淺析水源熱泵中央空調(diào)提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的方法

李冰玉

【摘 要】隨著改革開(kāi)放及社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平不斷提升，對(duì)于生活質(zhì)量的要求也越來(lái)越高，中央空調(diào)是當(dāng)前大中型建筑工程中廣泛應(yīng)用的室內(nèi)調(diào)節(jié)設(shè)備，對(duì)于更好的滿(mǎn)足人們生活需要起到了較大的幫助作用。水源熱泵是一種新型的高效空調(diào)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，具有節(jié)能、環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，本文通過(guò)對(duì)水源熱泵中央空調(diào)的工作原理進(jìn)行分析，提出了提高水源熱泵中央空調(diào)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的方法，以期更好的促進(jìn)我國(guó)節(jié)能環(huán)保工作的開(kāi)展。

【關(guān)鍵詞】水源熱泵；中央空調(diào)；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；有效措施

能源是確保國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要因素，如果能源出現(xiàn)匱乏現(xiàn)象，則會(huì)嚴(yán)重制約到國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，難以實(shí)現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力的提升。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)采取有效措施提高水源熱泵中央空調(diào)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，以減少能源浪費(fèi)，促進(jìn)我國(guó)環(huán)保節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)。

1.水源熱泵中央空調(diào)概述

1.1 水源熱泵中央空調(diào)的工作原理

水源熱泵主要是充分利用地球表面的淺層水源，如湖泊、河流、地下水等，從中吸收地?zé)崮芗疤?yáng)能以形成低位的熱能資源。水源熱泵主要應(yīng)用的是地表水通過(guò)太陽(yáng)照射所獲得的太陽(yáng)能，是一個(gè)巨大的能源系統(tǒng)，地表的水體和土壤能夠通過(guò)太陽(yáng)的照射始終保持相對(duì)平衡，而且能量充足，能夠滿(mǎn)足發(fā)展需要。通過(guò)此種方式獲得的中央空調(diào)水源非常潔凈，而且在操作過(guò)程中對(duì)于能源的浪費(fèi)較少，屬于一種非常環(huán)保的可再生能源。

1.2 水源熱泵中央空調(diào)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

水源熱泵的運(yùn)行主要是通過(guò)充分利用地表水并將其作為空調(diào)機(jī)組的冷源和熱源，因此其主要具備以下應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：第一是環(huán)保，水源熱泵主要利用地表水進(jìn)行中央空調(diào)運(yùn)行，在供熱過(guò)程中沒(méi)有應(yīng)用煤、氣、油等鍋爐房中的系統(tǒng)，因?yàn)椴恍枰紵?，也就避免了出現(xiàn)污染，在供冷時(shí)沒(méi)有應(yīng)用冷卻水塔系統(tǒng)，又避免了噪音及能耗，從而大大的節(jié)約了資源，并促進(jìn)了中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)保性。第二是節(jié)能，水源熱泵主要依靠地表水及地?zé)峁┲醒肟照{(diào)系統(tǒng)運(yùn)行，對(duì)于能源的消耗較少。第三是高效，對(duì)于設(shè)計(jì)科學(xué)、合理的水源熱泵，其運(yùn)行能夠節(jié)約用戶(hù)30%～40%的運(yùn)行費(fèi)用。第四是應(yīng)用范圍廣，此種運(yùn)行系統(tǒng)能夠應(yīng)用于辦公樓、賓館、學(xué)校、商場(chǎng)等各個(gè)地方。第五是運(yùn)行穩(wěn)定，由于水體溫度較為穩(wěn)定，波動(dòng)較小，這就為水源熱泵機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行提供了條件。

2.水源熱泵中央空調(diào)提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效方法

2.1 強(qiáng)化水源熱泵系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行設(shè)計(jì)

2.1.1 空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)

