空調(diào)能耗的分類
     
     空調(diào)制冷要使用電力或蒸汽；空調(diào)水、氣輸送要消耗電力；冬季空調(diào)要使用電力或油、煤等自然能源，不同的季節(jié)、不同的空調(diào)系統(tǒng)有不同的能耗。但就分類而言，可歸結(jié)分為兩類：電力消耗和熱能消耗。而電力消耗最總?cè)钥蓺w結(jié)為熱能消耗（自然能發(fā)電除外），因此，從環(huán)保的角度來(lái)看，空調(diào)的所有能耗均為熱能消耗，都有CO2溫室氣體的排放代價(jià)。
    
     具體來(lái)看，空調(diào)系統(tǒng)中，所有電力驅(qū)動(dòng)設(shè)備，都存在電力消耗；各種鍋爐、溴化鋰?yán)渌畽C(jī)組等則存在熱能消耗,在一般情況下，夏季空調(diào)，除溴化鋰制冷機(jī)組以外，均以電力消耗為主；冬季空調(diào)，則以熱能消耗為主，但同時(shí)存在電力消耗。各種氣源、水源、地源空調(diào)系統(tǒng)僅消耗電力。
    
     空調(diào)節(jié)能技術(shù)分類和比較
    
     作為對(duì)空調(diào)節(jié)能技術(shù)不斷探索的回報(bào),在空調(diào)設(shè)計(jì)中,已有很多成熟的技術(shù)和相關(guān)的產(chǎn)品可運(yùn)用。具體可分為三種類型:
    
     1 節(jié)省型：通過追求高效率,優(yōu)化系統(tǒng)和加強(qiáng)自動(dòng)控制的運(yùn)用，來(lái)節(jié)省空調(diào)運(yùn)行能耗, 減少或避免能源浪費(fèi)，從而節(jié)省能源。如：選用高效率產(chǎn)品，優(yōu)化系統(tǒng)配置，采用變風(fēng)量或變水量、二次回風(fēng)等節(jié)能系統(tǒng)及其他運(yùn)行控制節(jié)能技術(shù)等。就其節(jié)省的能耗而言，既節(jié)省空調(diào)動(dòng)力消耗，也節(jié)省一些空調(diào)熱能消耗。
    
     2 自然能利用型：通過合理使用自然能，而減少空調(diào)能源消耗，如：新風(fēng)供冷，冷卻水供冷，氣源，水源及地源供冷供熱等自然能利用技術(shù)等。
    
     自然能利用型主要節(jié)省空調(diào)熱能消耗，值得注意的是，其節(jié)省的熱能是相當(dāng)可觀的。此外，節(jié)省了空調(diào)熱能消耗，也就減少了相應(yīng)的CO2排放量，因而具有良好的環(huán)保優(yōu)勢(shì)和可持續(xù)發(fā)展特性。
    
     3 熱回收型：通過對(duì)熱能的再回收，實(shí)現(xiàn)熱能的二次利用，從而減少空調(diào)的能源消耗。如新排風(fēng)熱回收技術(shù)。根據(jù)產(chǎn)品的不同，又可分為：轉(zhuǎn)輪式或固定板翅式全(顯)熱交換式熱回收，盤管式熱回收，熱泵式熱回收等方式。其他如冷水機(jī)組生活熱水熱回收等等。
    
     就上述各熱回收方式所節(jié)省的能耗來(lái)分析，夏季一般主要節(jié)省空調(diào)電力能耗，當(dāng)采用溴化鋰主機(jī)時(shí)，節(jié)省的是空調(diào)熱能消耗。冬季一般主要節(jié)省空調(diào)熱能消耗，當(dāng)采用自然能利用型主機(jī)如氣源熱泵時(shí)，節(jié)省的是空調(diào)電力能耗?？傊?，同樣具有良好的環(huán)保優(yōu)勢(shì)和可持續(xù)發(fā)展特性。
    
     由于熱回收型冷水機(jī)組在以前的應(yīng)用中，較多采用串聯(lián)型冷凝器，由于機(jī)組這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原因，熱回收量一般最高僅為制冷負(fù)荷的30%至40%。而且，熱回收量隨著冷負(fù)荷的減少很快下降，不能相對(duì)穩(wěn)定提供。此外，回收的熱能一般均用于生活熱水，由于生活熱水使用上的不穩(wěn)定性，熱回收量也時(shí)有時(shí)無(wú)、時(shí)高時(shí)低，對(duì)機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定造成不利影響。因此，此類熱回收，雖亦為廢熱利用，具有一定的環(huán)保節(jié)能意義，但節(jié)省量較小，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行亦存在不利的影響。但是，當(dāng)采用一種新的結(jié)構(gòu)形式使熱回收量可更高，更穩(wěn)定，且回收的熱能用于空調(diào)系統(tǒng)本身時(shí), 熱回收型冷水機(jī)組可節(jié)省的空調(diào)熱能消耗是相當(dāng)可觀的。其節(jié)能意義可得到極大發(fā)揮。 新的冷水機(jī)組熱回收方式（以下簡(jiǎn)稱新方式）
    
