Система кондиционирования воздуха в основном состоит из четырех основных систем: воздушной, ледяной воды, хладагента и охлаждающей воды. Во время фактической эксплуатации эти четыре системы будут изменяться вместе с изменением нагрузки кондиционирования воздуха, координироваться с изменением воздушного потока, управлением потоком ледяной воды и регулировкой потока хладагента для достижения баланса нагрузки и передачи тепловой нагрузки изнутри наружу.
Энергосбережение хоста кондиционирования воздуха
Согласно соответствующим данным о месячных часах отопления и охлаждения, если здание не спроектировано и не используется с естественной вентиляцией, кондиционирование воздуха требуется практически круглый год. Значение часов охлаждения заключается в том, что при часовой температуре на улице выше 26°C они накапливаются по часам. Поэтому чем больше требуется нагрузка на охлаждение в том месяце, тем выше потребление энергии кондиционирования воздуха. Пиковые и внепиковые изменения нагрузки кондиционирования воздуха в течение года очень очевидны. Практически часы работы различных частичных нагрузок хоста холодильника в течение года примерно как показано на рисунке. Доля часов работы хоста на полной нагрузке 100% очень мала, и большую часть времени он находится в режиме частичной нагрузки 50~70%.
Потребление энергии холодильника составляет значительную долю в центральной системе кондиционирования воздуха. Помимо высокой эффективности работы холодильника при работе на 100% полной нагрузке, необходимо обеспечить возможность работы хоста в течение длительного времени при условии частичной нагрузки 50~75% и поддерживать высокие стандарты эффективности для достижения наилучшего эффекта экономии энергии. Поэтому методы экономии энергии холодильника следующие:
1. Точно рассчитайте максимальный объем оборудования кондиционирования воздуха
Емкость оборудования холодильника должна быть определена по таким факторам, как максимальная нагрузка кондиционирования воздуха, эффективность оборудования, метеорологические факторы и тепловая нагрузка. Для получения соответствующего объема оборудования кондиционирования воздуха требуется динамическое моделирование нагрузки. Поэтому необходимо рассчитать через сертифицированные процедуры расчета кондиционирования воздуха, стандартные внутренние условия и метеорологические данные для установления разумного объема проектирования оборудования.
2. Используйте хосты с высокой эффективностью кондиционирования воздуха
Холодильник должен использовать хосты с эффективностью выше стандарта эффективности холодильника, объявленного Бюро энергетики Министерства экономики. Поскольку хост не работает под полной нагрузкой в течение длительного времени, при выборе холодильника необходимо изучить эффективность при полной нагрузке и эффективность при частичной нагрузке одновременно, а также минимальное стандартное значение эффективности на полной нагрузке COP и эффективность на частичной нагрузке IPLV (Интегрированное значение частичной нагрузки, IPLV). Кроме того, можно выбрать холодильник с функцией регулирования скорости переменного частотного привода вместо использования традиционного метода изменения угла входного направляющего лопастного вентиля для соответствия нагрузке; или выбрать хост кондиционирования воздуха, который может работать на высокой эффективности при частичной нагрузке 25~75% в течение длительного времени, чтобы увеличить эффективность при частичной нагрузке.
3. Используйте несколько хостов для работы
При параллельной работе нескольких хостов, если один хост может быть выключен при низкой нагрузке одновременно, хост можно поддерживать на высокой эффективности. Когда работает один хост, потому что его тоннаж большой, это вызывает работу при низкой нагрузке, поэтому следует рассмотреть установку хоста с меньшим тоннажем для поддержания работы на высокой эффективности.
