基于空調制冷系統(tǒng)節(jié)能設計的分析

摘要：】隨著我國經濟發(fā)展水平的不斷提高，空調制冷設備的使用也越來越普及，在空調制冷設備功能逐漸完善的同時，其性能也趨于優(yōu)良。與此同時，隨著經濟全球化趨勢的進一步增強，在全球范圍內常規(guī)能源的消耗量持續(xù)增加，其儲量也不斷降低，導致能源結構失衡，能源價格居高不下。為解決這一問題，各國必須積極調整能源使用結構，提高能源利用率，積極推動節(jié)能減排目標的實現(xiàn)。而空調能耗作為全球能源消耗的重要構成之一，在總能源消耗結構中所占比例較高。因此，積極推動節(jié)能空調制冷系統(tǒng)更新?lián)Q代，不斷提高其能源利用率，降低能耗和廢物排放量，對于提高空調產品的節(jié)能效率，順利完成節(jié)能指標意義重大。

【關鍵詞：】空調制冷；系統(tǒng)化；節(jié)能設計

1.、空調制冷系統(tǒng)概述

空調制冷系統(tǒng)，主要由冷凝器，壓縮機、節(jié)流和蒸發(fā)器四部分組成，具體工作過程是：低溫低壓制冷劑蒸汽被壓縮機吸入，壓縮成高溫高壓蒸汽后，送往冷凝器；在冷凝器中，制冷劑蒸汽放出熱量，由高溫高壓蒸汽冷凝成高溫高壓液體；冷凝的高溫高壓制冷劑液體通過節(jié)流元件后，變成低溫制冷劑液體，在蒸發(fā)器中吸收熱量，變成低溫低壓制冷劑蒸汽。

在空調系統(tǒng)制冷循環(huán)過程中，壓縮機是輸送和壓縮制冷劑的心臟；節(jié)流器件的作用是節(jié)流降壓；制冷劑是媒介，主是傳輸熱量；而蒸發(fā)器和冷凝器主要承擔熱量交換的作用。

2.、空調制冷系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的重要性

空調制冷系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化有著非常重要的意義，主要的原因在于現(xiàn)階段的空調制冷系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化有著長遠的發(fā)展方向，有著良好的發(fā)展基礎，現(xiàn)階段的能源問題日益嚴重，如何更好的對現(xiàn)階段的能源進行進一步的保護，就是將空調等一些破壞能源的電氣進行改良。而空調中，有污染性的地方，主要就是制冷系統(tǒng)中。如何更好的對其中的節(jié)能性進行優(yōu)化，就顯得非常重要。

3.、空調制冷系統(tǒng)節(jié)能的影響因素

3.1空調制冷系統(tǒng)化中的制冷劑

空調制冷系統(tǒng)化中制冷劑的選擇直接關系到空調的制冷系統(tǒng)化的節(jié)能環(huán)保。早期的空調制冷系統(tǒng)的制冷劑采用CFCs，而現(xiàn)當代空調制冷系統(tǒng)的制冷劑采用HCFCs和HFCs，然而此類制冷劑會對大氣層中的臭氧層造成嚴重的破壞，不是保護環(huán)境的理想制冷劑。目前，很多空調系統(tǒng)也有采用二氧化碳、水等物質作為制冷劑，然而二氧化碳容易產生溫室效應，對空氣環(huán)境造成污染，也不是理想的節(jié)能環(huán)保制冷劑。因此，關于空調制冷系統(tǒng)化中的制冷劑還需不斷的開發(fā)新的制冷材料取代氯氟氫等制冷劑或二氧化碳制冷劑，以保障空調制冷系統(tǒng)化的節(jié)能環(huán)保。

3.2壓縮機

壓縮機是空調制冷系統(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。

3.3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，一般空調都是采用風冷式冷凝器來進行調解溫度。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%。

4.、探討空調制冷系統(tǒng)化節(jié)能的相關策略

4.1科學合理的選擇新型環(huán)保制冷劑

科學合理的選擇新型環(huán)保制冷劑能有效的減少對環(huán)境污染氣體的排放量，促進空調制冷系統(tǒng)化的節(jié)能環(huán)保。目前，新型環(huán)保制冷劑已經受到國內外的廣泛關注，并對選擇新型環(huán)保制冷劑達成共識。以往的氯氟氫等制冷劑已經被世界各國逐漸淘汰，而取代氯氟氫等制冷劑的新型環(huán)保制冷劑主要有碳氫化合物、人工合成制冷劑等，其中，人工合成制冷劑有R600a、R717以及R744等。通過科學合理的選擇新型環(huán)保制冷劑，改善對環(huán)境污染氣體的排放量，從而促進空調制冷系統(tǒng)化的節(jié)能環(huán)保。

