O sistema de ar condicionado é composto principalmente por quatro sistemas principais: ar, água gelada, refrigerante e água de resfriamento. Durante a operação real, esses quatro sistemas mudarão com a mudança da carga de ar condicionado, coordenarão com a mudança do fluxo de ar, controle do fluxo de água gelada e ajuste do fluxo de refrigerante para alcançar o equilíbrio de carga e transferir a carga de calor de dentro para fora.
Economia de energia do host de ar condicionado
De acordo com os dados relevantes de horas mensais de aquecimento e resfriamento, se o edifício não for projetado e aplicado com ventilação natural, o ar condicionado é necessário quase o ano todo. O significado das horas de grau de resfriamento é que, quando a temperatura externa por hora é superior a 26℃, é acumulada por hora. Portanto, quanto maior a demanda de carga de resfriamento naquele mês, maior o consumo de energia de ar condicionado necessário. As mudanças de pico e fora de pico da carga de ar condicionado ao longo do ano são muito óbvias. Basicamente, as horas de operação de várias cargas parciais do host do chiller ao longo do ano são aproximadamente como mostrado na figura. A proporção de horas de operação de carga total de 100% do host é muito pequena, e a maior parte do tempo está em operação de carga parcial de 50~70%.
O consumo de energia do chiller representa uma proporção considerável no sistema de ar condicionado central. Além do desempenho de alta eficiência do chiller ao operar com carga total de 100%, é necessário garantir que o host possa operar por um longo tempo sob a condição de taxa de carga parcial de 50~75% e manter padrões de alta eficiência para obter o melhor efeito de economia de energia. Portanto, os métodos de economia de energia do chiller são os seguintes:
1. Calcular com precisão o volume máximo de equipamentos do host de ar condicionado
A capacidade do equipamento do chiller deve ser determinada por fatores como a carga máxima de ar condicionado, eficiência do equipamento, fatores meteorológicos e carga de calor. É necessário uma simulação de carga dinâmica para obter o volume apropriado do equipamento de ar condicionado. Portanto, é necessário calcular por meio de procedimentos de cálculo de ar condicionado certificados, condições internas padrão e dados meteorológicos para estabelecer um volume de projeto de equipamento razoável.
2. Utilize hosts de ar condicionado de alta eficiência
O chiller deve utilizar hosts com eficiência superior ao padrão de eficiência do chiller anunciado pelo Bureau of Energy do Ministério da Economia para reduzir o consumo de energia. Como o host não opera sob carga total por um longo tempo, ao selecionar um chiller, é necessário examinar a eficiência em carga total e a eficiência em carga parcial ao mesmo tempo, e o valor padrão mínimo da eficiência em carga total COP e a eficiência em carga parcial IPLV (Valor Integrado de Carga Parcial, IPLV). Além disso, você também pode escolher um chiller com função de controle de velocidade de frequência variável em vez de usar o método tradicional de alterar o ângulo da aleta de entrada para combinar com a carga; ou escolher um host de ar condicionado que possa operar com alta eficiência sob taxa de carga parcial de 25~75% por um longo período de tempo para aumentar a eficiência em carga parcial.
3. Utilize vários hosts para operar
Quando vários hosts são operados em paralelo, se um host puder ser desligado em baixa carga ao mesmo tempo, o host pode ser mantido em alta eficiência. Quando um único host está em funcionamento, porque sua tonelagem é grande, causa operação em baixa carga, portanto, você deve considerar instalar um host com uma tonelagem menor para manter a operação em alta eficiência.
4. Ajuste a temperatura definida da água gelada
De acordo com o princípio do ciclo de refrigeração em termodinâmica, quanto maior a temperatura de evaporação do host de água gelada, melhor a eficiência. Portanto, aumentar a temperatura de fornecimento de água do host de água gelada ou a temperatura de evaporação do refrigerante pode manter o host de água gelada em alta eficiência. Cada aumento de 1°C na temperatura da água gelada pode aumentar a eficiência do host em cerca de 3%. Quando a temperatura da água gelada cai, o desempenho do host diminui, o consumo de energia do host de água gelada aumenta, mas o consumo de energia da bomba de água diminui, então existe um ponto de operação ótimo, como mostrado na figura. No entanto, quando a temperatura de saída da água gelada aumenta, a capacidade de desumidificação da caixa do ar condicionado diminuirá, portanto, é necessário examinar os requisitos ambientais para tomar uma decisão.
