探討中央空調(diào)系統(tǒng)制冷過程與能耗

李偉寧

摘要：近年來，我國空調(diào)制冷系統(tǒng)得到了前所未有的發(fā)展，系統(tǒng)越來越先進(jìn)。在空調(diào)中，中央空調(diào)系統(tǒng)是極為重要的部分，發(fā)揮的作用很大，與空調(diào)運行的質(zhì)量和效果密切相關(guān)。但隨著社會經(jīng)濟發(fā)展速度的不斷加快，能源消耗也明顯增加，對環(huán)境造成了非常大的污染，不利于人與自然和諧相處。因而，中央空調(diào)作為能耗巨大的設(shè)備，必須要對中央空調(diào)系統(tǒng)制冷過程進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)制冷效率的提升，盡可能減少能耗問題。

關(guān)鍵詞：中央空調(diào)系統(tǒng);制冷過程;能耗

引言：

現(xiàn)階段，中央空調(diào)的應(yīng)用越來越廣泛，很大程度上提升了人們的生活品質(zhì)，但與此同時，建筑物的能耗問題也越來越明顯，對生態(tài)環(huán)境造成了很大破壞。在建筑物能耗中，中央空調(diào)占比較大。所以在節(jié)能環(huán)保理念深入落實的新時期下，務(wù)必要重視中央空調(diào)能耗問題，借助科學(xué)的手段，深入對中央空調(diào)系統(tǒng)制冷過程進(jìn)行完善和改進(jìn)，加大優(yōu)化力度，對能耗進(jìn)行全方位管控，保證中央空調(diào)在穩(wěn)定運行的同時，還能達(dá)到節(jié)能降耗的目標(biāo)。

1.中央空調(diào)制冷系統(tǒng)組成以及分類分析

1.1中央空調(diào)系統(tǒng)的組成和分類分析

在中央空調(diào)系統(tǒng)中，具體是由三個部分共同組合而成，分別是熱源系統(tǒng)、冷媒輸送系統(tǒng)、空氣處理單元。在系統(tǒng)實際運行過程中，這三個部分能夠?qū)崿F(xiàn)相互作用和傳遞，讓建筑區(qū)域室內(nèi)、室外物質(zhì)與能夠有效轉(zhuǎn)換，具體如圖1是所示為中央空調(diào)系統(tǒng)熱量傳遞圖。

1.2中央空調(diào)制冷系統(tǒng)組成

中央空調(diào)制冷系統(tǒng)主要是由三個系統(tǒng)組成，具體分析如下：

主機制冷系統(tǒng)發(fā)揮的作用很大，是空調(diào)制冷的關(guān)鍵，該部具體是由冷凍主機、蒸發(fā)器和冷凝器組成。系統(tǒng)的運行原理為：通過壓縮機將制冷劑制作成液態(tài)，之后與冷凍水進(jìn)行熱交換，以便冷凍水能夠達(dá)到制冷的效果，隨后再通過冷凍水泵，對冷凍水進(jìn)行傳遞，讓其可以進(jìn)入到各個風(fēng)口的冷卻盤中，借助風(fēng)機吹出冷氣，進(jìn)而達(dá)到降溫的效果[1]。

冷凍水循環(huán)系統(tǒng)與主機制冷系統(tǒng)相互連接，是制冷的第二個環(huán)節(jié)。該系統(tǒng)具體是由冷凍管道和冷凍泵共同組合而成。其中，在對冷凍泵進(jìn)行應(yīng)用期間，可以對進(jìn)入到主機制冷系統(tǒng)的冷凍水進(jìn)行科學(xué)處理，在經(jīng)過處理以后，冷凍水會進(jìn)入到冷凍水管道內(nèi)部。冷凍水管道的引流效果良好，可以讓冷凍水在短時間內(nèi)進(jìn)入到風(fēng)機盤管中。通常情況下，風(fēng)機盤管吹出來的冷風(fēng)能夠達(dá)到降溫的效果。在此期間，回將室內(nèi)的熱量全部帶走，然后讓其作用于冷凍水，從而達(dá)到升溫的目的。冷凍水管道會再一次進(jìn)入到冷凍主機當(dāng)中，最終形成冷熱水循環(huán)。

