中央空調系統制冷過程與能耗分析

楊裕佳

摘要：中央空調對于提高人們的生活質量做出了重要的貢獻，但是中央空調系統在運行過程中會產生大量的能耗，不符合我國可持續發展原則。本文在此基礎上重點研究了中央空調工作的原理以及能耗的產生原因，并且根據自己的經驗提出了幾點建議，從而更好促進我國經濟健康發展。

關鍵詞：中央空調系統;制冷過程;能耗分析

近些年我國雖然在經濟上取得了很大的發展，但是在經濟發展過程中破壞了我國的生態環境，如何解決經濟發展和環境保護之間的矛盾是我國發展需要解決的重要難題。中央空調在制冷過程中會浪費大量的電能，同時會將大量的熱量排到室外，加重溫室效應，使得全球氣溫升高，減少中央空調制冷過程能耗的產生能夠有效減少熱量向大氣的排放，是符合我國五位一體的發展戰略，也是符合我國低碳生活的原則。因此本文在此基礎上做了一定的研究，從而更好促進我國經濟綠色發展。

1.中央空調分類

中央空調主要可以分為兩個系統，其中一個是中央空調水系統，另外一個是空調風系統，這兩個系統相互配合，從而保障了中央空調制冷的正常運轉，在進行能耗優化的過程中也是主要通過這個過程進行優化。

1.1中央空調水系統

中央空調水系統主要是由三個系統有機組合起來，他們分別是冷凍水循環系統、冷卻水循環系統以及主機系統。他們的任務分工存在著很大的差異，其中冷凍水循環系統主要石油冷凍水泵、冷凍水管和風機等設備構成的。而冷卻水循環系統中主要是由冷凝器、冷卻塔、冷卻水管和冷卻泵組成。主系統的主要核心元件有制冷劑、節流器、壓縮機等工等構成的。

中央空調水系統需要這三個系統的相互配合和相互協調來完成工作。水系統主要工作原理如下。水系統首先利用物體在汽化或者液化的過程中會吸收或者釋放的一定的熱量，先讓物體吸收一定的熱量處于汽化狀態，然后在制冷劑的作用下進入到壓縮機設備中對于氣態物質進行加壓處理。在完成加壓過程后然后通過壓力作用將氣態物質送入到冷凝器中，這樣使得進入到冷凝器中的物質逐漸增多，同時也是的冷凝器中的壓力越來越大，但是冷凝器的器壁和制冷劑之間存在著一定的溫差，在溫差的作用下就會使得氣體在冷凝器的壁上進行液化，并且放出大量的熱量，釋放的熱量通過冷卻水以循環的方式送到外界進行熱交換。制冷劑在冷凝器中會液化，然后以液體的形態通過節流器最終達到蒸發器中，當制冷劑在流過節流器時，節流器使得制冷劑的壓力發生了很大的變化，這樣制冷劑的形態在壓力的過程下逐漸形成一種氣液混合體，然后以這種狀態進入到蒸發器，制冷劑在蒸發器中氣液混合體逐漸轉化為氣體，在狀態和體積發生變化的同時會帶走大量的熱量，使得溫度迅速下降。由于制冷劑和冷凍水之間一直在發生著熱交換，從而使得熱量源源不斷的被冷凍水吸收，從而使得溫度下降到預設的溫度。

1.2中央空調水系統

空調空氣系統也是中央空調系統中一個重要的系統，它的主要功能就是完成空氣的凈化作用，主要是由三個主要裝置構成的，分別是管道、端部裝置和空氣處理裝置。主要的工作過程如下，首先將目標空氣過濾成潔凈空氣，然后通過風管將其輸送到潔凈水中，再與冷凍水進行換熱冷卻，在完成熱量交換之后，將空氣加工成所需的空氣，然后通過送風狀態送到室內的空調裝置中，從而滿足用戶對于室內環境指標（溫度、濕度）的需求等。可以看出，中央空調的冷卻過程是通過利用熱交換原理來將室內的熱量不斷轉移到室外的過程。在中央空調系統，冷凍水循環系統和冷卻水循環系統主要是完成熱量換，不斷將熱量從內部轉移到外部。風機盤管系統設備用于室內的冷卻和傳熱，并直接與室內環境接觸，從而使得室內溫度維持在一定的范圍。