對(duì)于傳統(tǒng)水源熱泵機(jī)組控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是采用季節(jié)性恒定出水溫度進(jìn)行控制，在夏季時(shí)蒸發(fā)器所設(shè)定的出水溫度是7℃，而在冬季時(shí)則定為50℃，此種溫度設(shè)定方法對(duì)于用戶(hù)的實(shí)際情況、環(huán)境溫度及室內(nèi)的冷熱負(fù)荷考慮較少，由此導(dǎo)致其缺乏靈活性，不能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)用戶(hù)的人性化服務(wù)，難以滿(mǎn)足用戶(hù)需求，而且也會(huì)導(dǎo)致能源浪費(fèi)，從而不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率的提升。因此，對(duì)于水源熱泵機(jī)組的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)室外溫度的變化情況對(duì)出水溫度進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)充分考慮用戶(hù)的實(shí)際需要及室內(nèi)的冷熱負(fù)荷情況，在冬季時(shí)，當(dāng)室外溫度較低時(shí)機(jī)組的供水溫度設(shè)為50℃，較高時(shí)設(shè)為45℃，處于過(guò)渡階段時(shí)設(shè)為40℃，在夏季時(shí)，當(dāng)室外溫度較高時(shí)設(shè)為7℃，溫度較低時(shí)設(shè)為10℃，處于過(guò)渡階段時(shí)設(shè)為12℃。采用此種溫度控制方式進(jìn)行控制時(shí)，冷凝器的供水溫度每降低1℃，機(jī)組運(yùn)行可以節(jié)約2.8%的電能。

2.1.2 水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在傳統(tǒng)的水源熱泵設(shè)計(jì)中，機(jī)組的加減載主要指根據(jù)冷凍水的供水溫差及流量進(jìn)行計(jì)算并得出系統(tǒng)冷負(fù)荷，然后再根據(jù)實(shí)際的冷負(fù)荷進(jìn)行機(jī)組調(diào)整。此種運(yùn)行方式導(dǎo)致制冷系統(tǒng)及空調(diào)系統(tǒng)的變化過(guò)程出現(xiàn)20分鐘左右的時(shí)間差，從而導(dǎo)致能源浪費(fèi)。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)對(duì)水源熱泵機(jī)組的運(yùn)行電流進(jìn)行分析和調(diào)整，如果運(yùn)行電流到達(dá)上限，應(yīng)當(dāng)由機(jī)組進(jìn)行負(fù)荷限制，如果負(fù)荷限制時(shí)間超過(guò)設(shè)定的時(shí)間，則應(yīng)當(dāng)進(jìn)行機(jī)組加載處理。通過(guò)采用此種加減載控制模式，能夠確保加減載的正確時(shí)機(jī)，避免出現(xiàn)多臺(tái)機(jī)組負(fù)荷運(yùn)行的情況，從而降低了設(shè)備損耗及能源浪費(fèi)，在一定程度上節(jié)約了系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用。

2.1.3 強(qiáng)化水源熱泵機(jī)組設(shè)計(jì)

在過(guò)去的水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，機(jī)組末端的循環(huán)泵全部設(shè)定為流量系統(tǒng)，然后在集分水器處設(shè)置旁通控制閥，當(dāng)供回水的壓力超過(guò)設(shè)定的壓力值后將集分水器的旁通閥門(mén)打開(kāi)，以減少系統(tǒng)中供回水過(guò)程中產(chǎn)生的壓差，對(duì)末端系統(tǒng)的兩通閥起到一定的保護(hù)作用。此種設(shè)計(jì)方法雖然能夠確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行，但對(duì)于機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況考慮較少，因此導(dǎo)致出現(xiàn)能源浪費(fèi)現(xiàn)象，難以實(shí)現(xiàn)機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的提高。對(duì)此，對(duì)于水源熱泵機(jī)組的末端循環(huán)泵進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，將其設(shè)置為變頻控制，在機(jī)組末端最不利的環(huán)路處設(shè)置相應(yīng)的壓差傳感器，在日常運(yùn)行過(guò)程中，集分水器壓差的旁通閥門(mén)是完全關(guān)閉的，系統(tǒng)末端運(yùn)行的循環(huán)泵數(shù)量應(yīng)當(dāng)與水源熱泵的機(jī)組相對(duì)應(yīng)，控制系統(tǒng)中的PID對(duì)末端的循環(huán)泵頻率進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，以確保最遠(yuǎn)端位置的空調(diào)箱或者是風(fēng)機(jī)盤(pán)管的供回水壓差達(dá)到預(yù)定數(shù)值，只有當(dāng)集分水器壓差大于設(shè)定壓差，而旁通閥門(mén)的變頻泵處于最低頻率也就是30HZ時(shí)才能夠?qū)⑴酝ㄕ{(diào)節(jié)閥打開(kāi)，對(duì)集分水器的壓差進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。水源熱泵對(duì)于能量的消耗占總系統(tǒng)全年總能耗的30%～40%，因此，當(dāng)對(duì)末端循環(huán)泵實(shí)行調(diào)節(jié)，將其由定流量控制轉(zhuǎn)變?yōu)樽兞髁靠刂坪?，能夠?qū)ρh(huán)泵運(yùn)行消耗的能量及運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行充分的節(jié)約，同時(shí)也有效減少電力消耗。

