省煤器

引言

节能器是一种机械装置，可减少冷却数据中心或其他建筑物所需的能量。 它有时被称为 HVAC 节能器，因为它集成到建筑物的供暖、通风和空调 (HVAC) 系统中。节能器利用外部空气来调节室内温度并提高能源效率。

节能器常用于数据中心，以减少对冷水机组、压缩机和计算机房空调等制冷设备的需求。节能器有助于降低数据中心的能源消耗和相关成本，从而迈向更绿色的计算环境。节能器还可以延长制冷设备的使用寿命，从而节省更多费用。根据类型，它们甚至可以提高室内空气质量。

节能器在凉爽气候下效果最好，但其应用不受寒冷地区的限制。在较温暖的气候下，节能器可以在较凉爽的月份或夜间（气温下降时）帮助降低能源消耗。只要环境温度和湿度在预期范围内，节能器就可以非常有用。

政府机构和专业组织（如 ASHRAE）提供了关于高效部署节能器的建议和指南。其中之一是能源效率建筑设计的行业标准 ANSI/ASHRAE/IES 标准 90.1-2019 — 除低层住宅建筑以外的建筑能源标准。该标准还详细介绍了空气侧节能器和流体侧节能器，这是两种主要类型。

什么是空气侧节能器？

空气侧节能器是建筑物通风系统的一部分。当外部温度和湿度达到预期范围时，节能器会将较冷的外部空气吸入数据中心，并将较暖的内部排气排到室外。在某些情况下，例如在极寒气候下，节能器可能会将排气与外部空气结合，以达到理想的温度和湿度水平。

使用空气侧节能器时，必须密切监测和控制湿度水平。通常建议数据中心将相对湿度保持在 40% 至 60% 之间。然而，根据 ASHRAE 2020 年的一份报告，铜和银腐蚀水平较高的环境可能需要将相对湿度保持在较低水平，可能低于 50%。

空气侧节能器具有自动控制系统，可调节控制气流的通风风门。如果节能器位于数据中心，通常包括过滤器，以捕获可能损坏硬件的颗粒物。连接数据中心内部与外部环境的管道中安装了这些过滤器。

什么是流体侧节能器？

流体侧节能器通过不同的方法为数据中心降温。它不将外部空气泵入建筑物，而是利用外部空气冷却建筑物冷却系统内的冷却剂。通过使用这种技术，可以在不需要机械制冷的情况下降低冷却剂的温度。流体侧节能器通常使用水、乙二醇混合物和制冷剂作为其流体。由于使用了水，这种类型的节能器通常被称为“水侧节能器”。

配备风冷或水冷冷水机组的数据中心通常使用流体侧节能器。它们利用冷却塔的蒸发冷却能力，从而允许使用节能器代替冷水机组，从而降低成本和能耗。水侧节能器通常在夜间或冬季运行，利用较冷的 ambient 空气来降低冷却剂的温度。

与空气侧节能器相比，流体侧节能器的优势在于它们不会将外部空气泵入数据中心。因此，无需维护空气过滤设备、更新通风系统或调节湿度水平。另一方面，由于其更宽的温度容差，空气侧节能器可以在更多地方和更高的温度下运行。

节能器的类型

以下是节能器的主要类型

1. 非冷凝节能器
2. 冷凝节能器

1. 非冷凝节能器

这些节能器用于将烟气温度保持在烟气冷凝温度以上，从而防止烟气管道腐蚀。这对于含硫燃料尤为重要。

烟气中可能形成硫化物，增加整体露点，并在冷凝时产生高腐蚀性的硫酸。

这是最广泛使用的节能器。非冷凝节能器是一个热交换器盘管（通常带翅片），安装在靠近锅炉出口的烟道管中。它们可以将系统整体效率提高 2-4%。

非冷凝节能器的优点

• 通过将热量从废烟气传递到锅炉给水，可以减少锅炉运行所需的燃料量。
• 效率提高 2-4%。
• 为防止烟气管道腐蚀，它们被设计成将烟气温度保持在烟气冷凝温度以上。

