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1 前言
室外環境對風冷空調的運行及能耗的影響非常大,夏天高溫時段由于太陽直射室外機的進風溫度最高可達45℃。風冷空調室外機運行環境的改善可以有效地降低空調的耗電量,減少廢熱排放,并使其處于較為理想的運行狀態,因此對風冷式機房空調室外機進行節能改造的意義非常大。
2 潛熱過渡冷卻裝置的工作原理
潛熱過渡冷卻是一種利用水的蒸發使進入風冷式空調室外機的干熱空氣變為濕潤的涼爽空氣,通過降低室外機的冷源溫度,從而達到降低空調系統的冷凝壓力及溫度、提高冷凝器的換熱效率、降低空調系統的功耗、提高其制冷能力[2]及能效比的目的的設備。
潛熱過渡冷卻節能裝置的核心元件是表面積很大的特種紙質波紋蜂窩狀濕簾,并配有控制系統、水循環系統及補水系統等保證其作用的實現。空氣溫度越高、濕度越低,濕簾的降溫效果越好。從而降低空調機組的冷凝壓力及溫度,提高冷凝器的熱處理能力,并降低空調機組的功耗。
安裝潛熱過渡冷卻裝置前空調的運行過程在壓晗圖上表示為:1→2→3→4→1,其中,1→2為制冷劑在壓縮機內的壓縮過程,2→3為制冷劑在冷凝器中的冷凝過程,3→4為制冷劑的節流過程,4→1為制冷劑在蒸發器中的蒸發過程;壓縮機的功耗為h2-h1,制冷劑在冷凝器中冷凝釋放的熱量為h2-h3,制冷劑在蒸發器中吸收的熱量(制冷量)為h1-h4,能效比為:(h1-h4)/(h2-h1)。
安裝潛熱過渡冷卻裝置后空調系統的冷凝溫度降低,其運行過程在壓晗圖上表示為:1→2’→3’→4’→1,1→2’為制冷劑在壓縮機內的壓縮過程,2’→3’為制冷劑在冷凝器中的冷凝過程,3’→4’為制冷劑的節流過程,4’→1為制冷劑在蒸發器中的蒸發過程;壓縮機的功耗為h2’-h1,制冷劑在冷凝器中冷凝釋放的熱量為h2’-h3’,制冷劑在蒸發器中吸收的熱量(制冷量)為h1-h4’,能效比為:(h1-h4’)/(h2’-h1)。
從圖1中可以看到,安裝潛熱過渡冷卻裝置后壓縮機的功耗減少了,制冷劑在冷凝器中釋放的熱量及在蒸發器中吸收的熱量增加了,說明空調系統的能效比相對之前升高了。減少的功耗為:(h2-h1)-(h2’-h1)=h2-h2’,增加的制冷量為:(h1-h4’)-(h1-h4)=h4-h4’。
3. 理論計算
假設系統采取潛熱過渡冷卻技術改造前空調的運行狀態是:蒸發溫度為7℃,冷凝溫度為55℃,過冷度5℃,過熱度5℃,采用R22制冷劑,通過壓焓圖計算軟件可以得出相應的計算結果.
假設安裝潛熱過渡冷卻裝置后空調系統的冷凝溫度降低1℃,其它條件不變,此時系統運行情況為:蒸發溫度7℃,冷凝溫度為54℃,過冷度5℃,過熱度5℃,制冷系統輸入功率的減少量為:32.271-31.669=0.602KW,制冷量的增加量為: 149.724-148.337=1.387KW, 能效比提高量為:4.73-4.60=0.13。
4. 結論
潛熱過渡冷卻裝置可以有效地改善風冷空調室外側的環境,降低空調系統的冷凝壓力及溫度,降低空調系統的功耗、增加其制冷量, 減少廢熱排放,并可使空調系統處于較穩定的運行狀態,可減少空調系統的維護工作量,延長空調機組的壽命。
參考文獻
[1] 王啟祥,盧清華,黃贊山. 環境干濕球溫度對空調器性能影響的試驗研究[J].制冷,2011,30(1):10-13
[2] 劉洋,王芳,杜世春. 環境工況對空調器運行性能的影響[J]. 暖通空調,2006,36(11):110-112