制冷與空調(diào)設備節(jié)能的研究進展

彭虹

摘要：在資源短缺與環(huán)境問題日益嚴峻的情況下，研究制冷與空調(diào)設備節(jié)能的現(xiàn)實意義重大。本文從“節(jié)流”和“開源”兩個角度分析制冷與空調(diào)節(jié)能設備的研究進展，并對各個節(jié)能技術(shù)的經(jīng)濟性和可行性進行分析，提出關(guān)于節(jié)能技術(shù)未來研究方向的見解。

關(guān)鍵詞：制冷與空調(diào)設備；節(jié)能技術(shù)；研究進展

引言

隨著工業(yè)化程度提高，經(jīng)濟發(fā)展對煤炭、石油等化石能源的需求也越來越高，煤炭、石油等化石能源已經(jīng)成生產(chǎn)和生活中不可或缺的組成部分。但是化石能源總量有限，而生產(chǎn)和生活對化石能源的需求量不斷提高，資源短缺形勢也將進一步加劇。制冷與空調(diào)行業(yè)屬于高能耗領(lǐng)域，如暖通空調(diào)能耗占建筑能耗的85%以上，做好制冷與空調(diào)設備節(jié)能對緩解能源緊缺形勢有重要的作用。因此，加強制冷與空調(diào)設備節(jié)能研究的意義重大。

1.制冷與空調(diào)設備“節(jié)流”研究與進展

1.1熱回收技術(shù)

各國的能源利用水平不同，有43%～70%的能源主要以廢熱的形式丟失，廢熱還會造成城市的“熱島效應”。故歐美發(fā)達國家十分重視空調(diào)熱回收技術(shù)的研究和實踐，實現(xiàn)熱能的二次利用，從而減少能源的直接消耗和排放，以達到節(jié)能和環(huán)保的目的。熱回收技術(shù)包括冷凝熱回收和排風冷熱回收兩個方面，冷凝熱回收技術(shù)用廢棄熱量加熱生活用水，減少熱量直接排放，減少熱損失及避免熱污染。排風冷熱回收技術(shù)多用于加熱或冷卻新風，減少能源損耗，實現(xiàn)節(jié)能。熱回收技術(shù)已經(jīng)用于許多制冷和空調(diào)設備。如熱回收蓄能空調(diào)，該設備回收熱量的效率高達40%以上，用戶增加的投資在1.2年以后即可收回。表明熱回收技術(shù)具有很高的可行性。

1.2變頻技術(shù)

變頻技術(shù)的實現(xiàn)方式為電動機與變頻器的結(jié)合，變頻技術(shù)實現(xiàn)節(jié)能的方式主要利用負荷控制電動壓縮機以及其它設備的轉(zhuǎn)速。變頻技術(shù)的作用不僅在于降低能耗，它在軟啟動電動機和壓縮機方面也有一定的作用，通過軟啟動實現(xiàn)精確控制溫度以及減少電網(wǎng)對制冷與空調(diào)設備的沖擊[2]。變頻技術(shù)還可以和VRV變頻多聯(lián)機技術(shù)和數(shù)碼漩渦技術(shù)相結(jié)合，進一步提高節(jié)能效果。其中VRV技術(shù)應用較多，且多用于歐美等發(fā)達國家。我國部分地區(qū)和建筑也有VRV技術(shù)應用。如上海昆陽國際商務廣場、深圳設計院辦供樓，節(jié)能效果顯著。

1.3熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)

熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)通過提高低品位熱能的利用率、增加熱點聯(lián)產(chǎn)的熱負荷，增大汽輪機的負荷率，提高制冷與空調(diào)設備的節(jié)能效果。它以汽輪機作為發(fā)電機，以天然氣為動力源，燃氣輪發(fā)電器排除的廢熱被吸入冷水機組內(nèi)，用于生產(chǎn)冷凍水，通過冷凍水達到制冷的效果。冷熱水機排除的熱量則用于吸收式除濕型空調(diào)，除濕空調(diào)排除的廢熱用于溶液再生，通過多次循環(huán)利用達到綜合利用的效果[3]。熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)也有許多實際應用，我國上海及日本都有燃氣輪機熱電冷聯(lián)產(chǎn)系。

