เทคโนโลยีประหยัดพลังงานสำหรับระบบปรับอากาศ

ระบบปรับอากาศประกอบด้วยระบบสี่ระบบหลัก คือ อากาศ น้ำแข็ง สารทำความเย็น และน้ำที่ใช้ทำความเย็น ในการทำงานจริง เหล่านี้สี่ระบบจะเปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงของโหลดของระบบปรับอากาศ ปรับตัวกับการเปลี่ยนแปลงของการไหลของอากาศ การควบคุมการไหลของน้ำแข็งและการปรับการไหลของสารทำความเย็นเพื่อให้ได้สมดุลของโหลดและโอนโหลดความร้อนจากภายในไปยังภายนอก

การประหยัดพลังงานของโฮสต์เครื่องปรับอากาศ

ตามข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับชั่วโมงการทำความร้อนและการทำความเย็นรายเดือน หากอาคารไม่ได้รับการออกแบบและใช้การระบายอากาศธรรมชาติ การใช้เครื่องปรับอากาศจำเป็นเกือบทั้งปี ความหมายของชั่วโมงการทำความเย็นคือ เมื่ออุณหภูมิภายนอกต่อชั่วโมงมากกว่า 26℃ จะถูกสะสมต่อชั่วโมง ดังนั้น ความต้องการของโหลดการทำความเย็นในเดือนนั้น ๆ มีค่าสูงขึ้น การเปลี่ยนแปลงของโหลดการทำความเย็นตลอดปีมีความชัดเจนมาก โดยพื้นฐานการทำงานของชั่วโมงของโหลดบางส่วนต่าง ๆ ของโฮสต์เครื่องทำความเย็นตลอดปีโดยรวมเป็นดังที่แสดงในภาพ สัดส่วนของชั่วโมงการทำงานในโหลดเต็ม 100% ของโฮสต์เป็นเล็กมาก และส่วนใหญ่เวลานั้นอยู่ในการทำงานในโหลดบางส่วน 50~70%

การใช้พลังงานของเครื่องทำความเย็นมีส่วนแบ่งสำคัญในระบบปรับอากาศแบบกลาง นอกจากประสิทธิภาพสูงของเครื่องทำความเย็นเมื่อทำงานในโหลดเต็ม ยังต้องให้ความมั่นใจว่าโฮสต์สามารถทำงานเป็นเวลานานในเงื่อนไขของอัตราโหลดบางส่วน 50~75% และรักษามาตรฐานประสิทธิภาพสูงเพื่อให้ได้ผลลัพธ์การประหยัดพลังงานที่ดีที่สุด ดังนั้น วิธีประหยัดพลังงานของเครื่องทำความเย็นมีดังนี้:

1. คำนวณปริมาณอุปกรณ์สูงสุดของโฮสต์เครื่องปรับอากาศอย่างแม่นยำ

ความจุของอุปกรณ์ของเครื่องทำความเย็นต้องถูกกำหนดโดยปัจจัยต่าง ๆ เช่น โหลดของระบบปรับอากาศสูงสุด ประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ปัจจัยทางอุตสาหกรรมและโหลดความร้อน จำเป็นต้องมีการจำลองโหลดแบบไดนามิกเพื่อให้ได้ปริมาณอุปกรณ์ของระบบปรับอากาศที่เหมาะสม ดังนั้น จำเป็นต้องคำนวณผ่านกระบวนการคำนวณระบบปรับอากาศที่ได้รับการรับรอง สภาพภายในมาตรฐานและข้อมูลเมฆเมื่อเพื่อกำหนดปริมาณอุปกรณ์ที่เหมาะสม

