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高精恒温恒湿空调系统的节能控制 |
作者：管理员 发布：2016年7月21日 浏览次数: 1058 |
恒温恒湿空调系统是指对温度、湿度和洁净度都有严格要求的专用空调系统，如博物馆文物保存环境，国内外一些专家建议其应达到如下要求：温度19.0~24.0±1.0℃；相对湿35.0~65.0%，其中纸张及金属类文物要求相对湿度40.0~50.0%。
然而，为保证具有较高的温湿度控制精度，传统的恒温恒湿空调系统在空气的处理过程中存在非常大的热湿补偿损失，同时由于系统通常运行在最大系统容量下，与负荷匹配不当导致大量的能量浪费，而为了保证室内空气品质，系统需要确保一定的新风量，这也增加了系统的能耗。研究显示：对于需要常年运行的空调系统，若采用合适的节能技术，则能使空调系统节能20.0~50.0%。
目前，国内传统恒温恒湿空调系统存在如下能耗问题：
1） 传统恒温恒湿空调系统设计容量以最大负荷为基准，且固定不变，全年运行造成很大的能量浪费。
2） 传统恒温恒湿空调系统一般采用定风量，大部分时间造成风量过余，产生很大的能量浪费。
3） 传统恒温恒湿空调系统表冷器统一采用7℃冷冻水供水，造成能源品味上的浪费。且传统系统冷冻水流量一般固定不变，从而造成表冷器出口空气过冷，需要加热器再热补偿、加湿器加湿补偿，消耗大量能量与水量。
4） 技术性设计不合理，导致空调系统的高能耗。
针对问题1
高精恒温恒湿环境对温湿度有着十分严格的要求，以最大负荷为基准作为设计容量无可厚非，但恒温恒湿房间负荷受季节变化、时间变化、室内人员设备状况的影响较大，若全年以最大负荷工况运行，压缩机的能耗是十分可观的。因此，较为先进的节能方案是采用数码涡旋和变频等新技术，使空调系统随着空调负荷的变化自动改变系统的工作情况。如若受于初投资的预算限制，可通过设置简单的缓冲保温水箱，当被控房间温湿度达到平衡或热湿负荷降低时，空调系统将大多数冷量存储到缓冲水箱中，当供水温度低于5℃时，制冷循环停机，依靠缓冲水箱内的冷冻水对冷盘管供水。
针对问题2
业内对恒温恒湿空调的送风系统存在一定的误解，认为其必须保证至少15次/h的换气次数，因此大多采用定风量送风系统。实际上被控房间温湿度参数的均匀性和稳定性在本质上取决于送风温差，由于被控房间的温湿度参数设定值通常不变，故送风温差的设计值也没有必要变化，此时送风风量取决于房间的热湿负荷，当热负荷减小或湿负荷变大时，相同送风温差下的送风量会大大降低，因此应将送风温差作为风量控制的反馈信号之一，当送风温差小于设定值时，意味着送风量过余，此时可通过变频技术降低风机转速，可有效地减少风机运行能耗。
针对问题3
传统恒温恒湿空调系统使用常规的民用冷水模块机组，供水温度不允许调节，一般而言，蒸发温度低于供水温度10℃左右，较低的供水温度意味着较低的蒸发温度，制冷循环的cop（制冷效率）也较低。对于某些工程，被控房间的相对湿度要求在55%以上，则没有必要将露点温度设置得很低，此时可适当提高冷冻水出水温度和蒸发温度，以获得更高的COP。研究表明，当供水温度提高2~4℃时，可节约压缩机运行能耗8~17%，同时表冷器出口空气温度也有所提高，也减少了再热能耗。
针对问题4
对于高精恒温恒湿空调，系统的合理与否关键在于空气处理过程的计算与设计，影响空气处理过程的因素有：地理位置、室内人员设备状况、工艺生产要求、维护结构情况等。风量较大时，二次回风系统与一次回风系统相比，可以节约大量再热能耗；室内湿负荷较小时，系统的除湿荷载主要来源于新风，因此可以对新风进行单独处理除湿，再与回风进行混合，这种方式避免了对回风部分风量的降温与再热，节能效果明显，此时通过控制新回风比，可同样达到较高的温湿度精度；相反，对于室内湿负荷较大的情况，除湿负荷已远远大于室内和新风负荷之和，需要将送风处理到很低的湿度才能稀释室内的含湿量，回风已经没有任何意义，而应采用“全送全排”的方式，此时排风除湿是最为节能的除湿方式，通过联动控制新、排风量，可以达到控制室内温湿度参数的要求。其他情况在此不再一一赘述。 |
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