空調制冷系統節(jié)能設計淺析

馬雪琴

摘要：對于空調制冷系統的節(jié)能設計，著重對制冷系統進行較為細致的節(jié)能設計，使壓縮機的功率盡可能地降低。本文空調制冷系統節(jié)能的影響因素、節(jié)能的措施、優(yōu)化設計及創(chuàng)新應用進行了探討，僅供參考。

關鍵詞：制冷空調系統；節(jié)能技術；設計；管理

中圖分類號： S210 文獻標識碼： A

引言

電氣設備的使用對能源的需求較為巨大，其中制冷行業(yè)已經成為我國家電中重要的一個行業(yè)。據統計，我國建筑物能耗已經占我國整體能耗的40%，其中建筑物空調設備占建筑物能耗的30%左右。因此，加強對空調的維護管理與進行技術改造，使空調的制冷系統更好的實現節(jié)能降耗，十分必要。

一、空調制冷系統節(jié)能的影響因素

1、制冷工質

制冷工質主要涉及到制冷系統對環(huán)境的影響，早期的制冷工質主要是使用CFCs，目前主要采用的工質有HCFCs和HFCs，從環(huán)保的角度來看，這類工質的效果并不佳，目前也有大量的制冷系統采用二氧化碳、水等作為制冷的工質。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)新的制冷工質來進行替代。

2、壓縮機

壓縮機是空調制冷系統中最為重要的一個部分，被稱為制冷系統的心臟，是我們進行節(jié)能技術升級的關鍵。壓縮機一般情況下可以分為復式活塞壓縮機和回轉式壓縮機兩種，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。

3、蒸發(fā)溫度

蒸發(fā)器內制冷劑蒸發(fā)的溫度比空氣溫度低，機房的熱能才會轉給制冷劑，制冷劑在吸收了熱量后揮發(fā)成氣體狀態(tài)，并由壓縮機吸走，從而使得蒸發(fā)器的壓力不會因為揮發(fā)氣體過多而升高，影響空調的制冷效果。

為了減少影響蒸發(fā)溫度，對空調的專項調試的方案應認真編寫與制定，空調的施工與管理者還應對空調的冷卻水與冷凍水的水壓試驗進行論述，對于管道的沖洗、冷凝水中坡度的調整以及各系統中風量與噪音的調整等都應進行調試，進而采取合理的措施加以改進。此外，對空調系統的聯動調試工作需要和其他的專業(yè)配合進行，例如，防排煙的系統調試和消防控制的系統聯動調試均需要相關的單位共同進行，這樣效果也更加明顯。空調的施工與管理者應該積極主動配合有關單位的工作，必要時更應該提供幫助，確?？照{系統的聯動調試工作順利完成，做好調試及工作記錄以及資料存檔的工作，以免日后出現故障能有資料供參考。

二、空調制冷系統節(jié)能的措施

1、制冷系統的合理維護

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，在此基礎上我們需要對制冷系統進行合理的設置，以達到節(jié)能的效果，從某種角度而言，這需要空調的使用者積極配合。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。其次是合理調控制冷系統的蒸發(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、保障整個制冷系統的干凈清潔。

2、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。目前國內國外已經將環(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時占主導地位的制冷劑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。

3、新型壓縮機的應用

壓縮機是空調制冷系統的關鍵因素，只有提高壓縮機的技術含量，才能為制冷系統整體節(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，才能夠對后續(xù)系統運行進行有效的調節(jié)。

3.1 渦輪壓縮機

渦輪壓縮機也可作進一步細分，如數碼渦旋壓縮機，它通過利用頂部的氣腔吸排氣來調節(jié)電磁閥通斷的時間，以此來影響壓縮機的吸排氣量，最終調節(jié)壓縮機的容量。這樣可以確保壓縮機能夠有效地調節(jié)所需耗費的能源，達到環(huán)保的最終目的?？梢杂行Ы档推渌麎嚎s機的電磁干擾、降低噪聲以及產生火花等缺陷，使用的壽命也比較長，能夠對空調制冷的轉速做出迅速調整，并且不會產生渦輪損失。

3.2 螺桿式壓縮機

隨著技術的發(fā)展，螺桿式壓縮機已經由兩螺逐步向三螺桿轉變，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，以此來調節(jié)排氣量，及時有效地應對氣壓量的變化，有效節(jié)省能源消耗。

三、空調制冷系統優(yōu)化設計

對整個空調技術參數進行確定，有詳細的技術規(guī)范，將各個部件的技術指標進行明確。對空調的制冷系統進行優(yōu)化設計時為了減少資源的浪費，降低空調的能耗，提高資源的利用率。

在一般的情況下，冷水機組是處在高效率的負荷范圍內，主要是通過對冷水機組進行控制，將冷水機組的負荷分布進行調整，讓其處在最好的狀態(tài)，在工作中節(jié)約能源，降低能耗，同時將空調的成本進行相應的降低。

空調是由很多系統組成的，能夠影響冷水機組工作效率和兩種水的溫度的是冷卻水泵的變頻，也會影響到冷卻塔的工作效率。單獨使用變頻器時，會因為沒有對其進行整體控制，進而影響到冷水泵的節(jié)能作用，即使有節(jié)能功能也不能進行節(jié)能，相反會增加能耗。冷卻水泵的變頻還會影響到冷凍水的出水溫度，如果只是單獨的使用變頻器，就會影響到冷水機組的工作效率。

空調的變頻選擇不合適，會影響到空調的工作效率，增大能耗，將冷卻水泵變頻的節(jié)能作用進行消除。對空調溫差控制設定，讓其在部分負荷在可以進行節(jié)能工作，但是溫差的控制要保證在100%的冷凍水和冷卻水流量下進行。

對冷卻水和冷凍水系統進行的優(yōu)化設計：冷凍水系統進行失衡管道的改造；在冷凍水和冷卻水總管上分別安裝溫度傳感器和變頻器；冷水機組中的冷凍（卻）水總管上安裝壓差計、流量傳感器；將冷卻水和冷凍水的水閥進行控制，讓其跟著冷水機組的加卸進行運動。

四、信息技術的創(chuàng)新應用

在進行信息技術的應用過程中，應該根據實際情況，將空調的冷凝水、冷卻水的制造循環(huán)利用、電流的供應等都要重視起來，信息技術產生的數據能夠進行自我的分析研究，使空調自身在進行調控中，能夠一步步地進行實施。并且將創(chuàng)新的科技應用進去，使更多的空調制冷技術能夠通過信息技術的有效融合達到最高的水平。在進行技術的創(chuàng)新整改過程中，我們有必要將信息技術進行自身的加工，真正將其的靈活性進行激發(fā)，使其能夠真正為空調的制冷事項做貢獻。

結束語

我們需要建立一個有效的國家標準，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準，對于達不到標準的企業(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]?王起霄，劉淑靜，汝長海.變頻空調的性能研究[J].哈爾濱商業(yè)大學學報：自然科學版

[2]?柏晨.空調變水量系統控制方法的研究[D].天津大學

[3]?何厚鍵.中央空調水系統的建模與優(yōu)化研究[D].沈陽工業(yè)大學

[4]?許遠超.中央空調水系統優(yōu)化控制策略研究[D].南京理工大學