空調(diào)節(jié)能論文：空調(diào)風(fēng)機(jī)組的節(jié)能要點探究

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本文作者：張俊 單位：中石化洛陽工程有限公司

采用風(fēng)冷冷水機(jī)組作為空調(diào)冷源的優(yōu)點是，由于系統(tǒng)有一定的熱容量，單靠調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的運(yùn)行臺數(shù)即可滿足調(diào)節(jié)制冷量的目的，不需要調(diào)節(jié)單臺壓縮機(jī)的制冷荷載。采用風(fēng)冷冷水機(jī)組作為空調(diào)冷源的缺點是，屋面上需要布置許多設(shè)備：冷水機(jī)組、循環(huán)水泵和水箱等，系統(tǒng)復(fù)雜。

室外機(jī)安裝在屋面上，室內(nèi)機(jī)為分段組合式。由于新風(fēng)量是隨時變化的，同時室外空氣參數(shù)也在變化，單靠調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的運(yùn)行臺數(shù)不能滿足制冷量變化的需要，還要調(diào)節(jié)單臺壓縮機(jī)的制冷荷載，可采用螺桿式或變頻壓縮機(jī)。

新風(fēng)再熱方式的確定

利用廠區(qū)熱水或蒸汽加熱。由于石油化工廠均有相當(dāng)多的余熱可以利用，為了節(jié)能，應(yīng)盡可能利用余熱，在新風(fēng)機(jī)組表冷段后設(shè)置加熱盤管，對冷卻后的新風(fēng)進(jìn)行再熱。以華南某中心化驗室設(shè)計為例，再熱使用的是廠內(nèi)提供的110℃熱水。

另設(shè)熱泵空調(diào)機(jī)加熱。為了節(jié)省用電量，可另外設(shè)置熱泵空調(diào)機(jī)，將熱泵空調(diào)機(jī)的風(fēng)冷冷凝器設(shè)在新風(fēng)機(jī)組的表冷器后，對冷卻后的新風(fēng)進(jìn)行再熱。這樣可大大減少新風(fēng)機(jī)組的用電量?？照{(diào)機(jī)最好采用變頻壓縮機(jī)。該方案可節(jié)約用電60％左右。

新風(fēng)機(jī)組設(shè)電加熱器。當(dāng)外界不能提供蒸汽熱水等熱源時，新風(fēng)機(jī)組還可使用電加熱器進(jìn)行再熱處理。以華南某中心化驗室設(shè)計為例，化驗室的新風(fēng)量約為90dam3／h，新風(fēng)再熱量大約230kW，如果采用電加熱，以每年運(yùn)行270d，每度電按0．5RMB￥計算，加熱電費為75×104RMB￥／a。

利用新風(fēng)機(jī)組（新風(fēng)空調(diào)機(jī)）冷凝熱加熱。新風(fēng)機(jī)組設(shè)有2個冷凝器串聯(lián)，一個水冷凝器設(shè)在新風(fēng)機(jī)組外，一個風(fēng)冷冷凝器設(shè)在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)，利用冷凝熱對新風(fēng)進(jìn)行再熱處理，根據(jù)再熱量的大小自動調(diào)節(jié)進(jìn)入新風(fēng)機(jī)組內(nèi)的風(fēng)冷冷凝器的制冷劑流量。該方案可節(jié)約全部再加熱用電，一年可節(jié)省75×104RMB￥。

新風(fēng)加濕。為了保證化驗室內(nèi)的濕度，北方地區(qū)需要對新風(fēng)進(jìn)行加濕處理，使化驗室內(nèi)的相對濕度不低于30％。當(dāng)廠區(qū)有蒸汽源時，應(yīng)優(yōu)先采用蒸汽加濕。當(dāng)廠區(qū)沒有蒸汽源時，可采用濕膜加濕、高壓水噴霧加濕等方法。

化驗室內(nèi)濕度和溫度的控制

依靠控制新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)濕度（控制送風(fēng)的露點溫度）來控制化驗室的濕度。由于每個化驗室內(nèi)的余熱量不同、新風(fēng)量不同、圍護(hù)結(jié)構(gòu)負(fù)荷不同，單靠新風(fēng)系統(tǒng)無法保證所有化驗室的溫度，這就要求每個化驗室還要單獨設(shè)置末端溫度調(diào)節(jié)裝置?；炇覂?nèi)的溫度控制可采用如下方法。

風(fēng)機(jī)盤管。如果廠內(nèi)有集中制冷站，化驗室內(nèi)可設(shè)置風(fēng)機(jī)盤管系統(tǒng)，自行調(diào)節(jié)各個化驗室內(nèi)的溫度。風(fēng)機(jī)盤管的制冷量只考慮房間圍護(hù)結(jié)構(gòu)的空調(diào)負(fù)荷。該方案的優(yōu)點是可以不用校核滿足室內(nèi)溫度需要的最小新風(fēng)量，還可以提高空調(diào)系統(tǒng)的可靠性，當(dāng)新風(fēng)機(jī)組的制冷機(jī)發(fā)生故障時，還能確保化驗室內(nèi)的溫度不至于與設(shè)計溫度相差太大。該方案的缺點是室內(nèi)有空氣循環(huán)，不是完全的全新風(fēng)空調(diào)。采用風(fēng)機(jī)盤管控制房間的溫度、濕度時，新風(fēng)再熱應(yīng)設(shè)在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)，風(fēng)機(jī)盤管夏季制冷、冬季制熱，對溫度進(jìn)行微調(diào)。