4. Настройте установленную температуру охлажденной воды
Согласно принципу холодильного цикла в термодинамике, чем выше температура испарения охлажденной воды хоста, тем лучше эффективность. Поэтому увеличение температуры подачи охлажденной воды хоста или температуры испарения хладагента может поддерживать хост охлажденной воды на высокой эффективности. Каждое увеличение температуры охлажденной воды на 1°C может увеличить эффективность хоста примерно на 3%. При снижении температуры охлажденной воды производительность хоста снижается, потребление электроэнергии хоста охлажденной воды увеличивается, но потребление электроэнергии насоса для воды снижается, поэтому существует оптимальная рабочая точка, как показано на рисунке. Однако при увеличении температуры выхода охлажденной воды уменьшается емкость кондиционера, поэтому необходимо изучить требования к окружающей среде для принятия решения.
5. Управление качеством охлаждающей воды или холодильной воды
Регулярно чистите теплообменник, чтобы предотвратить образование накипи и влияние на эффективность теплообмена. Накипь может снизить эффективность работы установки более чем на 20%.
Система кондиционирования воздуха с переменным объемом воды (VWV)
Метод доставки воды традиционных систем кондиционирования воздуха в основном основан на методе управления насосом с фиксированным объемом воды и регулировании температуры воды для справки с частичной нагрузкой. Эта система называется системой постоянного потока (CWV, Constant Water Volume). Система с переменным объемом воды (VWV) использует поставку воды с фиксированной температурой для повышения эффективности охладителя и изменяет объем поставки воды путем управления количеством насосов или использования частотного преобразователя для экономии энергии на насосе. По сравнению с системой фиксированного потока, система переменного потока может изменять объем поставки воды в зависимости от изменения внутренней тепловой нагрузки, что позволяет снизить мощность доставки и достичь экономии энергии.
Система кондиционирования воздуха с переменным объемом воздуха (VAV)
Общая система кондиционирования воздуха использует определенный объем воздуха для подачи воздуха в помещение. Для изменений внутренней нагрузки она контролирует изменение температуры подачи воздуха, что называется системой постоянного объема воздуха (CAV). Система с переменным объемом воздуха (VAV) фиксирует температуру подачи воздуха и регулирует объем подачи воздуха для справки с изменениями в нагрузке кондиционирования воздуха. Благодаря характеристикам работы вентилятора можно сэкономить более половины энергопотребления вентилятора.
Система теплообменника
Летом примерно 30% - 40% энергопотребления кондиционера используется для обработки тепловой нагрузки воздуха извне. Поэтому снижение тепловой нагрузки воздуха извне является одним из ключевых моментов экономии энергии кондиционирования воздуха. Для обеспечения качества воздуха в помещении хорошая система кондиционирования обычно вводит примерно 30% свежего воздуха извне и 70% воздуха, возвращаемого из помещения, а затем обрабатывает его в кондиционированный подходящий для внутренних условий воздух. Примерно 30% воздуха, возвращаемого из помещения, заменяется свежим воздухом извне. Если энергия низкотемпературного и низкой влажности воздуха, выбрасываемого из воздуха, может быть восстановлена и повторно использована, то можно достичь цели экономии энергии. Существует два основных типа теплообменников, которые можно грубо описать следующим образом:
1. Статический поперечный тип
В статическом поперечном теплообменнике с плоскими пластинами имеется множество каналов проточного типа, и два потока разделяются по обе стороны каждой пластины перегородками и уплотнительными устройствами, а направление потока поперечное. Пластины в основном изготовлены из проницаемых волокон, и вода, поглощенная с одной стороны, может проникнуть на другую сторону для вывода из теплообменника вслед за другим потоком. Этот оборудование не требует электропитания и легко обслуживается, что является его основным преимуществом.
2. Ротационный тип
Ротационный теплообменник требует небольшого двигателя для вращения сотового колеса. В соте колеса находится множество параллельных каналов, образующих большую площадь обмена. На колесе должно быть устройство для разделения его на две стороны. Когда воздух извне проходит через одну сторону, часть тепла и влаги поглощается колесом. Насыщенная часть продолжает двигаться на другую сторону. Охлажденный воздух с низкой температурой и влажностью проходит через другую сторону, унося тепло и влагу от колеса, достигая эффекта регенерации способности поглощения тепла и влаги.