冷卻水循環(huán)在實際運行過程中，能夠?qū)χ评渲鳈C進(jìn)行合理降溫，具體是由三部分組成，分別為冷卻水、冷卻水管道和冷卻泵。在對冷卻泵應(yīng)用過程中，可以對冷卻水進(jìn)行壓縮處理，以便冷卻水能夠在最短的時間內(nèi)快速地進(jìn)入到冷卻塔中，之后再實施冷卻處理工作，在對冷卻水處理完畢以后，會借助冷卻水管道而進(jìn)入到制冷主機當(dāng)中，能夠?qū)χ评鋭┥l(fā)熱量進(jìn)行全面吸收，實現(xiàn)對冷凍主機溫度有效降低的效果，最后冷卻水會再一次進(jìn)入冷卻水管道內(nèi)部，進(jìn)而達(dá)到循環(huán)目的。

2.中央空調(diào)系統(tǒng)制冷過程分析

2.1中央空調(diào)系統(tǒng)制冷原理

現(xiàn)階段，我國使用較為普遍的中央空調(diào)系統(tǒng)主要有兩種，分別是熱泵型空調(diào)設(shè)備和電輔熱泵型空調(diào)設(shè)備。在市場中，這兩種中央空調(diào)系統(tǒng)都要對空氣源熱泵技術(shù)進(jìn)行利用，并在結(jié)合循環(huán)逆卡諾原理的基礎(chǔ)上，合理地進(jìn)行建設(shè)。在這一技術(shù)的支撐下，在中央空調(diào)實際制冷期間，可以很大程度上對熱量的收集效率進(jìn)行提升，并能將低溫?zé)嵩锤咝У丶显谝黄?，科學(xué)地對高溫?zé)嵩催M(jìn)行整合。經(jīng)分析，在應(yīng)用空氣源熱泵技術(shù)期間，除了能在中央空調(diào)制冷方面發(fā)揮非常大的作用以外，在制熱供水層面的應(yīng)用也很普遍[2]。針對中央空調(diào)制冷原理，在制冷模式下對室內(nèi)進(jìn)行制冷，而室外則是制熱。通常情況下，在冷熱調(diào)節(jié)之下，可以快速達(dá)到制冷的效果。

2.2中央空調(diào)系統(tǒng)制冷過程分析

在對中央空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用期間，主要的作用就是對溫度進(jìn)行高效調(diào)節(jié)。分析得知，中央空調(diào)系統(tǒng)在降溫調(diào)節(jié)方面可以獲得較為顯著的效果?，F(xiàn)階段，在運用中央空調(diào)時，制冷是最為常用的功能。在中央空調(diào)系統(tǒng)制冷過程中，如果被壓力和溫度所干擾，制冷劑就會有沸騰現(xiàn)象出現(xiàn)，一直到物體處于冷卻狀態(tài)為止，如圖4所示為冷水機組制冷劑狀態(tài)。在這一制冷環(huán)節(jié)中，無論是蒸發(fā)器，還是冷凝器，都會發(fā)揮極大的作用，能將下一個目標(biāo)氣體傳輸?shù)较乱粋€環(huán)節(jié)。這種情況下，展現(xiàn)出來的是冷凝形態(tài)。如果氣體是冷凝形態(tài)，在處理的過程中，可以借助空調(diào)冷凝器來進(jìn)行液化處理。當(dāng)系統(tǒng)有氣體產(chǎn)生以后，在中央空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)部，壓縮氣體能夠?qū)怏w全部抽出來，而抽出的會直接進(jìn)入冷凝器中，之后在壓力的作用下，將需要輸入的氣體在短時間加以處理。氣體在冷卻過程中，散發(fā)出來的熱量很多，需要冷卻介質(zhì)[3]。簡而言之，冷凍水可以對熱量進(jìn)行吸收，與冷卻水不同，需要冷卻的溫度相對較高。在制冷環(huán)節(jié)，中央空調(diào)系統(tǒng)制冷運行時，制冷系統(tǒng)與各個元器件有著很大聯(lián)系，冷凝器可以形成高壓部分，而后閥門則具備降壓節(jié)流的能效。與此同時，監(jiān)控系統(tǒng)在運行過程中，能夠不間斷控制冷卻劑，保證其效能可以達(dá)到進(jìn)一步增強的目的?？傮w而言，中央空調(diào)系統(tǒng)制冷功能在運行階段，要對氣體進(jìn)行輸送，以此來實現(xiàn)對壓縮制冷的目標(biāo)，提升氣溫下降的速度。