     以常規(guī)的螺桿式冷水機(jī)組為例，基于壓縮制冷的工作原理，冷水機(jī)組在蒸發(fā)器一側(cè)制冷劑蒸發(fā)吸熱制冷的同時(shí)，在冷凝器一側(cè)制冷劑則在冷凝放熱，而且其放熱量大于蒸發(fā)器的吸熱量，新的熱回收方式目標(biāo)就是為了回收冷凝器100%的放熱量以供再利用，從而可節(jié)省相應(yīng)的空調(diào)熱能消耗，減少因空調(diào)而產(chǎn)生的對(duì)大氣環(huán)境的溫室氣體排放。
    
     新的冷凝機(jī)組回收方式基于對(duì)冷凝器的設(shè)計(jì)，可以命名為一體化并聯(lián)式冷凝器（以下簡(jiǎn)稱為新型冷凝器），常規(guī)的冷凝器為一組盤管，冷卻水吸熱后，由冷卻塔將熱量散入大氣，一般冷卻水為開式系統(tǒng)。所謂一體化并聯(lián)式冷凝器，是指相對(duì)于冷媒而言是一個(gè)冷凝器，但從水側(cè)來(lái)看，有二組并聯(lián)的水盤管，其中一組盤管對(duì)應(yīng)于常規(guī)機(jī)型的工作方式，為開式系統(tǒng)，而另一組為熱回收盤管，采用閉式循環(huán)。從這樣的結(jié)構(gòu)形式可以看出，任一組盤管，只要配置足夠的熱交換面積，都有可能吸收全部的冷凝負(fù)荷。也因此，熱回收量受冷負(fù)荷變化的影響得以完全消除。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)機(jī)組運(yùn)行冷負(fù)荷下降為滿負(fù)荷的40%時(shí)，熱回收量仍可達(dá)機(jī)組冷負(fù)荷的45%以上。
    
     就其控制調(diào)節(jié)來(lái)說(shuō)，配置新型冷凝器的熱回收冷水機(jī)組（以下簡(jiǎn)稱新型冷水機(jī)組），在運(yùn)行時(shí)，控制原理很簡(jiǎn)單：與常規(guī)冷水機(jī)組相比，機(jī)組內(nèi)部不需要增加任何控制，只需在開式冷卻水系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)旁通閥及相應(yīng)的控制單元，通過調(diào)節(jié)冷卻水旁通水量，調(diào)接冷卻塔的散熱量，就可同時(shí)實(shí)現(xiàn)熱回收水系統(tǒng)的出水溫度控制和熱回收量的需求量適應(yīng)控制，同時(shí)確保機(jī)組在定流量，定冷凝壓力的工況下穩(wěn)定運(yùn)行，一控多效，簡(jiǎn)單可靠。
               
     本文3.3節(jié)所述的冷水機(jī)組熱回收方式中，可采用的冷凝器形式可有兩種，分別為分體并聯(lián)式冷凝器和分體串聯(lián)式冷凝器，它們的共性在于都有兩個(gè)冷媒冷凝器，區(qū)別在于一種為并聯(lián)方式，一種為串聯(lián)方式。
    
     采用分體并聯(lián)式冷凝器的熱回收冷水機(jī)組，優(yōu)點(diǎn)在于理論上熱回收量可達(dá)冷凝負(fù)荷的100%，似乎熱回收量可根據(jù)需要設(shè)計(jì)控制，而缺點(diǎn)在于，實(shí)際上兩個(gè)并聯(lián)冷凝器之間的冷媒流量需按熱回收量的變化而調(diào)節(jié), 在運(yùn)行時(shí)為使機(jī)組能相對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)相關(guān)運(yùn)行要求所需的控制相對(duì)復(fù)雜，而且實(shí)際也較難于控制。事實(shí)上，真正以這種方式用于熱回收的并不多。
    