5. Gestão da qualidade da água de resfriamento ou água gelada
Limpe regularmente o trocador de calor para evitar que o trocador de calor forme incrustações e afete a eficiência da transferência de calor. As incrustações afetarão a eficiência do equipamento em mais de 20%.
Sistema de ar condicionado de volume de água variável (VWV)
O método de entrega de água dos sistemas de ar condicionado tradicionais na maioria das vezes adota um método de controle de bomba de volume de água fixo, e ajusta a temperatura da água para lidar com condições de carga parcial. Este sistema é chamado de sistema de fluxo constante (CWV, Constant Water Volume). O sistema de volume de água variável (VWV) usa um fornecimento de temperatura de água fixo para melhorar a eficiência do chiller, e altera o volume de fornecimento de água controlando o número de bombas ou usando um conversor de frequência para economizar energia da bomba. Comparado com o sistema de fluxo fixo, o sistema de fluxo variável pode alterar o volume de fornecimento de água de acordo com a mudança da carga térmica interna, o que pode reduzir a potência de entrega e alcançar a economia de energia.
Sistema de ar condicionado de volume de ar variável (VAV)
O sistema de ar condicionado geral usa um certo volume de ar para fornecer ar condicionado interno. Para mudanças na carga interna, controla a mudança da temperatura do ar de fornecimento, o que é chamado de sistema de volume de ar constante (CAV). O sistema de volume de ar variável (VAV) fixa a temperatura do ar de fornecimento e ajusta o volume de ar de fornecimento para lidar com as mudanças na carga de ar condicionado. Com as características de operação do ventilador, pode economizar mais da metade do consumo de energia do ventilador.
Sistema de trocador de calor total
No verão, cerca de 30% a 40% do consumo de energia do ar condicionado é usado para lidar com a carga térmica do ar exterior. Portanto, reduzir a carga térmica do ar exterior é um dos pontos-chave da economia de energia do ar condicionado. Para garantir a qualidade do ar interior, um bom sistema de ar condicionado geralmente introduz cerca de 30% de ar fresco do exterior e 70% de ar de retorno climatizado, e então o processa em ar de suprimento climatizado adequado para as condições internas. Cerca de 30% do ar de retorno climatizado é substituído por ar fresco do exterior. Se a energia do ar de baixa temperatura e baixa umidade descarregado do ar de retorno puder ser recuperada e reutilizada, o objetivo de economia de energia pode ser alcançado. Existem basicamente dois tipos de trocadores de calor total, que são introduzidos de forma geral da seguinte maneira:
1. Tipo de fluxo cruzado estático
Existem muitos canais de fluxo de placas planas no trocador de calor total de fluxo cruzado estático, e os dois fluxos são separados em ambos os lados de cada placa por partições e dispositivos de vedação, e a direção do fluxo é transversal. As placas são principalmente feitas de fibras permeáveis, e a água absorvida em um lado pode penetrar para o outro lado para ser retirada do trocador de calor total pelo outro fluxo. Este equipamento em si não requer energia e é fácil de manter, o que é sua principal vantagem.
2. Tipo rotativo
O trocador de calor total rotativo requer um pequeno motor para causar a rotação deste volante em forma de favo de mel. Existem incontáveis pequenos canais paralelos no favo de mel, formando uma grande área de troca. Deve haver um dispositivo no volante para dividi-lo em dois lados. Quando o ar exterior flui por um lado, parte do calor e umidade é absorvido no volante. A parte saturada continua a fluir para o outro lado. O ar de exaustão de temperatura mais baixa e baixa umidade flui pelo outro lado, levando o calor e a umidade para longe do volante, alcançando o efeito de regenerar a capacidade de absorção de calor e umidade.