2. ใช้โฮสต์เครื่องปรับอากาศที่มีประสิทธิภาพสูง

เครื่องทำความเย็นควรใช้โฮสต์ที่มีประสิทธิภาพสูงกว่ามาตรฐานประสิทธิภาพของเครื่องทำความเย็นที่ประกาศโดยสำนักงานพลังงาน กระทรวงเศรษฐกิจ เพื่อลดการใช้พลังงาน โดยเนื่องจากโฮสต์ไม่ทำงานในโหลดเต็มเป็นเวลานาน ในการเลือกเครื่องทำความเย็น จำเป็นต้องตรวจสอบประสิทธิภาพในโหลดเต็มและประสิทธิภาพในโหลดบางส่วนพร้อมกัน และค่ามาตรฐานขั้นต่ำของประสิทธิภาพในโหลดเต็ม COP และประสิทธิภาพในโหลดบางส่วน IPLV (Integrated Part Load Value, IPLV) นอกจากนี้ ยังสามารถเลือกเครื่องทำความเย็นที่มีฟังก์ชันควบคุมความเร็วด้วยความถี่แทนที่จะใช้วิธีเดิมในการเปลี่ยนมุมของตัวนำเข้าเพื่อให้ตรงกับโหลด หรือเลือกโฮสต์เครื่องปรับอากาศที่สามารถทำงานในโหลดบางส่วนที่มีประสิทธิภาพสูงในอัตรา 25~75% เป็นเวลานานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในโหลดบางส่วน

3. ใช้โฮสต์หลายตัวในการทำงาน

เมื่อมีการทำงานของโฮสต์หลายตัวในการทำงานขนาดเท่ากัน หากสามารถปิดโฮสต์หนึ่งในโหลดต่ำพร้อมกัน โฮสต์สามารถรักษาประสิทธิภาพสูง ในขณะที่โฮสต์เดียวกันกำลังทำงาน เนื่องจากขนาดของมันใหญ่ ทำให้เกิดการทำงานในโหลดต่ำ ดังนั้นควรพิจารณาการติดตั้งโฮสต์ที่มีขนาดเล็กกว่าเพื่อรักษาการทำงานที่มีประสิทธิภาพสูง

4. ปรับตั้งค่าอุณหภูมิของน้ำเย็น

ตามหลักการของวงจรทำความเย็นในทศวรรษความร้อน ยิ่งอุณหภูมิการกําลังการของโฮสต์น้ำเย็นสูง ประสิทธิภาพยิ่งดี ดังนั้น การเพิ่มอุณหภูมิการจ่ายน้ำของโฮสต์น้ำเย็นหรืออุณหภูมิการกําลังการของสารทำความเย็นสามารถรักษาโฮสต์น้ำเย็นในสภาพที่มีประสิทธิภาพสูง การเพิ่มอุณหภูมิน้ำเย็นขึ้น 1°C สามารถเพิ่มประสิทธิภาพของโฮสต์ได้ประมาณ 3% เมื่ออุณหภูมิน้ำเย็นลดลง ประสิทธิภาพของโฮสต์ลดลง การใช้พลังงานของโฮสต์น้ำเย็นเพิ่มขึ้น แต่การใช้พลังงานของปั๊มน้ำลดลง ดังนั้น มีจุดทำงานที่เหมาะสม ตามที่แสดงในภาพ อย่างไรก็ตาม เมื่ออุณหภูมิน้ำเย็นออกเพิ่มขึ้น ความสามารถในการลดความชื้นของกล่องเครื่องปรับอากาศจะลดลง ดังนั้น จำเป็นต้องตรวจสอบความต้องการของสภาพแวดล้อมเพื่อตัดสินใจ

5. การบริหารจัดการคุณภาพน้ำเย็นหรือน้ำเย็นที่ใช้ในการทำความเย็น

ทำความสะอาดเครื่องเปลี่ยนความร้อนอย่างสม่ำเสมอเพื่อป้องกันการเกิดสากและส่งผลต่อประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อน สากจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของโฮสต์ไปมากกว่า 20%

ระบบปรับปริมาณน้ำ (VWV) ของระบบปรับอากาศ

วิธีการส่งน้ำของระบบปรับอากาศแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ใช้วิธีควบคุมปั๊มปริมาณน้ำคงที่และปรับอุณหภูมิน้ำเพื่อจัดการกับเงื่อนไขภาระบาง ระบบนี้เรียกว่าระบบน้ำคงที่ (CWV, ปริมาณน้ำคงที่) ระบบปรับปริมาณน้ำ (VWV) ใช้การจัดหาน้ำอุณหภูมิคงที่เพื่อปรับปริมาณน้ำของเครื่องทำความเย็นให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น และเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำที่จัดหาโดยการควบคุมจำนวนปั๊มหรือใช้คอนเวอร์เตอร์ความถี่เพื่อประหยัดพลังงานของปั๊ม เปรียบเทียบกับระบบที่มีการไหลคงที่ ระบบที่มีการไหลแปรผันสามารถเปลี่ยนแปลงปริมาณน้ำที่จัดหาตามการเปลี่ยนแปลงของภาระความร้อนภายใน ซึ่งสามารถลดพลังงานของการส่งมอบและบรรลุการประหยัดพลังงาน

