可持續(xù)發(fā)展的暖通空調(diào)設(shè)計(jì)

廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司 廣東廣州 510000

摘要：改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)獲得了巨大的發(fā)展，人民的生活水平也得到了大幅度的提高，以空調(diào)為代表的一系列的家用電器開(kāi)始走進(jìn)了千家萬(wàn)戶。而且，隨著科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，家用空調(diào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也發(fā)生的很大的變化。，本文對(duì)可持續(xù)發(fā)展環(huán)境下暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)特征進(jìn)行了闡述，總結(jié)了我國(guó)暖風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)中存在的局限性，并歸納出了解決方式。

關(guān)鍵詞：暖通空調(diào)；可持續(xù)發(fā)展；對(duì)策和建議

隨著社會(huì)發(fā)展水平的提高，電器多功能化已經(jīng)成了時(shí)代發(fā)展的潮流。而暖通空調(diào)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用就是典型代表。但是，該型空調(diào)在目前的設(shè)計(jì)水平上在可持續(xù)發(fā)展中的優(yōu)勢(shì)并不突出。因此，在未來(lái)的一段時(shí)期，暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)應(yīng)朝著滿足可持續(xù)發(fā)展的要求上靠攏。

1 可持續(xù)發(fā)展環(huán)境下暖通空調(diào)的設(shè)計(jì)特征

1.1 節(jié)能

從當(dāng)前情況來(lái)看，我國(guó)每年安裝暖通空調(diào)的數(shù)量仍在不斷上升中，每年安裝增長(zhǎng)總數(shù)數(shù)量相當(dāng)龐大，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，說(shuō)明了我國(guó)每年耗費(fèi)在暖通空調(diào)的電費(fèi)高達(dá)數(shù)十億元左右。依照相關(guān)調(diào)查顯示，截止到2013 年12 月，我國(guó)安裝空調(diào)的總數(shù)達(dá)到了億臺(tái)，說(shuō)明我國(guó)每年要耗費(fèi)十幾億瓦的電才能滿足需要，這對(duì)我國(guó)能源支持來(lái)講，是一個(gè)沉重的負(fù)擔(dān)。要想在真正意義上將這種現(xiàn)象加以改變，就要對(duì)原有的暖通空調(diào)結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)化的再設(shè)計(jì)，利用有效方式，節(jié)省耗電量。利用何種方式節(jié)能，也已經(jīng)成為了相關(guān)部門(mén)所廣泛關(guān)注的問(wèn)題。近幾年，我國(guó)家用暖通空調(diào)的技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，體現(xiàn)在節(jié)能技術(shù)壓法方面尤為明顯，從很多加用暖通空調(diào)的節(jié)能標(biāo)識(shí)中可以明確看出，大多數(shù)廠家的空調(diào)耗電量在2 級(jí)以下。如圖1所示

我國(guó)的空調(diào)節(jié)能技術(shù)已經(jīng)到達(dá)了世界領(lǐng)先水平。在科技如此迅猛發(fā)展的今天，我國(guó)關(guān)于空調(diào)節(jié)能設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入到了節(jié)能化的新階段中，在節(jié)能空調(diào)制造上，我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域研究也舉得了驕人的成績(jī)。統(tǒng)計(jì)表明，節(jié)能空調(diào)和一般空調(diào)相比，節(jié)省約20% 的電能。如果節(jié)能空調(diào)技術(shù)能夠得以推廣，我國(guó)離低碳生活標(biāo)準(zhǔn)，又近了一步。

1.2 環(huán)保

因工藝技術(shù)的限制，在以往的空調(diào)制冷劑的生產(chǎn)當(dāng)中，主要利用氟氯代烷生產(chǎn)為主，在進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程的之中，氟氯代烷會(huì)發(fā)生微量泄露，氟氯代烷和臭氧層中的O3 會(huì)發(fā)生反應(yīng)，這也是導(dǎo)致大氣層中出現(xiàn)臭氧空洞的罪魁禍?zhǔn)?。另外，在生產(chǎn)空調(diào)表殼過(guò)程中，會(huì)使用一些重金屬材料，一旦這些材料被丟棄，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，進(jìn)而令生態(tài)環(huán)境受到污染。要想令環(huán)境不被破壞，就要利用有效的辦法，更改原有制冷劑的生產(chǎn)工藝，利用一些對(duì)環(huán)境污染小的材料，作為生產(chǎn)材料。

