国内外早有较成熟的研究成果。如热回收技术、水源热泵等都能够起到立竿见影的效果，但在应用中受到空调系统类型的制约，因此效果也难以达到预期。相反，冷水出口温度以及取风回风也对能耗有着直接的影响，却始终没能受到业界的关注。对这两个问题进行探讨，对于促进空调联机运行节能有着积极的作用。

一、提高冷冻水出口温度

（一）升温对COP的影响

通常而言，空调系统冷水口内外均存在5℃左右的温差。若冷冻水的温度产生了变化，则系统机组的整体效率将受到严重的影响，并进一步增加水泵的消耗。因此，可根据这一原理来调节冷冻水出口的温度，从而实现对COP（能量转化率）的提高。技术人员适当升高出水口的温度，则制冷剂的蒸发温度也将随之改变。常规机组进水温度往往在12℃，而出水口相对较低为7℃左右。这种运行状态下COP的值较低，且有实验数据显示，每升高出水口1℃，空调机组的能量转换率就能够提高3%。这是由于冷冻水出口温度上升后，冷水机组的制冷效果将更加显著，从而有效降低对电能的损耗。不过这种节能措施也受到冷水机组类型的影响，比如螺杆式机组的节能效果最明显，活塞式机组效果次之，而离心式机组能耗几乎没产生变化。

（二）升温对能耗的影响

空调系统组成较为复杂，而在运行中产生能耗的主要为风机、水泵，且这两者的能耗占比较高。根据空调系统运行原理可知，机组的总体能耗实际上与制冷剂蒸发温度呈现出反相关关系。即当蒸发温度越高时，则说明该系统的能耗低；相反，制冷剂蒸发温度高则意味着空调系统存在能耗冗余的问题。在应用对比中也发现，相较于冷水进出温差对冷水机组能耗的影响，制冷剂对机组能耗的影响更甚。如保持出水温度不变，若增大温差5摄氏度机组的能耗几乎不受影响；而蒸发温度改变1℃，机组能耗可能浮动5%以上。由此可得出，对出水温、水泵以及风机的调节其本质为换热条件的控制，部分操作不当时甚至可能造成能耗的增大。而制冷剂蒸发温度直接关系到冷却塔的能耗，因此对空调机组COP的提升是非常明显的。

（三）升温对性能的影响

空调联机运行状态下，系统内各机组、设备之间互相影响，个别参数的变化也能在整体上起到相应的效果。为验证本文思路的合理性，笔者也严格根据热平衡原理进行推导，从而为论点做出支撑。首先将冷冻水流量标记为W,进水温度记作t1，出水口的温度记作t2。此外水比热容用C代替，为系统制冷量，t3为制冷剂蒸发温度。那么根据热平衡可得：W（t1-t2）·C=；t3=t2-C。那么当进水口温度恒定状态下，则出水口温度越高。且冷冻水流量也保持不变，蒸发温度就会相应升高。

综上所述，通过升高冷冻水出水口温度的办法，使机组制冷剂蒸发温度升高，能耗问题自然就迎刃而解了。

二、室外新风的节能分析

（一）新风与节能的适应性

室外新风系统的运用需要结合当地气候条件，因此在推广中应该首先分析适应性。部分已被证实卓有成效的节能手段，也可能在其它地区失去作用。这就需要从两方面去考虑，其一，空调系统需要具备较强的恶劣天气适应能力。即使在室外条件较恶劣的情况下，仍然能够有效保持系统的运行。其二，是空调系统对气象条件的亲和力。即空调系统是否能与室外环境一体，从而将新风转化为系统内的能量。从地区上来看，我国亚热带、温带地区由于受季风影响，因此整体气候规律明显。不仅极端恶劣天气少，而且室外新风也表现为寒流和暖湿气流两种，可作为空调系统的重要能量。在室内需要降温时，则可以引入室外冷源；而需要升温时也需要控制热量流失。

（二）室外新风的控制方法

室外新风虽然能够以自然冷热源来降低能耗，但在应用中也需要避免盲目随意的问题。一方面既要满足对能耗的控制；另一方面也需要考虑系统排风能力。技术人员可以对室内外空气的焓进行定期的测量，并结合空调运行需求来制定合理的控制计划。在室内空气焓小于室外新风焓时，采用最小或最大新风都能够有效起到除湿的作用；而如果室外新风焓小于室内，那么采用最小新风就能够起到增湿空气的作用。不仅如此，室内外空气的温度也能够控制空调负荷，室外温度高时采用最大新风；相反，室内送风温度高则需要以最小新风，来对回风比进行调节

（三）利用新风注意的细节

在冬夏两季室内对于空调依赖较强，而若室外新风量过大也将造成能耗的上浮。因此，在制定节能计划时仍需要结合建筑使用需求，来采用最小的新风量。而在春秋两季，供暖、冷的强度并不高，借助于室外新风可以充分减少人工冷热源的使用。尤其是商场、影院等公共建筑物，采用最大新风量可以减轻由人流造成的空气质量问题，且还可以减轻机组的运行负荷。除此之外，新风的使用既要考虑到经济问题，也应关注室内空气质量问题。比如当室外空气条件差时，盲目采用大新风量可能造成室内卫生问题。而若室内由于生产生活造成了空气污染，则可以加大新风量，从而稀释有害物质的浓度。

结语

综上所述，以往在研究空调节能技术时大多关注设备工艺的优化，而忽视了出水口温度调节、新风利用等手段。经过论证分析，冷冻水出水口温度上升可以调节制冷剂蒸发温度，从而降低系统整体能耗。而室外新风利用早有先例，在应用中需要结合不同的季节、当地的气候条件以及室内使用需求，来合理选择节能方式。通过这两种手段的灵活运用，可以在不更新硬件条件的基础上，实现对能耗的降低，从而达到经济效益与环保效益的双赢。