對空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計的研究

　　隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，電氣設(shè)備在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)用也越來越廣泛，它為我們的生活帶來了大量的便利。但同時，電氣設(shè)備的使用對能源的需求較為巨大，2010年，我國社會能源的消耗大約為32.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是世界上第二大能源消耗國。制冷行業(yè)已經(jīng)成為我國家電中重要的一個行業(yè)，據(jù)統(tǒng)計2011年，僅家用空調(diào)的數(shù)量就超過了1億臺，除此之外，還有大量的辦公用中央空調(diào)以及工業(yè)制冷設(shè)備。據(jù)統(tǒng)計，我國建筑物能耗已經(jīng)占我國整體能耗的40%，其中建筑物空調(diào)設(shè)備占建筑物能耗的30%左右。
　　1 空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能的影響因素
　　前文分析了空調(diào)制節(jié)能的重要性，空調(diào)對能源的消耗主要是在制冷過程中，因此，如何改善空調(diào)的制冷系統(tǒng)是我們空調(diào)節(jié)能的首要工作。首先我們需要了解對空調(diào)節(jié)能系統(tǒng)產(chǎn)生影響的相關(guān)因素。
　　1.1 制冷工質(zhì)
　　制冷工質(zhì)主要涉及到制冷系統(tǒng)對環(huán)境的影響，早期的制冷工質(zhì)主要是使用CFCs，目前主要采用的工質(zhì)有HCFCs和HFCs，從環(huán)保的角度來看，這類工質(zhì)的效果并不佳，目前也有大量的制冷系統(tǒng)采用二氧化碳、水等作為制冷的工質(zhì)。氯氟氫等制冷劑對大氣層尤其是臭氧層有著非常大的破壞作用，我們需要對其予以高度的重視，通過開發(fā)新的制冷工質(zhì)來進行替代。
　　1.2 壓縮機
　　壓縮機是空調(diào)制冷系統(tǒng)中最為重要的一個部分，被稱為制冷系統(tǒng)的心臟，是我們進行節(jié)能技術(shù)升級的關(guān)鍵。壓縮機一般情況下可以分為復(fù)式活塞壓縮機和回轉(zhuǎn)式壓縮機兩種，它通過改變氣體的容積來完成氣體的壓縮和輸送。在這個過程中，需要消耗大量的動力來完成，因此其為提高節(jié)能措施的重要手段。
　　1.3 冷凝壓力以及制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度
　　這主要是制冷系統(tǒng)的問題，一般空調(diào)都是采用風(fēng)冷式冷凝器來進行調(diào)解溫度。一般情況下，空氣通過冷凝器來起到制冷的效果，但如果冷凝器翅片上有塵埃黏貼堵塞就需要以更大的壓強來迫使空氣進入，隨著壓力的增加，所需消耗的電力也將增多。一般情況下，每升高1kg/cm2相應(yīng)的能源消耗量將增加7%左右。在制冷系統(tǒng)中蒸發(fā)溫度也是對能耗影響比較大的一個因素。一般情況下，我們需要保持13℃左右的溫差即可，但受制于系統(tǒng)的有效性因素，我們往往要保持20℃左右的溫差，即系統(tǒng)中的蒸發(fā)溫度值將降低，據(jù)統(tǒng)計，該蒸發(fā)值沒降低1℃，同等情況下的能耗將要上升4%。
　　2 空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能的措施
　　前文分析了空調(diào)制冷系統(tǒng)中對節(jié)能效果影響比較大的幾個方面，針對以上幾個方面，我們可以總結(jié)出響應(yīng)的空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能的措施。
　　2.1 采用環(huán)保型制冷劑