3.中央空調(diào)系統(tǒng)制冷能耗分析

通常，在中央空調(diào)系統(tǒng)制冷期間，所消耗的電能非常多，二者就是系統(tǒng)能耗。能耗可以劃分成兩種，一種為有效利用，另一種為浪費。從宏觀的角度來看，對中央空調(diào)系統(tǒng)制冷能耗進(jìn)行分析，最為主要的目的就是要對浪費現(xiàn)象進(jìn)行規(guī)避，保證能源資源的利用能夠更加合理高效。依照中央空調(diào)系統(tǒng)制冷的原理和過程可以明確，能耗主要包括已以下幾個方面：

（1）冷水機組，對于這一環(huán)節(jié)，可以產(chǎn)生滿足降溫需求的冷凍水，需要消耗的電能比較多。

（2）冷水泵。在對冷水泵應(yīng)用過程中，可以讓冷凍水到順利且持續(xù)出水、進(jìn)水的目的，從而以循環(huán)流動的狀態(tài)存在。在此環(huán)節(jié)中，也會對電能進(jìn)行消耗。

（3）冷卻水泵、冷卻塔風(fēng)機。在對這兩個元器件進(jìn)行利用期間，可以輔助中央空調(diào)系統(tǒng)快速且高效對場景熱量加以吸收。并且，中央空調(diào)系統(tǒng)在制冷階段，往往會產(chǎn)生很多的熱量。該環(huán)節(jié)的順利開展，能讓熱量在最短的時間排出室內(nèi)，需要消耗一定的電能。

（4）風(fēng)機盤管系統(tǒng)。在應(yīng)用該元器件過程中，需要在結(jié)合中央空調(diào)系統(tǒng)運行情況的基礎(chǔ)上，對新風(fēng)以及冷風(fēng)進(jìn)行快速傳遞，讓其進(jìn)入到場景中。在此過程中，風(fēng)機會消耗電能[4]。

通過分析可以看出，中央空調(diào)系統(tǒng)的核心部分耗能非常大，諸如壓縮器、冷卻塔等。將時代發(fā)展特征作為依托，從自動化控制的層面考量，要想讓用戶需求最大限度的得到滿足，并在此前提下，對中央空調(diào)系統(tǒng)能耗進(jìn)行有效控制和降低，應(yīng)該盡量對中央空調(diào)系統(tǒng)啟動次數(shù)以及運行時間進(jìn)行減少，保證可以從根源對能源浪費問題進(jìn)行規(guī)避。為了能夠更好地實現(xiàn)這一目標(biāo)，在實際的中央空調(diào)系統(tǒng)制冷能耗控制時，應(yīng)該結(jié)合實際現(xiàn)狀，科學(xué)的制定應(yīng)對措施。一方面，對中央空調(diào)系統(tǒng)各個部件進(jìn)行合理協(xié)調(diào)，確保各項工作可以有條不紊地開展，確?？照{(diào)設(shè)備非必要啟動、停止、運行現(xiàn)象能夠規(guī)避，減少不必要的浪費。同時，借助機組的性能，對平均負(fù)荷率運行方式進(jìn)行利用，對每臺制冷機所要承擔(dān)的負(fù)荷大小以及比例精準(zhǔn)計算，具體如表1所示。另一方面，對中央空調(diào)系統(tǒng)制冷原理和過程進(jìn)行全面改造升級，并強化對變頻技術(shù)的應(yīng)用。該技術(shù)在使用期間，每次啟動時都可以讓功率處于最大化，當(dāng)溫度達(dá)到既定值時，壓縮機的轉(zhuǎn)速會減慢，并維持低能消耗的狀態(tài)，確保每一個部分都能實現(xiàn)變頻調(diào)速，讓運行的速度達(dá)到最小，從而對電動機非必要狀態(tài)下滿負(fù)荷運行的情況進(jìn)行規(guī)避，有效對中央空調(diào)系統(tǒng)制冷能耗進(jìn)行控制。

結(jié)束語：

綜合而言，在各大商場或者工廠中，中央空調(diào)的應(yīng)用十分廣泛。雖然中央空調(diào)可以帶給人們舒適感，但能耗卻非常大，不能滿足當(dāng)下節(jié)能環(huán)保的要求。在中央空調(diào)中，制冷過程需要消耗非常多的電能，對生態(tài)環(huán)境的影響頗大。對此，相關(guān)人員務(wù)必要加強重視，深入分析制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，了解制冷過程和能耗，并以此為基礎(chǔ)，借助相對科學(xué)的方式，合理控制，全面優(yōu)化，保證中央空調(diào)系統(tǒng)可以平穩(wěn)運行時，有效規(guī)避能耗問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙慧玲.關(guān)于中央空調(diào)節(jié)能設(shè)計方面的研究[J].山西建筑，2019，45（05）：189-191.