     采用分體串聯(lián)式冷凝器的熱回收冷水機(jī)組：一般前置冷凝器用于吸收壓縮機(jī)系統(tǒng)高溫排氣的散熱，以提供較高的水溫，為熱回收冷凝器，而后置冷凝器用于吸收制冷劑冷凝放熱，優(yōu)點(diǎn)在于沒有附加的復(fù)雜控制要求，但其最大的缺點(diǎn)本文前已述及，其結(jié)構(gòu)方式?jīng)Q定了熱回收量有限，而且，隨著冷負(fù)荷的降低，熱回收量也迅速降低，因此熱回收量并不能按需提供。由此，在實(shí)際的運(yùn)行中，雖有應(yīng)用，但一般僅用于提供生活熱水。
    
     相比較而言，采用新型冷凝器的冷水機(jī)組，熱回收冷凝器與常規(guī)冷凝器合二為一，通過簡(jiǎn)單的溫度控制，既控制了熱回收水的出水溫度，又控制了冷水機(jī)組的冷凝壓力，同時(shí)也適應(yīng)了熱回收負(fù)荷與冷卻散熱負(fù)荷的調(diào)節(jié)需求。最關(guān)鍵的在于：只要需要，熱回收量可達(dá)100%。
    
     新型冷水機(jī)組的綜合性能系數(shù)COP
    
     新型冷水機(jī)組在制冷的同時(shí)，由于冷凝負(fù)荷被部分或全部回收利用，為熱用戶提供了熱能，節(jié)省了相應(yīng)的用戶熱能消耗，因此，新型冷水機(jī)組提供的效能包括兩部分：是制冷量與制熱量之和。因此，其綜合性能系數(shù)COP當(dāng)100%熱回收時(shí)COP = ( QL + QLN ) / W式中,QL為制冷量, QLN為熱回收量，即100%冷凝負(fù)荷，W為機(jī)組耗電量。
    
     當(dāng)以某一百分比C%熱回收時(shí)：
    
     COP = ( QL + C% x QLN ) / W
    
     由此可見，新型冷水機(jī)組的綜合性能系數(shù)COP最高可以是冷水機(jī)組的制冷性能系數(shù)與熱泵的制熱性能系數(shù)之和，其綜合性能系數(shù)COP之高，反映出其顯著的節(jié)能意義。即使是部分熱回收，節(jié)能效果仍然十分可觀。
    
     需要注意的是，熱回收水溫的高低對(duì)于新型冷水機(jī)組的綜合性能系數(shù)有一定影響。當(dāng)所要求的熱回收水溫高與常規(guī)制冷系統(tǒng)冷卻水溫時(shí)，每高出一度，制冷性能系數(shù)約下降2.1%，此時(shí),約需1.7%的熱回收量以確保新型冷水機(jī)組的綜合性能系數(shù)不低于常規(guī)冷水機(jī)組的制冷系數(shù)。以熱回收水溫45℃為例，制冷性能系數(shù)約下降17%，此時(shí)要求約14%的熱回收量來(lái)彌補(bǔ)，否則，新型冷水機(jī)組的綜合性能系數(shù)將低于常規(guī)冷水機(jī)組。所以，熱回收水溫越低，熱回收比例越高，新型冷水機(jī)組的綜合性能系數(shù)COP越高，節(jié)能效果越明顯。從本文下述實(shí)際可應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)熱回收水溫的要求來(lái)看，是與此要求完全吻合的。
    
     適用機(jī)型
    
     工程用空調(diào)冷水機(jī)組型式主要有活塞式、螺桿式、離心式和溴化鋰吸收式四種。是否適用或哪一種最適合作為新型冷水機(jī)組應(yīng)用于空調(diào)領(lǐng)域，主要取決于各種機(jī)型在可能的冷凝溫度提高時(shí)的運(yùn)行適應(yīng)能力；和各種機(jī)型對(duì)冷凝器結(jié)構(gòu)改造的適應(yīng)性及投資大小；以及各種機(jī)型的容量特性對(duì)工程的適應(yīng)性。
    
     相比較而言,離心機(jī)由于喘震問題的存在，對(duì)提高冷凝溫度的適應(yīng)能力很差，活塞機(jī)具有較好的適應(yīng)性，螺桿式則借助于二次蒸發(fā)吸氣和噴液技術(shù)的日益發(fā)展和完善而勝任有余，溴化鋰機(jī)組也不例外；但對(duì)冷凝器結(jié)構(gòu)改造的適應(yīng)方面, 溴化鋰機(jī)組因冷凝器在機(jī)組內(nèi)部而略顯不利，非標(biāo)設(shè)計(jì)程度和投資會(huì)較大，其余三中機(jī)型則不分伯仲,均較簡(jiǎn)單；而在裝機(jī)容量特性方面，一般活塞式適應(yīng)于較小的工程，螺桿式可適應(yīng)于中型和較大型工程的需求。離心機(jī)則較適合較大工程，溴化鋰機(jī)組由于技術(shù)的日益成熟，限制較小。
    
