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      无尘室中风冷压缩单元式空调器节能分析

      时间:2020-02-24  来源:车间净化工程|食品净化车间|洁净手术室|洁净实验室-济南顺奇净化工程有限公司  浏览次数: 171 次
      文章简介:无尘室中风冷压缩单元式空调器节能分析, 1 选题背景    改革开放 30 年来,我国经济的发展凭借着10%的年经济增长率已近跃居世界第三大经济国和第二大能源消费国。我国目前有超过13亿的人口,占全球人口的 1/5

      1 选题背景

         改革开放 30 年来,我国经济的发展凭借着10%的年经济增长率已近跃居世界第三大经济国和第二大能源消费国。我国目前有超过13亿的人口,占全球人口的 1/5,是美国和西欧人口总数的近两倍。每年平均有 1800 万人口从农村涌入城市。中国的住宅建筑面积是美国的两倍甚至更多,而每年新增的发电量都高于英国全年的发电总量。根据预测,未来 15~20 年内我国的城市化进程将持续增长,由此将引发建筑面积翻番,超过200所城市的平均人口达到100万以上。如何提高能源使用效率是我国环境政策的重要目标之一。在“十二五”期间,建筑节能项目将占国家节能项目的 40%。

      2 研究意义

         风冷压缩式空调器由于技术成熟,价格低廉,应用简单,而便于小型用户和分户计量用户使用。同时由于其应用的季节性强,备受人们关注??盏鹘谀芤彩敲磕杲龃斡谖率移迮欧诺囊的谌耸抗匦牡奈侍?。由于风冷压缩式空调器应用较为成熟、普及,那么合理的应用或者合理的从能量和原理方面进行优化组合,则是实现主动节能的一种思路。主动节能有别于控制节能、变频节能,其旨在从设备本身的合理优化利用来实现节能,在做好专业主动节能的前提下,与各种控制节能措施相互配合,将能产生更好的节能效果。

         将以上述思路为指导,从传统的风冷压缩单元和热泵机单元的组合入手,以夏季工况下的热水需求与制冷需求为对象进行探讨。

      3 传统风冷压缩式机组的节能方式简析

      3.1 提高压缩机的工作压力

         分析 :

         a. 技术方面:技术难度加大。由于需要提高压缩机的工作压力势必要直接导致冷凝器、蒸发器、系统管路都要提高压力等级。

         b. 经济方面:由于设备压力等级提高必然导致成本提高。近年来,有色金属特别是空调用的主要材料钢铁和铜价格不断上涨?;樾仕淙挥兴岣?,但造价也随之增大,实不可取。当然这也是市场上很少有很高压力的风冷机的一个主要原因。

      3.2 增大“两器”(蒸发器、冷凝器)的换热面积及提高换热效率

      分析 :

         a. 技术方面:增大换热面积是提高效率的可行手段,但是换热面积并不能无限制地增大,不同功率的设备换热面积也是有所限制的,同时由于兼顾美观、空间等因素,无论是蒸发器还是冷凝器都不宜做得过大;提高换热效率的研究在暖通领域一直以来都是研究的焦点,但是目前并没有十分有效的技术诞生。

         b. 经济方面:增大换热面积和采用新型的换热技术势必增加成本,然而对于单一功能的设备在增大投入换取效率的小幅度提高的同时,我们还更应该为用户多加考虑。

      3.3 增大“两器”(蒸发器、冷凝器)风量

         分析 :

         a . 技术方面:增加“两器”风量,技术方面完全可行,换更大的风扇就可以了,但是随之而来的是噪声、振动的加大,考虑到此类空调多是舒适性空调,主要为人员服务,须慎重选择。

         b. 经济方面:增大“两器”风量,必然引起风机能耗加大??悸堑椒缁缌考哟笏脑肷驼穸?,势必要在减震和减噪上有一定投入。

      4 空气源热泵热水??椋掌囱顾踔评淠?榛J揭?/p>

         我们设想了如图1、图2两个工作模式的热泵热水+风冷制冷单元的风冷空调机。

        (1)室外空气。

        (2)经过空气源热泵热水??榻滴碌目掌?,通过压缩制冷???。

        (3)经过压缩制冷??樯潞蟮目掌?。在图1的工作模式下,夏季室外较高温度的空气1,首先经过空气源热泵热水???,在空气源热泵热水??橹锌掌械牟糠秩攘孔频剿惺棺陨砦露冉档托纬煽掌?,从空气源热泵热水??槌隼吹奈露冉档偷目掌?,进入压缩制冷??樵谘顾踔评淠?橹杏肜淠鹘腥冉换晃露壬? 排出。整个流程中空气中的一部分热量加热了水,此过程中产生热水的效率远远比电发热效率要高(热泵原理不再赘述),尤其是夏季我们开空调制冷时室外温度一般都较高,此时热泵热水的效率更高。经过空气源热泵热水??榈目掌露纫丫档?,此时较低温度的空气2 冷却压缩制冷??榈睦淠?,经过压缩制冷??榈目掌? 回到室外空气中,整个流程中,室外空气先经过热泵热水??樵倬顾踔评淠?榈哪康木褪俏烁痈咝У靥岣咧评湫?,同时能够得到热水这个副产品,夏季热泵热水出水温度一般在 50℃左右,正好满足我们的盥洗沐浴要求,相对于电热水器,更加高效节能。

         针对上述流程,笔者的思路是通过热泵技术提高热水的效率,同时提高了风冷的效率,实现了电能的合理高效的利用。

      5 空气源热泵热水??椋掌囱顾踔评淠?榛J蕉?/p>

        (1)室外空气。

        (2)经过压缩制冷??樯碌目掌?,通过空气源热泵热水???。

        (3)经过空气源热泵热水??榻滴碌目掌?。在图2 的工作模式下,夏季室外空气1 首先经过空气源压缩制冷???,与风冷机冷凝器发生热交换后温度升高,温度升高后的空气2进入空气源热泵热水???,由于经过与空气源压缩制冷??楹蟮目掌露仍陡哂谑彝饪掌露?,空气2进入热泵热水??楹笕缺萌人男驶崦飨杂兴岣?。

         针对上述流程,笔者的思路是通过利用压缩制冷后冷凝器排出的较高温度的热空气,提高热泵制取热水的效率,实现了电能的合理高效的利用。

      6 夏季工况下基于室内空气为热源的热泵热水器

         这个流程的思路是夏季工况下利用室内空气为热源制取热水,即制取热水的同时降低了室内空气的温度,做到了能量的合理利用。在空调房间热负荷较小或面积较小的情况下,为了产生足够的热水,可以开窗通风,这样一方面降低了室内温度,另一方面减少了电热水的能源浪费,更为重要的是解决了夏季房间新风问题,提高了室内空气品质。

      7 结论

         通过上述分析,依靠传统的风冷压缩式空调器的运行原理,合理地对蒸发器、冷凝器进行??榛杓?,既可获得生活热水,又可为房间制冷,在能源综合利用方面有一定的应用优势。

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