提高中央空調系統電制冷型冷機能效的路徑研究

但志文

摘 要：中央空調系統的冷機能效會因諸多因素的影響，而出現較在幅度的變化，但在實際應用中，但在實際應用中，冷機能效會在各種影響因素的作用下出現什么樣的變化，同時需要采用何種有效措施才能使能效得到有效提高，本文通過對某建筑中的中央空調系統，十幾臺冷水機組的運行情況的調查和分析，對提高能效的路徑進行探討。

關鍵詞：中央空調系統；冷機能效；研究

一、冷機能效概述及現狀

（一）概述

制冷機能效等級根據相關的制性能系數指標進行判定，同時國家相關的能源效率等級對冷機能效效率進行了規定[1]。

（二）現狀

針對目前調查的中央空調系統，在整體建筑中沒有建立有效監測體系，制冷機能提供的機組負載率、冷卻水進回水溫度以及冷凍水進回水溫度等數據之外，沒有關于冷機能效相關實際檢測數據，也沒有其進行的追蹤、評價和考核。

經過不同負載情況下的檢測發現，冷機能效會隨之發生變化，呈現出能效比近線性變化。另外針對冷機的使用年限進行冷機能效的研究，分別對不同時間段的基礎進行研究，發現使用年限在5年以內和5至10年內的冷機能效數據表現相近，而10年以上的能效表現呈下降趨勢，且低于限定值。在19臺調查檢測的機且中，按照不同年限進行調查后發現，隨著年限的增長冷機能效越低，尤其是十年以上的機組，其冷機能效呈現出直線下降的趨勢。

二、影響因素

整機能效不僅受到中央空調系統，施工設計調試等影響，同時還受到管理、運行、維護能力水平等的限制，另外還有周圍運行環境、負載變化以及使用年限等諸多因素的影響。

（一）工況

冷機效率會受到工況的影響，在相同的負載下，對機組運行情況進行相關測量發現，將100%負荷維持在38h時段中，冷機效率變化因冷卻水端進口溫度的變化而呈現出非線性；在66%的負荷維持25h時段中，冷機效率因冷卻水端水泵開啟與關閉形成的流量變化而呈現了非線性變化[2]。

（二）維修保養

對使用中的基礎進行檢測發現，八臺機組使用年限超過五年，由專業物業公司定期進行保養維護的有三臺，由施工單位代管維護的有五臺，在產品質保期內的8臺機組，缺少保養的和保養維修到位的機組相比，能效值相差大約為18%。

三、提高冷機能效的有效措施

（一）系統保養和維護

生制冷劑側相同，新投入運行的冷水機組其污垢系數基本為零，因維修保養情況以及水質等因素的影響，投入使用后的冷水機組會在水側污垢系數上呈現出不同程度的增長。同時也證明所應用的溫度以及水質對水側污垢系數會造成影響，并隨著運行時間的延長而逐漸增加。冷凍水系統采用的是閉式循環系統，如使用較差的水質和管道材料，無法保證在冷水機組有效的應用周期中，不會出現水垢而對傳熱造成影響。所以為了使冷凍能效得到有效提升需要每年對管道系統進行清洗和養護，可以使冷卻水側、冷凍水污垢系數的增長速度減慢[3]。

（二）高效和低效區

每臺冷卻機組的負荷率有所不同，根據實際運行記錄，超過半數的冷水機組處于負荷率70%-80%之間，根據實際運行情況，將冷水機組的負荷率調至70%以上，即高效區間，此時COP值處于最佳狀態。

（三）工況因素

在冷水機組中，存在著受進水溫度影響較大的部分負荷COP值。在冷水機組設計為滿負荷運行狀態時，針對冷凍系統的供水溫度，將其設定為7℃。在實際運行中，通過檢測發現當系統大多數情況下處于部分負荷狀態時，通過供水溫度適度調高，可使制冷機組的效率有效提升，同時電耗降低。通過檢測發現，制冷機組出水溫度對COP值產生直接的影響，當出水溫度上升，cop值也明顯上升，另外制冷機組的出水溫度在室內溫度達到設定值時，每調升一度，其機組消耗電費將節約2%到3%左右。

空調系統水流量可以通過大溫差技術予以減少，使空調系統一次性投資費用，以及介質輸送動力消耗得有效到降低，使系統運行費用減少。經檢測發現，如實際工況允許的情況下，運用大溫差技術，可實現一定程度的經濟性。

另外在滿負荷情況下，根據能源效率進行COP值的確定，存在著一定程度的不公平性，無法準確獲得冷機能效的公正評價，通過IPLV的理念，可更好地對系統節能能效情況進行整體評價，對實際運行中的冷水機組性能參數進行準確的反映，其所得出的運行費用也更具有參考價值[4]。

四、實時能效管理

實施能效管理的引入可以實現節能，通過冷水機組效率的提高，使能源消耗

得以減少，減少冷卻水用量，同時也減少了水處理所帶來的環境污染。通過實施能效管理模型的運用，對冷凍水進出水溫度以及冷卻水管的進出水溫度進行采集和監測；冷凍水管的冷凍水流量通過流量傳感器進行實時采集；空調系統的實時輸出功率通過功率傳感器進行采集；模擬量信號通過采集卡轉換為數字信號，再由計算機根據數據庫功能、計算方式以及相關界面等對空調系統的能效指數進行測量以及跟蹤顯示，為管理人員提供相應的能效數據，作為系統實時能效的評測持重要依據。

結束語：根據對空調系統冷水機組實際工作情況的檢測，發現其冷機能效受到工況、維修保情況、負載率、使用年限等諸多因素的影響，可以通過實施能效管理，對空調系統進行節能實踐，通過智能化的能源監管平臺的建立，對設備購入、運輸和使用等各個環節進行監管，及時發現其中不合理的能源損耗，使冷水機組的冷機能效得到有效提高，同時使水處理所造成的環境污染得以減少，為企業和社會發展帶來不可忽視的經濟效益、社會效益以及環境效益。

參考文獻：

[1]郭云. 中央空調系統制冷過程與能耗分析[J]. 山東工業技術， 2018， 276（22）：50+60.

[2]王永生. 中央空調系統能效分析及評價技術[J]. 科技創新與應用， 2017（28）：46-46.

[3]程丹. 中央空調系統運行工藝的能耗分析[J]. 山西建筑， 2005， 31（15）：154-155.

[4]郝亮. 淺談中央空調制冷機系統的分類及應用[J]. 現代裝飾（理論）， 2011（4）：97-97.