4.2科學合理的選擇新型節(jié)能壓縮機

4.2.1渦輪式壓縮機

渦輪式壓縮機是一種新型節(jié)能壓縮機，適用于小型空調制冷系統(tǒng)化中[3]。渦輪式壓縮機又可分為數(shù)碼漩渦壓縮機、直流變頻渦輪壓縮機等。數(shù)碼漩渦壓縮機是采用壓縮機頂部的氣腔進行氣體的吸排來調節(jié)電磁閥的通斷電的時間，從而影響壓縮機的排氣量，控制壓縮機的容量，進而實現(xiàn)對壓縮機能源消耗的有效控制，促進空調制冷系統(tǒng)化的節(jié)能環(huán)保。直流變頻渦輪壓縮機是利用其它壓縮機上永久性的磁鐵作為壓縮機的定子以及采用稀土為原材料制成永久性永久性磁鋼作為壓縮機的轉子。此類型的壓縮機裝置能降低空調制冷系統(tǒng)化裝置的噪聲，延長空調的使用壽命，并能對空調制冷系統(tǒng)化中的轉速作出合理的調整，提高能源的利用率，降低能源消耗，促進空調制冷系統(tǒng)化的節(jié)能環(huán)保。

4.2.2螺桿式壓縮機

螺桿式壓縮機作為一種新型節(jié)能壓縮機主要運用于大部分空調制冷系統(tǒng)化中。現(xiàn)如今我國關于螺桿式壓縮機的生產已經處于國際領先地位。為加大空調制冷系統(tǒng)化的節(jié)能環(huán)保，螺桿式壓縮機正逐漸朝著上螺桿式壓縮機的轉變。三螺桿式壓縮機是能有效的增強壓縮機的平衡穩(wěn)定性，并且壓縮機具有兩個工作容積以調節(jié)氣體的排放量，從而對壓縮機的能源消耗進行有效的控制，實現(xiàn)空調制冷系統(tǒng)化的節(jié)能環(huán)保。

4.3空調系統(tǒng)日常使用、保養(yǎng)的節(jié)能方法

4.3.1定期清理冷凝器

空調冷凝器多采用的是風冷式的冷凝器，采用翅片增加傳熱面積，強制空氣加速流動，達到傳熱的效果。如果空調長期使用并且不定期清理，冷凝器翅片表面就會粘黏一些飛絮、塵土、小飛蟲等，增大風阻和傳熱熱阻，造成冷凝器的冷凝效果下降，冷凝壓力升高。相關數(shù)據(jù)顯示，其壓力每升高1kg/cm2，就要多耗電6%到8%。清理時機：夏季制冷開始及結束；冬季采暖開始及結束。

4.3.2監(jiān)測空調系統(tǒng)的冷凝溫度

一些廠家在生產空調時，為了節(jié)約成本，配置的冷凝器，僅僅可以滿足標準實驗室工況對制冷量、消耗功率的測試要求。當環(huán)境溫度超過35℃或冷凝器散熱不良時，空調系統(tǒng)的冷凝溫度就會升高，造成制冷量減少，壓縮機功耗增加，大大降低空調的制冷的效率。

因此，要監(jiān)控夏天空調系統(tǒng)的冷凝溫度，如果發(fā)現(xiàn)在夏天制冷空調冷凝溫度異常，總是頻繁的報警且多次沖洗外機無果后，就需要更換冷凝器來解決。

4.3.3制冷劑充裝

維修空調時，制冷劑充裝不宜過多。過量的制冷劑會占用冷凝器內部空間，使冷凝的效果變差，導致冷凝器內的壓力變大，空調冷凝溫度升高，造成制冷量下降，壓縮機功耗增加，所以不是制冷劑加的越多越好。

5.、空調制冷系統(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。

6.、結語

空調在給人們提供舒適環(huán)境的同時，又消耗了大量的能源，所以我們必須考慮節(jié)能控制，針對不同的問題，提出相應的控制措施，使空調系統(tǒng)發(fā)揮最佳的運行效果，實現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展。同時我們也應當積極開發(fā)新能源，積極推動太陽能、地熱能、原子能等新能源在建筑中的應用。

參考文獻：

[1[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），2001.

[2][2]馬娟麗.中央空調系統(tǒng)的最優(yōu)化運行[D].西安科技大學，2006.