2.中央空調系統主要能耗來源

中央空調系統中的各個環節尤其是在熱量交換的環節會消耗大量的電能。但是很多環節的能量的產生和消耗帶來了額外的浪費，如果能夠將這些電能能夠有效的利用可以最大程度減少電能的浪費。通過研究中央空調系統的能耗產生來源可以幫助我們最大程度減少能量的浪費。中央空調的主要能耗產生主要的來源主要來自以下四個方面。第一個是冷水機組在運行過程中會產生大量的能耗，因為冷水機組需要能夠制造足夠的地低溫水從而更好地將產生的熱量交換出去。第二是冷水泵會產生大量的能耗，冷水泵最重要的功能就是更好讓冷凍水更好進行循環流動從而帶走大量的熱量，在這過程中會消耗大量的電能。第三能耗來源主要是冷卻水泵和冷卻塔風機產生的，主要是將房間中的熱量、中央空調系統產生的熱量以及中央空調系統本身產生的熱量排到室外。第四個能耗消耗主要是來自風機盤管系統，風機通過不斷運行來將所需要的冷空氣不斷送入到室內環境中而需要消耗大量的能量。

從上述分析主要看出大多數能源消耗是不可避免的，能源的消耗主要來自核心的裝置，包括了壓縮機、制冷泵、冷卻泵、冷卻塔、風機等。因此在進行中央空調的控制過程中需要在滿足用戶的需求上盡可能減少一些設備的啟動和停止，最大限制來減少能源的損耗。可以從以下的方式來減少能源的消耗。第一，在中央空調的運行過程中要能夠有效協調中央空調設備的工作，從而減少因為減少不必要的設備啟停時間而造成的能源浪費。第二可以將變頻技術利用到中央空調系統中，電機變頻調速能夠根據更加室內溫度和用戶需求來有效控制電機的轉速，通過有效控制電機運行的頻率，從而減少電能的消耗。另外在室溫穩定的時候，能夠保障電機能夠減少到最低水平，從而減少電機運行滿負載運行來有效降低空調系統的能耗。

3.減少能耗的幾點建議

電能是保障中央空調持續運行的重要能源保障。中央空調在運行過程中各個環節都會產生大量的能源消耗，因此如何有效減少電能的消耗是中央空調系統運行需要考慮的方向。電能在使用過程中，人們通常是關注中央空調是否能夠正常運行與操作，是否能夠調節溫度，卻忽略了電能消耗方面。由于電能能夠促使空調正常運行，但是如果人們發現空調的電能消耗量較大，也會下意識的認為空調產生的能源費用較高，但是，空調的運行過程中，部分電能雖然推動了系統運行，但是也有一部分電能是被浪費的，所以本文研究如何降低能耗，減少空調電費的投入，并且分析空調的制冷過程。空調的冷水機組產生冷水，過程中需要一定的低溫冷凍水，智能水環節需要消耗能量，在空調能量消耗過程中占據較大的比例。冷水泵能夠促進出水入水的有效循環，冷水泵運行的能耗量較大。冷卻泵與冷卻塔風機能夠促進室內的熱空氣有效排出，或者是排出空調系統運行過程中產生的熱量，在此過程中，冷卻泵與冷卻塔風機消耗的能量較多。風機盤管系統將空調中的冷風循押送至室內，風機運行過程中消耗的能量，也是空調能耗中的重要組成部分。

4.結束語

中央空調系統的使用能夠有效降低溫度，保障人們的生活質量，但是在制冷的過程中會產生大量的能源浪費，但是可以通過優化中央空調的使用過程以及合理利用變頻技術來將能源浪費降到最低，希望本文提出的幾點建議對于相關讀者有一定的參考作用。

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（作者單位：深圳市天泉空氣水智能科技股份有限公司）