組合式空調(diào)機(jī)組的節(jié)能措施探究

倪忠琦　劉穎慧

摘要：組合式空調(diào)機(jī)組的耗電量占整個空調(diào)系統(tǒng)的耗電量比例較大，合理地控制空調(diào)系統(tǒng)的能量損失，對實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和減少溫室氣體排放有重要作用。文章論述了核級空調(diào)系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，分析了組合式空調(diào)機(jī)組的節(jié)能影響因素，闡述了機(jī)組能量損失的原因，提出了降低組合式空調(diào)機(jī)組運(yùn)行能耗的措施。

關(guān)鍵詞：組合式空調(diào)機(jī)組；節(jié)能措施；空調(diào)系統(tǒng)；核級空調(diào)；節(jié)能減排；溫室氣體 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TU831 文章編號：1009-2374（2015）33-0082-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.044

在核能發(fā)電廠中，工作環(huán)境較為特殊，常采用與常規(guī)民用和工業(yè)空氣處理機(jī)組不同的核級空氣處理機(jī)組。由于我國的核能發(fā)電廠常建立在沿海地帶，屬于地震多發(fā)地帶，因此核級空氣處理機(jī)組對使用的安全性和可靠性提出了更高的要求，這必將是相關(guān)工作人員需要考慮的問題。

1 核級空調(diào)的安全性、可靠性

通常我們將核級安全簡稱為核級，是核電站正常作業(yè)的重要保證。核級空調(diào)指對核電廠的廠房和控制室進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，保障設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作人員作業(yè)的環(huán)境溫度的裝置。根據(jù)功能的不同可以將核級空調(diào)機(jī)組分為核安全2級工作機(jī)組和3級工作機(jī)組，常用的為后者。沿海地區(qū)空氣濕度高、腐蝕性強(qiáng)，并且地殼活躍，是地震的頻發(fā)地帶，核級空調(diào)使用環(huán)境較為惡劣，這就要求空調(diào)機(jī)組要有較高的材料性能，以適應(yīng)惡劣的自然環(huán)境。為了確保核電廠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，核級空調(diào)的使用壽命應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)的設(shè)計要求進(jìn)行設(shè)計，并且能在事故后運(yùn)行30天。

2 組合式空調(diào)機(jī)組的節(jié)能影響因素

組合式空調(diào)機(jī)組是將冷、熱源的能量通過空氣介質(zhì)進(jìn)行改變，機(jī)械設(shè)備潔凈室或者恒溫恒壓條件下的耗電量較大，不利于國家節(jié)能減排政策的實(shí)施。組合式空調(diào)機(jī)組通過機(jī)組內(nèi)部的表冷器、加熱器等裝置進(jìn)行熱量交換，容易出現(xiàn)高能耗、低效率的情況。本文將從產(chǎn)品的性能和裝置的性能兩個方面來分析組合式空調(diào)機(jī)組的節(jié)能影響因素。

2.1 產(chǎn)品的性能

組合式空調(diào)機(jī)組風(fēng)量和冷量較大，給試驗臺的實(shí)驗數(shù)據(jù)的測量準(zhǔn)確度帶來不利影響，因而需要合理地選擇表冷器或者加熱器的型號。當(dāng)表冷器的選型不匹配時，會出現(xiàn)流水量的增加或者使溫差變小進(jìn)行彌補(bǔ)，使得系統(tǒng)的流水量和水阻力較大，冷水機(jī)組耗電量增大，不利于節(jié)能減排。在組合式空調(diào)機(jī)組中，風(fēng)機(jī)的形式較多，根據(jù)制造商的不同會選擇不同的配套設(shè)施，在性能上出現(xiàn)較大的差異。當(dāng)風(fēng)機(jī)選型不匹配時，風(fēng)機(jī)的功率相差較大，大概在50%左右，這是影響組合式空調(diào)機(jī)節(jié)能評價值的重要影響因素。組合式空調(diào)機(jī)組的過濾器會引起系統(tǒng)壓力損失的增加，從而導(dǎo)致機(jī)組風(fēng)機(jī)能耗的增加。阻力較高的過濾器會使風(fēng)機(jī)耗能增大，并且風(fēng)機(jī)阻力呈現(xiàn)動態(tài)變化，不利于壓阻的控制。

2.2 裝置的性能

組合式空調(diào)機(jī)組自身的裝置問題也會使空調(diào)機(jī)組的耗電增加，主要有以下四個方面：（1）組合式空調(diào)機(jī)組的均流段出現(xiàn)頻率較高，使出風(fēng)長度達(dá)不到要求，引起壓損增加；（2）箱體的冷橋表面溫度低于機(jī)組外表面空氣溫度時，會產(chǎn)生凝結(jié)水，長時間以后會形成水滴，出現(xiàn)冷熱能量的交換，降低箱體的節(jié)能性能；（3）箱體的材料和形狀都會影響箱體的傳熱系數(shù)，進(jìn)而影響到箱體內(nèi)外空氣的能量交換，使能量流失；（4）機(jī)組箱體的漏風(fēng)也會導(dǎo)致風(fēng)機(jī)功率的上升和能量的損失。

