基于空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化淺談

熊蘇英江西省贛州農(nóng)業(yè)學(xué)校，江西贛州　341100

基于空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化淺談

熊蘇英
江西省贛州農(nóng)業(yè)學(xué)校，江西贛州341100

空調(diào)制冷環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，不僅影響著空調(diào)本身的使用效果，同時(shí)對(duì)社會(huì)生產(chǎn)生活中所耗費(fèi)的能源比重產(chǎn)生重要的影響。因此近些年來，空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)逐漸優(yōu)化，并且從高效設(shè)備的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文針對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)必要性進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，且在未來空調(diào)制冷系統(tǒng)性能優(yōu)化中具體如何操作提出了解決對(duì)策，以期為我國(guó)空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究提供參考和幫助。

空調(diào)制冷系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)；必要性；應(yīng)用

經(jīng)濟(jì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，直接影響和決定了人們的日常生活水平。近些年來伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，許多家庭都開始使用空調(diào)。尤其一些南方城市，更是在冬季離不開空調(diào)取暖。可是隨著空調(diào)使用量的大大增加，必然會(huì)導(dǎo)致能耗增多，這將嚴(yán)重影響我國(guó)社會(huì)的整體發(fā)展水平。所以許多設(shè)計(jì)研究人員都開始著手對(duì)空調(diào)的制冷系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，盡可能減少制冷系統(tǒng)能耗，從而對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的挖掘。

1　空調(diào)制冷系統(tǒng)概念與介紹

所謂空調(diào)制冷系統(tǒng)，即是空調(diào)系統(tǒng)本身所產(chǎn)生的一種模式，而空調(diào)制冷系統(tǒng)的能耗也成為國(guó)民生產(chǎn)生活能耗的重要組成部分。通過相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，近些年來，我國(guó)空調(diào)制冷產(chǎn)生的能耗占據(jù)社會(huì)總能耗的百分之三十以上。這就足以說明對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)是相當(dāng)有必要的，同時(shí)其本身也具有很大的潛力。故而在未來空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)該加大力度，從而挖掘出空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)本身的巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值與社會(huì)價(jià)值。

2　空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能的必要性與發(fā)展前景

2.1必要性

自從1997年全球主要國(guó)家簽訂《京都議定書》之后，對(duì)于空調(diào)制冷以及空調(diào)系統(tǒng)全球性的環(huán)保協(xié)議自此誕生，并且在這之后，每年聯(lián)合國(guó)都會(huì)針對(duì)氣候問題進(jìn)行談判。所以空調(diào)制冷系統(tǒng)所造成的能耗已經(jīng)逐漸被全社會(huì)乃至全世界所關(guān)注，空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化本身具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

空調(diào)制冷除了會(huì)造成能源消耗，其本身對(duì)環(huán)境保護(hù)也會(huì)產(chǎn)生一定的負(fù)面影響?？照{(diào)制冷系統(tǒng)本身因?yàn)橄哪茉?，所以必然?huì)產(chǎn)生許多溫室氣體，而這些溫室氣體將直接對(duì)臭氧層進(jìn)行破壞，從而出現(xiàn)了人們熟知的溫室效應(yīng)現(xiàn)象。臭氧層空洞、全球變暖以及一系列全球性環(huán)境保護(hù)問題應(yīng)運(yùn)而生，進(jìn)而對(duì)地球的環(huán)境造成嚴(yán)重的負(fù)面影響。所以針對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻的形勢(shì)，加強(qiáng)對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的。

2.2前景

針對(duì)目前我國(guó)空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能的現(xiàn)狀來看，未來空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能依舊會(huì)成為研究的重點(diǎn)，我國(guó)以及整個(gè)行業(yè)對(duì)其的重視程度也會(huì)不斷提升。最近幾年，我國(guó)陸續(xù)出臺(tái)了相關(guān)的政策，也頒布了許多綠色建筑評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，目的就是為了真正意義上實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能目標(biāo)。我國(guó)現(xiàn)階段已經(jīng)推出各種環(huán)境友好型制冷劑，還逐漸實(shí)現(xiàn)以壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)與性能為基礎(chǔ)的空調(diào)制冷核心技術(shù)。無論是在政策方面還是在市場(chǎng)方面，都開始注重空調(diào)制冷產(chǎn)品以及系統(tǒng)開發(fā)的節(jié)能與環(huán)保。所以在未來空調(diào)制冷設(shè)計(jì)過程中，不具備節(jié)能與環(huán)保要求的產(chǎn)品、企業(yè)、生產(chǎn)廠商都必然會(huì)面臨社會(huì)的淘汰。

3　空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化對(duì)策

3.1利用新型壓縮機(jī)對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化

針對(duì)當(dāng)前市面上比較普遍的小型空調(diào)制冷系統(tǒng)而言，一般選擇的核心機(jī)械都為渦旋壓縮機(jī)。而新型的渦旋壓縮機(jī)則是通過利用頂部氣腔進(jìn)行氣體的吸氣和排氣，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁閥開關(guān)時(shí)間、通斷電時(shí)間的控制與把控。通過這樣的形式，可以使得壓縮機(jī)本身有效調(diào)節(jié)所需要耗費(fèi)的能源，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的。此外還比較常見的一種壓縮機(jī)為直流變速渦旋壓縮機(jī)，其采用稀土作為基礎(chǔ)原料，并且這樣的結(jié)構(gòu)本身可以降低電磁與噪聲干擾，還可以避免火花出現(xiàn)，具有一定的安全性，同時(shí)在使用過程中相比較其他類型壓縮機(jī)而言，壽命也相對(duì)較長(zhǎng)。