     由此可見，相對(duì)而言，螺桿式機(jī)組應(yīng)用于新型熱回收冷水機(jī)組，適應(yīng)性較強(qiáng)，投資少,工程的適用面較廣,性能最優(yōu)。其它機(jī)型，或多或少有所限制。
    
     應(yīng)用領(lǐng)域與節(jié)能意義
    
     探究新型冷水機(jī)組的意義，目的在于它具有節(jié)能意義和較廣泛的可應(yīng)用性，這正是本文所要開辟的空調(diào)節(jié)能新領(lǐng)域。
    
     1 恒溫恒濕空調(diào)領(lǐng)域: 在恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)的夏季運(yùn)行工況中，冷卻降溫和除濕空氣處理過程同時(shí)能滿足室內(nèi)溫濕度要求的機(jī)會(huì)微乎其微，當(dāng)除濕的要求大于降溫的要求時(shí)，再熱也就不可避免，冷熱抵消也就不期而至，而此時(shí)，所需的再熱量，完全可由新型冷水機(jī)組提供。而且，用于再熱的熱回收水溫，只需常規(guī)工況的冷卻水溫就能滿足要求,具有很高的綜合性能系數(shù)。
    
     對(duì)應(yīng)于水冷恒溫恒濕機(jī)組，類似應(yīng)用頗具優(yōu)勢(shì)，只需在機(jī)組內(nèi)，增設(shè)一個(gè)帶旁通控制的盤管，串接于冷卻水系統(tǒng)中，用于再熱，就無(wú)需設(shè)置再熱電加熱器，節(jié)省相應(yīng)的耗電量。
    
     2 分區(qū)再熱空調(diào)領(lǐng)域: 可采用合并系統(tǒng)而要求分區(qū)控制的場(chǎng)合，也存在對(duì)再熱量的需求。這與恒溫恒濕再熱的應(yīng)用特性完全相同。
    
     3 制冷和制熱需求并存的空調(diào)領(lǐng)域: 在同時(shí)有制冷和制熱要求的場(chǎng)所，典型代表就是采用四管制水系統(tǒng)的空調(diào)領(lǐng)域，當(dāng)不使用新型熱回收冷水機(jī)組時(shí)，制冷系統(tǒng)的冷凝負(fù)荷排入大氣，而制熱的熱量則來(lái)自于某種熱源，表面上不存在冷熱抵消，而事實(shí)上，用于加熱的能源消耗卻是一種無(wú)謂的消耗，在這種情況下，采用新型冷水機(jī)組也就獲得了免費(fèi)的熱源。因?yàn)榇藭r(shí)，新型冷水機(jī)組所做的只是熱量轉(zhuǎn)移。冷熱需求越平衡，節(jié)能效果越好。此外, 在這種應(yīng)用中，對(duì)熱回收水溫的要求，也是可以適當(dāng)降低的。 同樣可具有較高的綜合性能系數(shù)。
    
     在空調(diào)的應(yīng)用領(lǐng)域，需要恒溫恒濕的場(chǎng)所很多，電子、醫(yī)藥、紡織、印刷行業(yè)等等；有同時(shí)制冷制熱需求的場(chǎng)所也舉不勝舉，僅此兩項(xiàng)可見，新型冷水機(jī)組的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。
    
     對(duì)于新型冷水機(jī)組的應(yīng)用，與原來(lái)未使用這一熱回收的系統(tǒng)相比，所增加的投資是非常有限的，但可節(jié)省的能源是極其可觀的。與其它熱回收方式如：轉(zhuǎn)輪熱回收，全熱交換器的高投資相比，新型冷水機(jī)組的產(chǎn)出與投入之比，無(wú)疑是相當(dāng)優(yōu)秀的。同時(shí)，從環(huán)保角度，無(wú)論是用于再加熱還是用于需要同時(shí)制冷制熱的場(chǎng)所，新型冷水機(jī)組實(shí)現(xiàn)的都是熱量轉(zhuǎn)移，都是把熱量從不需要的地方轉(zhuǎn)移到需要的地方，并籍此減少了熱能消耗和相應(yīng)的溫室氣體排放，而且總量可觀，無(wú)疑,這對(duì)于環(huán)境的保護(hù)和空調(diào)的可持續(xù)發(fā)展是極其有利的。