1.3 模塊化

空調(diào)的組成部分，一般是由膨脹閥門(mén)，蒸發(fā)設(shè)備，風(fēng)扇，冷凝設(shè)備，外殼組成。因生產(chǎn)工藝的原因，傳統(tǒng)的空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜，如果將空調(diào)表殼打開(kāi)，會(huì)發(fā)現(xiàn)有很多電線遍布在其中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)極為混亂。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但給空調(diào)的使用造成了影響，而且耗能非常大，這與我國(guó)現(xiàn)如今所提倡的可持續(xù)化發(fā)展道路是相違背的。要想解決上述問(wèn)題，就要將空調(diào)內(nèi)部進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)處理，這里提到的模塊化，指的是將空調(diào)內(nèi)部設(shè)計(jì)分成很多個(gè)子系統(tǒng)，后在對(duì)內(nèi)部的每一個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行分別設(shè)計(jì)，令空調(diào)內(nèi)的子系統(tǒng)將自身功能加以發(fā)揮，完后進(jìn)行組裝。進(jìn)而組成一個(gè)完整的空調(diào)體系。這種設(shè)計(jì)方式不但在根本上可以節(jié)約電能，而且在空調(diào)發(fā)生故障的時(shí)候，也更加容易維修。這與我國(guó)近年提出的走可持續(xù)化發(fā)展道路方針是相符合的。

2 我國(guó)暖風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)中存在的局限性

2.1 制冷劑性能欠佳

從當(dāng)今的情況來(lái)看，我國(guó)的空調(diào)制冷劑主要是利用氟利昂，請(qǐng)氯氟烴等，當(dāng)前制冷劑主要是由氟利昂組成，氟利昂由20 多種化合物組成，其化學(xué)方程為CFC。是一種無(wú)色無(wú)味的液體。有著不易燃燒，毒性低的特征。因?yàn)榉鹤陨淼幕瘜W(xué)性質(zhì)，說(shuō)明其制冷效果從當(dāng)今的角度來(lái)看并不是特別出眾，且該物質(zhì)已無(wú)再研究開(kāi)發(fā)之空間，很顯然已經(jīng)不再適合現(xiàn)如今的空調(diào)設(shè)計(jì)要求了。氟利昂是造成大氣層臭氧空洞的罪魁禍?zhǔn)?，氟利昂最早合成于上世紀(jì)20 年代，該物質(zhì)被廣泛的應(yīng)用在日化用品，空調(diào)制冷劑，冰箱等設(shè)備中。上世紀(jì)80 年代，是生產(chǎn)氟利昂的鼎盛時(shí)期，人們開(kāi)始實(shí)施對(duì)氟利昂的排放進(jìn)行控制之前，該物質(zhì)的排放量已經(jīng)超過(guò)了2000 萬(wàn)噸。因其化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，排放在空氣中的氟利昂壽命可達(dá)幾百年，80 年代所排放的氟利昂仍滯留在大氣層當(dāng)中，與臭氧發(fā)生反應(yīng)，破壞大氣層。

2.2 新型材料應(yīng)用范圍受限

雖說(shuō)我國(guó)現(xiàn)如今在暖風(fēng)空調(diào)內(nèi)部設(shè)計(jì)方面和以前相比已經(jīng)取得突破性進(jìn)展，但和國(guó)外相比，仍存在著一定的距離，這一點(diǎn)在環(huán)保性材料應(yīng)用方面尤為突出。據(jù)相關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)顯示，國(guó)外的環(huán)保型材料綜合應(yīng)用率，已經(jīng)達(dá)到了70% 以上，造成這種結(jié)果的原因是多種多樣的。我國(guó)目前空調(diào)的設(shè)計(jì)還是以傳統(tǒng)工藝為主，對(duì)于新型材料的使用們，僅僅是在相對(duì)狹窄的范圍內(nèi)使用，這種情況的出現(xiàn)在很大程度上限制了空調(diào)內(nèi)部設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展道路。