3 機(jī)組能量損失的原因

3.1 漏風(fēng)引起的能量損失

國標(biāo)中，通過額定風(fēng)量來限定組合式空調(diào)機(jī)組的漏風(fēng)量；歐標(biāo)中，通過單位箱體壁板面積漏風(fēng)量來限定漏風(fēng)量。漏風(fēng)引起的冷量損耗在系統(tǒng)供冷量中所占比重較大，需要將國標(biāo)與歐標(biāo)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)良好的節(jié)能效果。對于功能段較少的機(jī)組，采用單位面積漏風(fēng)量進(jìn)行限定的節(jié)能效果更加明顯。

3.2 機(jī)組通過壁板傳熱引起的能量損失

在組合式空調(diào)機(jī)組中，內(nèi)外部存在一定的溫度差，通過壁板傳熱會使一部分能量損耗，美國ARI認(rèn)證和歐洲EUROVENT認(rèn)證對此都進(jìn)行了相關(guān)的規(guī)定。機(jī)組通過壁板傳熱引起的能量損耗占冷機(jī)組供冷量的比例較小。室外的風(fēng)速遠(yuǎn)大于室內(nèi)的風(fēng)速，導(dǎo)致室外的機(jī)組的壁板外表面換熱系數(shù)大大增加，能量損耗較為明顯。

3.3 機(jī)組通過壁板結(jié)露引起的能量損失

存在冷橋的機(jī)組，箱體的冷橋部位表面的溫度比機(jī)組外表面空氣露點(diǎn)溫度低，會使冷橋部位產(chǎn)生凝結(jié)水。水蒸氣凝結(jié)成水時會產(chǎn)生相變，發(fā)生能量損失，美國ARI認(rèn)證和歐洲EUROVENT認(rèn)證對此進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定。國際上對冷橋的限定權(quán)也進(jìn)行了相關(guān)的規(guī)定。放置在室外的機(jī)組出現(xiàn)結(jié)露的可能性較大，需要將相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置在歐標(biāo)的TB2和TB1級別。

4 降低組合式空調(diào)機(jī)組運(yùn)行能耗的措施

4.1 采用新的中央空調(diào)技術(shù)

隨著科技的發(fā)展，自動化的程度越來越高，計算機(jī)技術(shù)和變頻技術(shù)不斷完善，已經(jīng)在空調(diào)的智能控制上得到應(yīng)用。智能模糊控制使得中央空調(diào)控制技術(shù)日趨完善，為組合式空調(diào)機(jī)組的溫度和壓力調(diào)節(jié)帶來便利。在控制空調(diào)使用質(zhì)量的前提下，能夠使空調(diào)機(jī)組高效節(jié)能地運(yùn)行。應(yīng)用新型的空調(diào)節(jié)能技術(shù)，可以整體地提高空調(diào)的節(jié)能系數(shù)。在傳統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)上，變風(fēng)量空調(diào)技術(shù)、低溫送風(fēng)技術(shù)、多分區(qū)空調(diào)節(jié)能技術(shù)等得到發(fā)展，有利于空調(diào)依據(jù)不同的使用環(huán)境采用合理的節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

4.2 建立產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)督和認(rèn)證體系

國際上，產(chǎn)品性能的認(rèn)證主要有美國ARI認(rèn)證和歐洲EUROVENT認(rèn)證。通過權(quán)威的認(rèn)證體系，可以驗證選型軟件和實(shí)際產(chǎn)品性能的差異，進(jìn)而對差異進(jìn)行修正，使用選型軟件進(jìn)行產(chǎn)品性能參數(shù)的設(shè)定，使其達(dá)到相關(guān)要求。通過質(zhì)量體系的認(rèn)證可以不斷提高我國組合式空調(diào)機(jī)組的產(chǎn)品質(zhì)量，逐漸與世界水平接軌，做到組合式空調(diào)機(jī)組真正意義上的節(jié)能環(huán)保。

4.3 制定節(jié)能評價標(biāo)準(zhǔn)

引進(jìn)國外先進(jìn)的設(shè)計理念和標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)國內(nèi)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的重大改變，加快國內(nèi)產(chǎn)品創(chuàng)新水平，提高節(jié)能效果。為了保證組合式空調(diào)機(jī)組的低能耗、高效運(yùn)行，可以編制組合式空調(diào)機(jī)組的節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證規(guī)則。根據(jù)我國現(xiàn)有的空調(diào)節(jié)能認(rèn)證的經(jīng)驗和國際的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可以指定適合我國國情的組合式空調(diào)機(jī)組節(jié)能產(chǎn)品的評價標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證方案。目前，我國部分商品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了能效限定值和節(jié)能評價值認(rèn)證，盡可能地淘汰低效和高耗能的產(chǎn)品。規(guī)范產(chǎn)品的評價標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)漏風(fēng)、冷橋、隔熱、風(fēng)量等節(jié)能參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。

5 結(jié)語

核電廠的核級空氣處理機(jī)組對機(jī)組的設(shè)計壽命和抗震要求更高，為了確保組合式空調(diào)機(jī)組使用的安全性和可靠性，需要對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制。本文概括了核級空氣處理機(jī)組的基本特點(diǎn)，分析了組合式空調(diào)機(jī)組的節(jié)能影響因素，并對機(jī)組能量損失的主要原因進(jìn)行了分析，旨在提出降低組合式空調(diào)機(jī)組運(yùn)行能耗的措施，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保。

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作者簡介：倪忠琦（1985-），男，黑龍江哈爾濱人，浙江上風(fēng)高科助理工程師，研究方向：設(shè)計；劉穎慧

（1986-），女，黑龍江肇東人，浙江上風(fēng)高科助理工程師，研究方向：設(shè)計工藝。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）