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探讨中央空调系统制冷过程与能耗

2021-09-10李伟宁

科技研究 2021年11期
关键词:能耗

李伟宁

摘要:近年来,我国空调制冷系统得到了前所未有的发展,系统越来越先进。在空调中,中央空调系统是极为重要的部分,发挥的作用很大,与空调运行的质量和效果密切相关。但随着社会经济发展速度的不断加快,能源消耗也明显增加,对环境造成了非常大的污染,不利于人与自然和谐相处。因而,中央空调作为能耗巨大的设备,必须要对中央空调系统制冷过程进行优化,促进制冷效率的提升,尽可能减少能耗问题。

关键词:中央空调系统;制冷过程;能耗

引言:

现阶段,中央空调的应用越来越广泛,很大程度上提升了人们的生活品质,但与此同时,建筑物的能耗问题也越来越明显,对生态环境造成了很大破坏。在建筑物能耗中,中央空调占比较大。所以在节能环保理念深入落实的新时期下,务必要重视中央空调能耗问题,借助科学的手段,深入对中央空调系统制冷过程进行完善和改进,加大优化力度,对能耗进行全方位管控,保证中央空调在稳定运行的同时,还能达到节能降耗的目标。

1.中央空调制冷系統组成以及分类分析

1.1中央空调系统的组成和分类分析

在中央空调系统中,具体是由三个部分共同组合而成,分别是热源系统、冷媒输送系统、空气处理单元。在系统实际运行过程中,这三个部分能够实现相互作用和传递,让建筑区域室内、室外物质与能够有效转换,具体如图1是所示为中央空调系统热量传递图。

1.2中央空调制冷系统组成

中央空调制冷系统主要是由三个系统组成,具体分析如下:

主机制冷系统发挥的作用很大,是空调制冷的关键,该部具体是由冷冻主机、蒸发器和冷凝器组成。系统的运行原理为:通过压缩机将制冷剂制作成液态,之后与冷冻水进行热交换,以便冷冻水能够达到制冷的效果,随后再通过冷冻水泵,对冷冻水进行传递,让其可以进入到各个风口的冷却盘中,借助风机吹出冷气,进而达到降温的效果[1]。

冷冻水循环系统与主机制冷系统相互连接,是制冷的第二个环节。该系统具体是由冷冻管道和冷冻泵共同组合而成。其中,在对冷冻泵进行应用期间,可以对进入到主机制冷系统的冷冻水进行科学处理,在经过处理以后,冷冻水会进入到冷冻水管道内部。冷冻水管道的引流效果良好,可以让冷冻水在短时间内进入到风机盘管中。通常情况下,风机盘管吹出来的冷风能够达到降温的效果。在此期间,回将室内的热量全部带走,然后让其作用于冷冻水,从而达到升温的目的。冷冻水管道会再一次进入到冷冻主机当中,最终形成冷热水循环。

冷却水循环在实际运行过程中,能够对制冷主机进行合理降温,具体是由三部分组成,分别为冷却水、冷却水管道和冷却泵。在对冷却泵应用过程中,可以对冷却水进行压缩处理,以便冷却水能够在最短的时间内快速地进入到冷却塔中,之后再实施冷却处理工作,在对冷却水处理完毕以后,会借助冷却水管道而进入到制冷主机当中,能够对制冷剂散发热量进行全面吸收,实现对冷冻主机温度有效降低的效果,最后冷却水会再一次进入冷却水管道内部,进而达到循环目的。

2.中央空调系统制冷过程分析

2.1中央空调系统制冷原理

现阶段,我国使用较为普遍的中央空调系统主要有两种,分别是热泵型空调设备和电辅热泵型空调设备。在市场中,这两种中央空调系统都要对空气源热泵技术进行利用,并在结合循环逆卡诺原理的基础上,合理地进行建设。在这一技术的支撑下,在中央空调实际制冷期间,可以很大程度上对热量的收集效率进行提升,并能将低温热源高效地集合在一起,科学地对高温热源进行整合。经分析,在应用空气源热泵技术期间,除了能在中央空调制冷方面发挥非常大的作用以外,在制热供水层面的应用也很普遍[2]。针对中央空调制冷原理,在制冷模式下对室内进行制冷,而室外则是制热。通常情况下,在冷热调节之下,可以快速达到制冷的效果。