2. 冷凝节能器

这些节能器将烟气冷却到低于天然气燃烧产物的露点（约 135°F），这有助于提高废热的回收过程。通过冷凝水蒸气，冷凝节能器可以回收烟气中的显热和潜热。

因此，冷凝节能器需要具有很高的耐酸腐蚀能力。随着时间的推移，如果热交换器部件不保持清洁，效率会下降。Emvertec CEECON 系列节能器避免了这种情况，它们在生物质发电厂中使用自动清洗喷枪清洁系统和防腐蚀结构。

冷凝节能器的优点

• 冷凝节能器提高了发电厂的热效率。
• 它们增加了发电厂的电力输出。
• 由于这些节能器，工厂使用的燃料减少了。
• 它们能够将热量传递到外部过程。
• 它们降低了堆栈出口处的废气水分含量。
• 在传统的烟气污染物清除系统之后，Emvertec 的 CEECON 系列冷凝节能器更进一步，通过“抛光”烟气来减少工厂对环境的影响并进一步降低污染物水平。它产生了极好的热量，并保护下游系统免受酸腐蚀。

冷凝节能器与非冷凝节能器的区别

1. 为防止烟气管道腐蚀，非冷凝节能器用于将烟气温度保持在高于烟气冷凝温度。冷凝节能器将烟气冷却到低于天然气燃烧产物的露点（约 135°F），这有助于提高废热的回收过程。
2. 非冷凝锅炉的运行温度高于冷凝锅炉。
3. 冷凝燃烧器使用外部燃烧空气，而非冷凝系统使用内部空气。
4. 与非冷凝锅炉相比，冷凝锅炉的效率至少提高了 25%。通过从外部空气中提取比内部空气更多的热量，冷凝节能器利用烟气中的废热加热进入锅炉的冷水，从而达到所需的效率。

节能器的应用

以下应用最常使用节能器

1. 斯特林发动机。

斯特林发动机使用节能器。当发动机的热端到冷端移动时，节能器会储存热量，然后当其返回热端时将其释放到冷却的空气中。这项发明提高了斯特林发动机的效率。

2. HVAC 系统。

通过使用空气侧节能器并用寒冷的室外空气冷却室内空气，建筑物的 HVAC 系统可以节省能源。

当室外空气温度低于循环空气温度时，使用室外空气进行冷却的能效更高。

如果室外空气足够凉爽干燥（天气允许），则空气的焓值可接受，无需进一步调整；空气侧节能器控制方案的这一部分称为免费冷却。

3. 蒸汽发电厂

蒸汽发电厂中的节能器收集并将热量从锅炉烟气转移到锅炉给水。

4. 发电厂

在火力发电厂中，节能器的作用是回收部分通过烟囱损失的热量，以加热锅炉给水。

5. 制冷

当需要为工业制冷提供蒸汽压缩制冷时，最常使用节能器。带节能器的系统旨在在高压下执行部分冷冻工作。在这种情况下，气体压缩机效率很高。

节能器的优点

1. 与传统的空气预热器不同，节能器最大程度地回收废气中的热量。
2. 鉴于高昂的燃料成本，发电厂优先考虑提高锅炉效率。为了提高锅炉效率并节省更多热量，使用了节能器。
3. 闲置的发电厂在脱硫前需要大量水来冷却烟气。您可以使用节能器来减少这种情况。
4. 蒸汽在蒸汽-空气预热器中的使用降低了发电厂的效率。

结论

总之，节能器是锅炉、发电厂和 HVAC 系统中最重要的一部分。节能器是一种热交换器，可将热量从烟气转移到另一种模式（通常是锅炉给水），尽管也可以使用其他流动，如补充水。它提高了系统效率和性能。节能器用于各种应用，包括发动机、发电厂、HVAC 和锅炉。简而言之，节能器充当热交换器。