　　合理選擇有效的制冷劑，這對節(jié)能并沒有直接明顯的效果，但它的主要落腳點在于環(huán)保，節(jié)能的目的之一也是減少能源排放量，保護環(huán)境。目前國內(nèi)國外已經(jīng)將環(huán)保制冷劑的使用上升到非常高的地位，世界各國就制冷劑的使用達成了廣泛的共識。歐盟早在2006年就通過了氟氣體法，對含有氟的制冷劑的使用有著嚴(yán)格的規(guī)定，對于HFCs這類氣體只能在缺乏其他可行條件的環(huán)境下進行。在2007年《蒙特利爾議定書》的締約方會議上，締約方一致同意對當(dāng)時占主導(dǎo)地位的制冷劑HCFCs（氫氯氟烴）進行限制，逐步淘汰該制冷劑的使用。并且對各個國家制定了具體的淘汰表，發(fā)展中國家需要在2010年起逐步降低HCFCs（的數(shù)量，并且在2020年削減35%，到2030年則基本上消除使用。發(fā)達國家到2020年就要基本停止使用氫氯氟烴。目前已經(jīng)有部分替代制冷劑問問世，例如碳氫化合物以、人工合成制冷劑。從目前實際使用情況來看，最主要的有R600a、R717、R744、HFCs人工合成劑以及目前正在逐步興起的CO2等。
　　2.2 新型壓縮機的應(yīng)用
　　壓縮機是空調(diào)制冷系統(tǒng)的關(guān)鍵因素，只有提高壓縮機的技術(shù)含量，才能為制冷系統(tǒng)整體節(jié)能工作提供最終的保障。壓縮機屬于資本性投資，只有壓縮機的性能確定，才能夠?qū)罄m(xù)系統(tǒng)運行進行有效的調(diào)節(jié)。
　　目前市面上已經(jīng)有大量的先進壓縮機的存在，接下來筆者就幾個比較具有典型的進行簡單的介紹。
　?。?）渦輪壓縮機。
　　渦輪壓縮機比較適宜的使用范圍主要是在小型的制冷器，對于大型的制冷器而言就顯得不那么具有實際效用。渦輪壓縮機也可作進一步細分，如數(shù)碼渦旋壓縮機，它通過利用頂部的氣腔吸排氣來調(diào)節(jié)電磁閥通斷的時間，以此來影響壓縮機的吸排氣量，最終調(diào)節(jié)壓縮機的容量。這樣可以確保壓縮機能夠有效地調(diào)節(jié)所需耗費的能源，達到環(huán)保的最終目的。例如直流變頻渦旋壓縮機，該壓縮機將其他壓縮機上由永久性的磁鐵所組成的定子，通過由稀土為原料制作的永久磁鋼轉(zhuǎn)換成為轉(zhuǎn)子。這種特殊的結(jié)構(gòu)可以有效降低其他壓縮機的電磁干擾、降低噪聲以及產(chǎn)生火花等缺陷，使用的壽命也比較長，能夠?qū)照{(diào)制冷的轉(zhuǎn)速做出迅速調(diào)整，并且不會產(chǎn)生渦輪損失。
　?。?）螺桿式壓縮機。
　　螺桿式壓縮機目前已經(jīng)成為冷水機組上使用的主流壓縮機，目前我國螺桿式壓縮機的生產(chǎn)在世界上占據(jù)一定的優(yōu)勢地位，該類型的壓縮機的運用在國內(nèi)比較普遍。隨著技術(shù)的發(fā)展，螺桿式壓縮機已經(jīng)由兩螺逐步向三螺桿轉(zhuǎn)變，成為節(jié)能的一個重要發(fā)展方向。三螺桿壓縮機可以有增強壓縮機的平衡性，并且形成兩個獨立的工作容積，以此來調(diào)節(jié)排氣量，及時有效地應(yīng)對氣壓量的變化，有效節(jié)省能源消耗。
　　2.3 制冷系統(tǒng)的合理維護
　　前兩者所闡述的是資本性的投入，是我們節(jié)能工作的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上我們需要對制冷系統(tǒng)進行合理的設(shè)置，以達到節(jié)能的效果，從某種角度而言，這需要空調(diào)的使用者積極配合。首先是冷凝器的清潔工作，空氣通過冷凝器來進行交換，但冷凝器由于長時間工作容易沾上灰塵，堵塞空氣孔，需要更大的壓力才能進行空氣交換，造成能源的大量損失。因此，我們需要定期清潔，降低冷凝器所需的內(nèi)部壓力。一般情況下一年進行兩次清潔是有必要的。其次是合理調(diào)控制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度，前文分析了蒸發(fā)溫度過高會帶來不利的影響，目前我們采用的降低蒸發(fā)溫度的措施有增加制冷劑、保障整個制冷系統(tǒng)的干凈清潔。
　　3 空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能的發(fā)展前景
　　隨著人們對節(jié)能環(huán)保的日益重視，空調(diào)制冷系統(tǒng)對于節(jié)能的重視程度也日益增加。目前行業(yè)節(jié)能發(fā)展的重點放在新型制冷劑替換以及壓縮機技術(shù)的更新。但從宏觀角度出發(fā)，我們需要建立一個有效的國家標(biāo)準(zhǔn)，強化資本投入的硬性要求，提高市場參與者的節(jié)能的動力和壓力。政府部門需要制定詳細的排放標(biāo)準(zhǔn)，對于達不到標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)要從市場中淘汰出去，促使整體市場向上發(fā)展。
　　參考文獻
　　[1]何厚建.空調(diào)系統(tǒng)的最優(yōu)化運行[J].沈陽工業(yè)大