2.2中央空调系统制冷过程分析

在对中央空调系统进行应用期间,主要的作用就是对温度进行高效调节。分析得知,中央空调系统在降温调节方面可以获得较为显著的效果。现阶段,在运用中央空调时,制冷是最为常用的功能。在中央空调系统制冷过程中,如果被压力和温度所干扰,制冷剂就会有沸腾现象出现,一直到物体处于冷却状态为止,如图4所示为冷水机组制冷剂状态。在这一制冷环节中,无论是蒸发器,还是冷凝器,都会发挥极大的作用,能将下一个目标气体传输到下一个环节。这种情况下,展现出来的是冷凝形态。如果气体是冷凝形态,在处理的过程中,可以借助空调冷凝器来进行液化处理。当系统有气体产生以后,在中央空调系统内部,压缩气体能够将气体全部抽出来,而抽出的会直接进入冷凝器中,之后在压力的作用下,将需要输入的气体在短时间加以处理。气体在冷却过程中,散发出来的热量很多,需要冷却介质[3]。简而言之,冷冻水可以对热量进行吸收,与冷却水不同,需要冷却的温度相对较高。在制冷环节,中央空调系统制冷运行时,制冷系统与各个元器件有着很大联系,冷凝器可以形成高压部分,而后阀门则具备降压节流的能效。与此同时,监控系统在运行过程中,能够不间断控制冷却剂,保证其效能可以达到进一步增强的目的。总体而言,中央空调系统制冷功能在运行阶段,要对气体进行输送,以此来实现对压缩制冷的目标,提升气温下降的速度。

3.中央空调系统制冷能耗分析

通常,在中央空调系统制冷期间,所消耗的电能非常多,二者就是系统能耗。能耗可以划分成两种,一种为有效利用,另一种为浪费。从宏观的角度来看,对中央空调系统制冷能耗进行分析,最为主要的目的就是要对浪费现象进行规避,保证能源资源的利用能够更加合理高效。依照中央空调系统制冷的原理和过程可以明确,能耗主要包括已以下几个方面:

(1)冷水机组,对于这一环节,可以产生满足降温需求的冷冻水,需要消耗的电能比较多。

(2)冷水泵。在对冷水泵应用过程中,可以让冷冻水到顺利且持续出水、进水的目的,从而以循环流动的状态存在。在此环节中,也会对电能进行消耗。

(3)冷卻水泵、冷却塔风机。在对这两个元器件进行利用期间,可以辅助中央空调系统快速且高效对场景热量加以吸收。并且,中央空调系统在制冷阶段,往往会产生很多的热量。该环节的顺利开展,能让热量在最短的时间排出室内,需要消耗一定的电能。

(4)风机盘管系统。在应用该元器件过程中,需要在结合中央空调系统运行情况的基础上,对新风以及冷风进行快速传递,让其进入到场景中。在此过程中,风机会消耗电能[4]。

通过分析可以看出,中央空调系统的核心部分耗能非常大,诸如压缩器、冷却塔等。将时代发展特征作为依托,从自动化控制的层面考量,要想让用户需求最大限度的得到满足,并在此前提下,对中央空调系统能耗进行有效控制和降低,应该尽量对中央空调系统启动次数以及运行时间进行减少,保证可以从根源对能源浪费问题进行规避。为了能够更好地实现这一目标,在实际的中央空调系统制冷能耗控制时,应该结合实际现状,科学的制定应对措施。一方面,对中央空调系统各个部件进行合理协调,确保各项工作可以有条不紊地开展,确保空调设备非必要启动、停止、运行现象能够规避,减少不必要的浪费。同时,借助机组的性能,对平均负荷率运行方式进行利用,对每台制冷机所要承担的负荷大小以及比例精准计算,具体如表1所示。另一方面,对中央空调系统制冷原理和过程进行全面改造升级,并强化对变频技术的应用。该技术在使用期间,每次启动时都可以让功率处于最大化,当温度达到既定值时,压缩机的转速会减慢,并维持低能消耗的状态,确保每一个部分都能实现变频调速,让运行的速度达到最小,从而对电动机非必要状态下满负荷运行的情况进行规避,有效对中央空调系统制冷能耗进行控制。

结束语:

综合而言,在各大商场或者工厂中,中央空调的应用十分广泛。虽然中央空调可以带给人们舒适感,但能耗却非常大,不能满足当下节能环保的要求。在中央空调中,制冷过程需要消耗非常多的电能,对生态环境的影响颇大。对此,相关人员务必要加强重视,深入分析制冷系统结构,了解制冷过程和能耗,并以此为基础,借助相对科学的方式,合理控制,全面优化,保证中央空调系统可以平稳运行时,有效规避能耗问题。

参考文献:

[1]赵慧玲.关于中央空调节能设计方面的研究[J].山西建筑,2019,45(05):189-191.

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