2.1.4 井泵控制設(shè)計(jì)

對(duì)于傳統(tǒng)水源熱泵機(jī)組中的井泵設(shè)計(jì)也主要是采用定流量系統(tǒng)，啟動(dòng)運(yùn)行的機(jī)組數(shù)量是與水源熱泵機(jī)組相對(duì)應(yīng)的，但是水源熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行在夏天和冬天對(duì)于水量的要求是不相同的，夏季要求大流量水源，而冬季則要求小流量水源。水源熱泵機(jī)組中壓縮機(jī)的冷卻處理主要依靠冷凝器及蒸發(fā)器出現(xiàn)的壓差進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)的冷卻處理，對(duì)于此種情況，應(yīng)當(dāng)對(duì)井泵節(jié)能控制進(jìn)行充分研究，機(jī)組系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的所有井泵都應(yīng)當(dāng)采用變頻水泵進(jìn)行控制，以符合機(jī)組運(yùn)行的實(shí)際需要，減少能源浪費(fèi)。當(dāng)夏季進(jìn)行供冷調(diào)節(jié)時(shí)，對(duì)于井泵流量的確定應(yīng)當(dāng)對(duì)水源熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器及冷凝器壓差進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，在冬季供熱時(shí)，對(duì)于井泵設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)充分考慮機(jī)組系統(tǒng)中蒸發(fā)器的出口溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，通過(guò)采用上述調(diào)節(jié)控制措施，井泵能耗明顯下降，尤其是在夏天能耗下降顯著，同時(shí)也解決了機(jī)組壓縮機(jī)存在的冷卻問(wèn)題，促進(jìn)了機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行效率的提升。

2.2 強(qiáng)化中央空調(diào)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行設(shè)計(jì)

2.2.1 加強(qiáng)中央空調(diào)設(shè)備和技術(shù)的更新與改進(jìn)

中央空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化與改進(jìn)，能夠更有效促進(jìn)空調(diào)制冷供暖系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。對(duì)此，應(yīng)當(dāng)充分關(guān)注中央空調(diào)設(shè)備和技術(shù)的更新與改進(jìn)。壓縮機(jī)是中央空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行中的重要組成部分，加強(qiáng)中央空調(diào)的變頻控制，可以有效降低系統(tǒng)運(yùn)行中的整體能源損耗，以促進(jìn)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行。

2.2.2 加大力度促進(jìn)中央空調(diào)系統(tǒng)的清理工作

對(duì)于中央空調(diào)的應(yīng)用，不僅要做到科學(xué)、合理應(yīng)用，減少損壞，同時(shí)還應(yīng)當(dāng)對(duì)相關(guān)的系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行科學(xué)保養(yǎng)，以有效延長(zhǎng)中央空調(diào)系統(tǒng)的使用壽命，并促進(jìn)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行效率的提高，從而更好的促進(jìn)中央空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行。因此，應(yīng)當(dāng)委派專(zhuān)職人員對(duì)空調(diào)系統(tǒng)的空氣過(guò)濾器位置，還有其他容易出現(xiàn)灰塵和堵塞的位置如空調(diào)風(fēng)口、風(fēng)道、風(fēng)機(jī)等進(jìn)行定期清理，以有效提高這些系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行效率，最大限度的降低工作耗能，同時(shí)避免出現(xiàn)火災(zāi)事故，以提高空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

2.2.3 確保中央空調(diào)水系統(tǒng)的科學(xué)調(diào)節(jié)

在中央空調(diào)運(yùn)行過(guò)程中，水系統(tǒng)對(duì)于整體系統(tǒng)運(yùn)行的影響較大，因此，應(yīng)當(dāng)做好空調(diào)水系統(tǒng)的科學(xué)調(diào)節(jié)工作，盡量減少系統(tǒng)運(yùn)行產(chǎn)生的電能損耗，確保能源利用率的有效提升。

3.結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，水源熱泵中央空調(diào)必然能夠廣泛應(yīng)用，從而充分發(fā)揮水源熱泵的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)中央空調(diào)運(yùn)行的節(jié)能、環(huán)保，最大限度的提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率，同時(shí)也更好的滿(mǎn)足用戶(hù)需求。在未來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，對(duì)于水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新和改進(jìn)，以促進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行的能耗降低，不斷提高其社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。

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