變頻多聯(lián)空調(diào)機(jī)。當(dāng)廠內(nèi)沒有集中制冷站時，化驗室內(nèi)可設(shè)置變頻多聯(lián)空調(diào)系統(tǒng)，自行調(diào)節(jié)各個化驗室內(nèi)的溫度。該方案的優(yōu)點、缺點與風(fēng)機(jī)盤管相同。采用變頻多聯(lián)空調(diào)機(jī)控制房間的溫度、濕度時，新風(fēng)再熱應(yīng)設(shè)在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)，空調(diào)機(jī)夏季制冷、冬季制熱，對溫度進(jìn)行微調(diào)。

新風(fēng)末端電加熱器。如果廠內(nèi)沒有集中制冷站，化驗室內(nèi)可設(shè)置新風(fēng)末端電加熱器，自行調(diào)節(jié)各個化驗室內(nèi)的溫度。當(dāng)采用末端電加熱器再熱時，新風(fēng)機(jī)組不設(shè)再熱裝置，采用露點送風(fēng)，并應(yīng)校核各房間的最小新風(fēng)量，滿足新風(fēng)量較小的房間的空調(diào)冷負(fù)荷需要。新風(fēng)量較大而房間空調(diào)冷負(fù)荷較小的房間依靠末端電加熱器加熱，維持該房間的溫度、濕度。

新風(fēng)末端水加熱器。如果廠內(nèi)設(shè)有熱水管網(wǎng)，化驗室內(nèi)可設(shè)置新風(fēng)末端水加熱盤管，自行調(diào)節(jié)化驗室內(nèi)的溫度。水加熱器的出水管上設(shè)置比例積分電動調(diào)節(jié)閥，溫控器設(shè)在各房間照明開關(guān)附近。當(dāng)采用末端水加熱器再熱時，新風(fēng)機(jī)組不設(shè)置再熱裝置，采用露點送風(fēng)，并應(yīng)校核各房間的最小新風(fēng)量，滿足新風(fēng)量較小的房間的空調(diào)冷負(fù)荷需要。新風(fēng)量較大而房間空調(diào)冷負(fù)荷較小的房間依靠末端水加熱器加熱，維持該房間的溫度、濕度。

新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)露點溫度和干球溫度

送風(fēng)露點溫度。一般來說，化驗室內(nèi)的散濕量很小，要想控制相對濕度，最主要的是控制新風(fēng)的濕度，也就是控制新風(fēng)的送風(fēng)露點溫度。在理論上，由于夏季新風(fēng)送風(fēng)溫度低于室內(nèi)設(shè)計溫度26℃，那么送風(fēng)相對濕度可高于室內(nèi)設(shè)計濕度70％。但是，在南方地區(qū)，尤其是在過渡季節(jié)，連續(xù)下雨可導(dǎo)致室外相對濕度高達(dá)95％以上，為了確保室內(nèi)設(shè)計濕度不超過70％，建議送風(fēng)濕度控制在65％左右。南方夏季室外相對濕度為70～80％，送風(fēng)露點溫度15～16℃。

送風(fēng)干球溫度。由于石油化工廠的中心化驗室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行管理經(jīng)常不是暖通專業(yè)人員，為了便于管理，建議新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)溫度全年保持一致，不必按季節(jié)設(shè)定送風(fēng)溫度。送風(fēng)干球溫度的選取應(yīng)根據(jù)再熱方法的不同而有所區(qū)別：當(dāng)再熱裝置設(shè)在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)時，由于房間的溫度微調(diào)一般采用風(fēng)機(jī)盤管或變頻多聯(lián)空調(diào)機(jī)。新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)應(yīng)確保夏季最大新風(fēng)量的房間不過冷，新風(fēng)量小的房間依靠風(fēng)機(jī)盤管或變頻多聯(lián)機(jī)制冷對室溫進(jìn)行微調(diào)，建議取22℃。當(dāng)再熱裝置設(shè)在末端時，由于房間的溫度微調(diào)一般采用末端電加熱器或末端水加熱器，新風(fēng)機(jī)組的送風(fēng)應(yīng)確保夏季最小新風(fēng)量的房間不過熱，而新風(fēng)量大的房間依靠末端電加熱器或末端水加熱器對室溫進(jìn)行微調(diào)。建議取15～16℃露點送風(fēng)。以華南某中心化驗室設(shè)計為例，新風(fēng)再熱設(shè)在新風(fēng)機(jī)組內(nèi)，熱媒采用廠區(qū)提供的110℃熱水，新風(fēng)機(jī)組的全年送風(fēng)溫度取22℃。

結(jié)束語

中心化驗室的新風(fēng)量很大，能耗很大。設(shè)計既要滿足室內(nèi)溫度、濕度要求，還要充分重視節(jié)能，盡可能減少運(yùn)行費用，綜合各種因素確定最佳空調(diào)方案。