ระบบปรับปริมาณอากาศ (VAV) ของระบบปรับอากาศ

ระบบปรับอากาศทั่วไปใช้ปริมาณอากาศบางประเภทเพื่อจัดหาอากาศภายใน สำหรับการเปลี่ยนแปลงในภาระภายใน มันควบคุมการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอากาศที่จัดหา ซึ่งเรียกว่าระบบปริมาณอากาศคงที่ (CAV) ระบบปรับปริมาณอากาศ (VAV) จะกำหนดอุณหภูมิอากาศที่จัดหาและปรับปริมาณอากาศที่จัดหาเพื่อจัดการกับการเปลี่ยนแปลงในภาระการปรับอากาศ ด้วยลักษณะการทำงานของพัด มันสามารถประหยัดพลังงานของพัดได้มากกว่าครึ่ง

ระบบเปลี่ยนความร้อนรวม

ในฤดูร้อน ประมาณ 30% ถึง 40% ของพลังงานการใช้งานของระบบปรับอากาศถูกใช้ในการจัดการกับภาระความร้อนของอากาศภายนอก ดังนั้น การลดภาระความร้อนของอากาศภายนอกเป็นหนึ่งในจุดสำคัญของการประหยัดพลังงานของระบบปรับอากาศ เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพอากาศในร่ม ระบบปรับอากาศที่ดีโดยทั่วไปจะนำอากาศข้างนอกสดประมาณ 30% และอากาศกลับที่ได้รับการปรับอากาศประมาณ 70% แล้วประมวลผลเป็นอากาศที่เหมาะสมสำหรับเงื่อนไขภายใน ประมาณ 30% ของอากาศกลับที่ได้รับการปรับอากาศถูกแทนที่ด้วยอากาศข้างนอกสด หากพลังงานของอากาศที่มีอุณหภูมิต่ำและความชื้นต่ำที่ถูกปล่อยจากอากาศกลับสามารถถูกกู้คืนและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ จะมีพื้นที่ทั้งหมดสองประเภท ซึ่งถูกนำเสนอโดยรวมได้ดังนี้:

1. ประเภททางนิ่งแบบตัดข้าม

มีช่องไหลแบบแผ่นแบนหลายช่องในเครื่องเปลี่ยนความร้อนรวมแบบทางนิ่ง และการไหลสองทิศทางถูกแยกกันทั้งสองด้านของแผ่นโดยการแบ่งและอุปกรณ์ซีล และทิศทางการไหลคือทิศทางที่ข้ามกัน แผ่นส่วนมากทำจากเส้นใยที่สามารถซึมซับน้ำได้ที่ด้านหนึ่งสามารถซึมไปด้านอีกด้านเพื่อถูกนำออกจากเครื่องเปลี่ยนความร้อนรวมโดยการไหลอีกด้าน อุปกรณ์เองไม่ต้องการพลังงานและง่ายต่อการบำรุงรักษาซึ่งเป็นข้อดีหลักของมัน

2. ประเภทหมุน

เครื่องเปลี่ยนความร้อนรวมแบบหมุนต้องการมอเตอร์ขนาดเล็กเพื่อทำให้ล้อรอบนี้หมุน มีช่องเล็กๆ ขนานข้ามกันมากมายในล้อรูปซึ่งเป็นพื้นที่แลกเปลี่ยนใหญ่ จำเป็นต้องมีอุปกรณ์บนล้อเพื่อแบ่งเป็นด้านสอง เมื่ออากาศภายนอกไหลผ่านด้านหนึ่ง ส่วนหนึ่งของความร้อนและความชื้นถูกดูดซึมในล้อ ส่วนที่อิ่มต่อไปไหลไปด้านอีกด้าน อากาศที่มีอุณหภูมิต่ำและความชื้นต่ำไหลผ่านด้านอีกด้าน พาความร้อนและความชื้นออกจากล้อ บรรลุผลของการเปลี่ยนความสามารถในการดูดซึมความร้อนและความชื้น