而中型以及大型空調(diào)制冷系統(tǒng)選用的制冷系統(tǒng)核心則為螺桿式壓縮機(jī)，常見的螺桿式壓縮機(jī)分為單螺桿、雙螺桿以及三螺桿三種。三螺桿壓縮機(jī)相比較其他兩種更加具有優(yōu)勢(shì)，通過增強(qiáng)壓縮機(jī)平衡，形成獨(dú)立的工作容積，從而對(duì)空調(diào)排氣與吸氣量進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷減小的同時(shí)也達(dá)到了節(jié)能的目的與效果。

3.2利用變頻控制技術(shù)對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化

變頻控制技術(shù)是近些年來新興起的一門技術(shù)，同時(shí)也是未來技術(shù)發(fā)展過程當(dāng)中，涉及到電子信息以及智能技術(shù)于一體的高端技術(shù)。比如說我國(guó)電網(wǎng)所供應(yīng)的工頻都是固定的50Hz，但是這個(gè)頻率并不一定適合所有的設(shè)備運(yùn)作。所以如果不實(shí)行變頻，一方面有可能不利于該設(shè)備進(jìn)行工作，導(dǎo)致該設(shè)備的工作效率降低，另一方面也很容易導(dǎo)致該設(shè)備出現(xiàn)損壞或者壽命減短。

我國(guó)大部分空調(diào)所使用的制冷設(shè)備均為定速壓縮機(jī)，當(dāng)壓縮機(jī)以固定不變的速度運(yùn)行的時(shí)候，就會(huì)對(duì)室內(nèi)溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。比如設(shè)定溫度為20℃，那么當(dāng)其調(diào)節(jié)到20℃之后，即可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)的重新啟動(dòng)或者停止。而整個(gè)過程當(dāng)中，電動(dòng)壓縮機(jī)需要承受整個(gè)工作狀態(tài)中產(chǎn)生的較大動(dòng)量，從而造成壓縮電動(dòng)機(jī)本身消耗極高的電能。而如果這種狀態(tài)持續(xù)太久或者不斷切換工作狀態(tài)，都會(huì)使得壓縮機(jī)本身的耗能增多，同時(shí)也會(huì)加速器件之間的磨損。所以采用變頻控制技術(shù)，實(shí)際上可以有效減少壓縮機(jī)本身因?yàn)轭l繁工作而出現(xiàn)的電能損耗，同時(shí)還可以在各個(gè)頻率之間進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)與轉(zhuǎn)換，確保不同狀態(tài)下頻率轉(zhuǎn)換對(duì)空調(diào)本身的影響降低到最小。

3.3　實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)仿真優(yōu)化

實(shí)現(xiàn)制冷系統(tǒng)仿真優(yōu)化實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷系統(tǒng)性能最優(yōu)化的重要做法。通過選擇合理的材料，并且對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，創(chuàng)新出一些突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，從而衍生出新的原則與方法，故而系統(tǒng)仿真技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這種技術(shù)就是將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)仿真的方法運(yùn)用于制冷空調(diào)裝置的系統(tǒng)建模和特性研究中來。然后通過計(jì)算機(jī)模擬制冷系統(tǒng)的實(shí)際工作過程，通過模擬的手段對(duì)各個(gè)系統(tǒng)參數(shù)與系統(tǒng)配件進(jìn)行疲憊，最終通過仿真形式對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究，其主要目的是實(shí)現(xiàn)替代傳統(tǒng)樣機(jī)的研究和實(shí)驗(yàn)。所以近些年來我國(guó)許多空調(diào)制冷研究者都開始利用模擬仿真技術(shù)進(jìn)行研究，從而減少資金與時(shí)間成本，提高整體研究效率。

3.4　選擇清潔能源作為空調(diào)制冷能源

傳統(tǒng)空調(diào)制冷之所以會(huì)對(duì)能耗造成影響，主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)空調(diào)選用的制冷能源是非環(huán)保的，所以選擇清潔能源、自然能源以及可再生能源作為空調(diào)制冷能源，是未來空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化的重要方式。常見的并且可代替?zhèn)鹘y(tǒng)制冷能源的代表有太陽(yáng)能、風(fēng)能和潮汐能。利用這些能源一方面可以實(shí)現(xiàn)清潔，另一方面這類能源在自然界所蘊(yùn)含的數(shù)量巨大，可以滿足大量的能源供應(yīng)需求。所以利用這些清潔能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)空調(diào)制冷能源，既可以確保應(yīng)用過程中的安全性，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，避免能耗浪費(fèi)的同時(shí)也保護(hù)了我國(guó)社會(huì)的整體生態(tài)環(huán)境。

4　結(jié)論

現(xiàn)階段我國(guó)已經(jīng)開始注重對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)的優(yōu)化，這主要是因?yàn)楫?dāng)前社會(huì)提出了建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的目標(biāo)。所以作為空調(diào)設(shè)計(jì)者更應(yīng)該時(shí)刻秉承這一原則，通過利用現(xiàn)代科技對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而提升空調(diào)的節(jié)能性，為社會(huì)的環(huán)境保護(hù)以及全球的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

［1］林軍國(guó).空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)新方法［J］.科技視界，2015 （18）.

［2］伍智勤.空調(diào)制冷系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)新方向［J］.科技經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，2015（7）.

［3］倪居華.關(guān)于空調(diào)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化［J］.硅谷，2013 （14）.

TU83

A

1674-6708（2015）152-0110-02

熊蘇英，講師，學(xué)士學(xué)位，研究方向：電子技術(shù)應(yīng)用