2.制冷與空調(diào)設備“開源”研究進展

2.1燃氣制冷空調(diào)節(jié)能設備

以燃氣作為制冷系統(tǒng)可提高能源利用率，減少環(huán)境污染，降低電網(wǎng)“峰谷”差帶來的影響，調(diào)節(jié)燃氣使用量季節(jié)差異大。燃氣制冷空調(diào)節(jié)能設備的最早出現(xiàn)在日本，日本應用燃氣制冷空調(diào)設備后，不僅降低了購買發(fā)電設備及建設發(fā)電設施的成本，電力設備的運轉(zhuǎn)效率也得到很大的提升。我國當前尚未應用燃氣制冷空調(diào)節(jié)能設備，但是政府及許多專家都看好燃氣制冷空調(diào)節(jié)能設備在我國的應用前景。如上海市政府認為發(fā)展燃氣空提案有助于提高能源利用效率，推動循環(huán)節(jié)約城市建設，緩解用電矛盾，提高能要安全保障供應。而且隨著我國“西氣東輸”工程的基本設施逐漸完善，將進一步促進燃氣制冷空調(diào)節(jié)能設備的應用。但是，基于成本的原因，我國應用燃氣空調(diào)需要國家政策支持。

2.2熱泵技術(shù)

熱泵技術(shù)的節(jié)能、綠色的環(huán)?？照{(diào)，可用于冬夏季制熱制冷，也可用于供應生活熱水。熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性強，自控精度高。自熱泵技術(shù)出現(xiàn)以來，熱泵技術(shù)就處于快速發(fā)展和應用狀態(tài)，尤其在國外，熱泵技術(shù)的應用范圍更為廣泛。我國也有應用熱泵技術(shù)的實例，且較為成功，如北京、寧波、廣州建設了三座土—氣型地源熱泵示范工程。有學者對三座熱泵示范工程進行研究，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)[4]：熱泵技術(shù)的投資費用略低于傳統(tǒng)中央空調(diào)的投資費用，運行費用遠遠低于中央空調(diào)的運行費用。從技術(shù)層面分析，熱泵技術(shù)穩(wěn)定性、制冷和采暖效果、節(jié)能環(huán)保性可都高于傳統(tǒng)中央空調(diào)。

2.3太陽能制冷與空調(diào)設備

實現(xiàn)太陽能制冷主要通過廣電轉(zhuǎn)換和光熱轉(zhuǎn)換兩種方式，國際通用方式為光熱轉(zhuǎn)換，既利用熱能制冷。太陽能能源在制冷與空調(diào)領(lǐng)域的應用對緩解緊張的能源壓力中的意義重大，但是當前空調(diào)領(lǐng)域所運用的太陽能光伏、光熱發(fā)電再驅(qū)動制冷系統(tǒng)的性能較差，能源利用率低，投資成本高。太陽能光熱直接驅(qū)動的空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)性能低于機械式驅(qū)動制冷機，而能源利用率和成本投資都優(yōu)于機械式驅(qū)動制冷機，而且太陽能資源豐富且環(huán)保，因此太陽能光熱直接驅(qū)動的空調(diào)系統(tǒng)的應用前景較好。太陽能的能源密度及供應特點對太陽能制冷設備的研發(fā)有一定的難度，還需解決太陽能的穩(wěn)定性和可靠性問題才能提高應用程度。

3.結(jié)語

綜上所述，對于制冷與空調(diào)設備的節(jié)能問題，不僅需要從行業(yè)的角度完善行業(yè)法律法規(guī)，從源頭提高制冷與空調(diào)設備的節(jié)能性能。還需要從整個系統(tǒng)考慮設備的節(jié)能問題，從整體上改進節(jié)能技術(shù)，減少運行費用；更需要尋求新能源和再生能源替代傳統(tǒng)能源，開發(fā)環(huán)保型制冷與空調(diào)設備節(jié)能技術(shù)，減少環(huán)境污染。

參考文獻：

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