2.3 壓縮機(jī)性能欠佳

壓縮機(jī)是一個(gè)暖通空調(diào)設(shè)備中的主要部件，壓縮機(jī)性能優(yōu)良與否，在很大程度上決定了空調(diào)的性能情況，而壓縮機(jī)的性能又依賴于壓縮泵的性能情況。但因生產(chǎn)工藝相對(duì)落后的原因，我國(guó)當(dāng)前還沒(méi)有自主生產(chǎn)優(yōu)良性能壓縮泵的技術(shù)，國(guó)產(chǎn)壓縮泵壓力相對(duì)較小，在使用過(guò)程中很容易出現(xiàn)裂縫，因此必須使用進(jìn)口壓縮泵。因技術(shù)上的保密性，國(guó)外對(duì)我國(guó)壓縮泵生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，在很大程度上限制了我國(guó)壓縮泵的發(fā)展，這種情況的出現(xiàn)在根本上拉低了我國(guó)國(guó)產(chǎn)暖通空調(diào)的生產(chǎn)技術(shù)。

3 強(qiáng)化我國(guó)暖通空調(diào)技術(shù)的方法

3.1 開(kāi)發(fā)新型制冷劑

我國(guó)在新型制冷劑開(kāi)發(fā)方面和以往相比，已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，目前我國(guó)部分品牌已經(jīng)實(shí)現(xiàn)利用丙烷來(lái)代替氟利昂的使用。丙烷無(wú)色無(wú)味，沸點(diǎn)為-42.1 攝氏度，熔點(diǎn)為-187.6 攝氏度，和氟利昂相比，其沸點(diǎn)和熔點(diǎn)均存在較大差距。換句話說(shuō)，丙烷的制冷效果要遠(yuǎn)優(yōu)于氟利昂，利用該物質(zhì)作為制冷劑，能夠?qū)⒖照{(diào)內(nèi)部熱傳導(dǎo)體積進(jìn)行壓縮，進(jìn)而在真正意義上實(shí)現(xiàn)空調(diào)內(nèi)部設(shè)計(jì)優(yōu)化?，F(xiàn)如今，我國(guó)很多廠家已經(jīng)建立了丙烷制冷劑的生產(chǎn)線，并計(jì)劃在最近幾年內(nèi)完全使用丙烷進(jìn)行制冷。

3.2 強(qiáng)化新型材料開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)

隨著科技日新月異的發(fā)展，有機(jī)高分子材料，合成材料等相關(guān)技術(shù)也得到了相應(yīng)的提高。這對(duì)于暖通空調(diào)優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)講，無(wú)疑是一個(gè)福音。當(dāng)前，很多新型材料被應(yīng)用在了具體設(shè)計(jì)當(dāng)中，在空調(diào)的性能保持穩(wěn)定的情況下，由新型技術(shù)生產(chǎn)的空調(diào)將耐腐蝕能力，耐高溫能力在根本上進(jìn)行了提高。新型材料幾乎不含有重金屬物質(zhì)。在很大程度上降低了對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害。由此可見(jiàn)，要想令空調(diào)的設(shè)計(jì)優(yōu)化工作達(dá)到質(zhì)的發(fā)展，各個(gè)廠家必須強(qiáng)化新型材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用技術(shù)。

3.3 實(shí)現(xiàn)電腦空調(diào)控制

整理的電腦控制系統(tǒng)主要值得是空調(diào)內(nèi)部的變頻技術(shù)，變頻技術(shù)指的是：空調(diào)對(duì)外部的溫度變化有所感知?？梢砸勒諟囟鹊牟煌瑢⒆陨淼墓ぷ鬓D(zhuǎn)臺(tái)加以全面調(diào)節(jié)，這種技術(shù)的應(yīng)用，不但可以將原有的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)全面優(yōu)化，還可以節(jié)省大量有限資源。

4 結(jié)束語(yǔ)

暖通空調(diào)設(shè)計(jì)是一個(gè)與多學(xué)科相關(guān)、復(fù)雜的課題，涉及到工程科學(xué)、計(jì)算機(jī)信息科學(xué)以及系統(tǒng)科學(xué)等多方面的知識(shí)。綜上所述，除了上面提到的我國(guó)暖通空調(diào)設(shè)計(jì)研究方略，相關(guān)部門(mén)也要投入一部分資金，將我國(guó)壓縮泵技術(shù)在根本上加以提高。改變依靠國(guó)外技術(shù)生存的局面。進(jìn)而在根本上實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 龍惟定.試論我國(guó)暖通空調(diào)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[J].暖通空調(diào)，2011（13）

[2] 呂立鋒.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能途徑及未來(lái)的設(shè)計(jì)方向[J].中國(guó)新科技新產(chǎn)品，2010（23）

[3] 郭文明.暖通空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)分析與設(shè)計(jì)方法[J].中國(guó)科技縱橫，2011（13）