空調(diào)制冷節(jié)能設計研究

符惠容

摘要：文章以空調(diào)制冷節(jié)能設計為研究對象，首先對影響空調(diào)系統(tǒng)制冷的因素進行了闡述，隨后分析了節(jié)能設計基本思路，接著對節(jié)能設計流程進行了相應研究，最后對空調(diào)節(jié)能設計運用的技術(shù)與方法進行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：空調(diào)；制冷；節(jié)能減排

當下我國經(jīng)濟發(fā)展與能源需求之間的矛盾日益突出，節(jié)能減排理念逐漸被人們熟知，許多人將這一理念應用于日常生活中，如在選擇空調(diào)時，更傾向于選擇節(jié)能省電的空調(diào)。因此，在對空調(diào)制冷設計中，要以節(jié)能減排理念為設計核心，并結(jié)合當下最新的節(jié)能技術(shù)，對現(xiàn)階段的制冷系統(tǒng)進一步優(yōu)化完善，從而有效實現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能減排。

一、影響空調(diào)系統(tǒng)制冷的因素

（一）溫差

溫差越小，空調(diào)系統(tǒng)越容易實現(xiàn)制冷，消耗的能源也會越少。因此，在進行空調(diào)制冷節(jié)能設計時，做好溫差的控制與調(diào)節(jié)對能源節(jié)約具有重要意義。具體來說，就是要確保機房中的熱量能夠正常傳遞給制冷劑，并控制好蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的蒸發(fā)溫度，保證蒸發(fā)溫度低于空氣溫度。這樣，由制冷劑吸熱蒸發(fā)形成的氣體才會被壓縮機抽走，否則，蒸發(fā)器中的吸熱氣體聚集在一起，使內(nèi)部壓力越來越大，蒸發(fā)溫度也會隨之升高，最終影響制冷效果。

（二）膨脹閥

膨脹閥在對壓縮機回氣過熱度的穩(wěn)定性提供一定保障的同時，也為蒸發(fā)器提供適量的制冷劑液體，從而使空調(diào)系統(tǒng)的制冷效果得到進一步的保證。因此，膨脹閥的開啟度要保持在適當范圍內(nèi)。膨脹閥開啟度過大，不僅會影響壓縮機的工作效率，還會對蒸發(fā)器正常工作造成一定的影響，導致空調(diào)制冷效果不佳，形成能源浪費。并且，隨著空調(diào)使用時間變長，膨脹閥也會逐漸被磨損，導致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，對本身工作質(zhì)量造成不利影響。因此，需要對膨脹閥進行定期檢修維護。

（三）壓縮機

壓縮機作為空調(diào)系統(tǒng)的心臟，在空調(diào)制冷系統(tǒng)中起到壓縮和輸送制冷劑的作用。它通過將電能轉(zhuǎn)化成制冷劑的動能，實現(xiàn)空調(diào)場所的制冷降溫，即在空調(diào)制冷過程中，通過制冷劑吸收空調(diào)場所的熱量，并將其運載到空調(diào)場所外，經(jīng)制冷劑冷卻再進行排放，從而實現(xiàn)連續(xù)不斷的制冷循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換。由于制冷壓縮機工作的穩(wěn)定性和耗能性直接影響整個空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗，因此，需要對壓縮機工作能源進一步優(yōu)化，從而達到節(jié)能的目的。

二、節(jié)能設計基本思路

（一）對壓縮機進行節(jié)能化處理

壓縮機種類繁多。按氣體壓縮原理，可分為速度型壓縮機和容積型壓縮機；按壓縮機使用電源的頻率，可分為定頻壓縮機和變頻壓縮機。因此，需要根據(jù)實際情況，選擇合適的壓縮機類型。尤其是要對變頻空調(diào)的運轉(zhuǎn)頻率加以限制，從而實現(xiàn)壓縮機在不同時段的額定功率控制，確保能源得到充分利用。

（二）做好熱交換器的設計處理

如果熱交換器具備良好的性能，那么冷凝壓力與蒸發(fā)壓力能得到很好的控制。比如，在某個特定的時間段內(nèi)，系統(tǒng)的冷凝壓力相對較低，那么蒸發(fā)壓力就會變得很高。在此基礎上，可以通過提升蒸發(fā)壓力從而實現(xiàn)冷凝壓力的適當減小，并在蒸發(fā)器與壓縮機之間，實現(xiàn)壓力損失的有效控制，從而有效減輕整體壓力系統(tǒng)的能源損耗[1]。

（三）對風機、風量進行合理控制。

合理控制風機風量有助于提高空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能效率。若系統(tǒng)風機的風量過大，那么輸出功率就會減少，與此同時，輸入功率會隨之增加。對于變頻空調(diào)來說，風機功率在各項輸入功率中所占比例最大。因此，在對制冷空調(diào)進行優(yōu)化設計時，要考慮好風機風量因素，盡量縮小風機風量，達到節(jié)能的目的。

三、節(jié)能設計步驟流程

對末端空調(diào)裝置的實時控制，可通過自動控制技術(shù)來實現(xiàn)。一般情況下，很多空調(diào)都設有自控系統(tǒng)，以對新風機、回風機、風機盤管等空調(diào)系統(tǒng)構(gòu)成部分進行監(jiān)測。為實現(xiàn)更精準的實時監(jiān)控，在條件允許的情況下，可在特定空調(diào)位置上安裝數(shù)字控制器，進行特定微分過程運算，結(jié)合數(shù)字化控制手段，提升空調(diào)制冷節(jié)能效果。

對水泵和風機來說，可以借助變頻器來實現(xiàn)節(jié)能。究其原因是變頻器可對水泵和風機的運行進行實時監(jiān)控。這種全程監(jiān)控采集到的水壓差與溫差等相關(guān)信息更加真實有效。從數(shù)字調(diào)節(jié)的角度來講，在空調(diào)技能設計中，運用變頻技術(shù)可以使空調(diào)制冷模式更為優(yōu)化，因為空調(diào)會隨著時段的不同改變系統(tǒng)的負荷量，從而達到節(jié)能的目的[2]。在此過程中，需要對相應參數(shù)值進行精準運算，與此同時，也要完成模糊運算全過程。明確各項控制參數(shù)?？刂茀?shù)可應用于冷水系統(tǒng)或其他系統(tǒng)，從根源上保證整個系統(tǒng)與現(xiàn)行的能源指標相符。

近幾年來，模糊運算及相關(guān)技術(shù)發(fā)展迅猛，在空調(diào)制冷裝置中應用模糊運算基本原理，將會極大推動空調(diào)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。

四、空調(diào)節(jié)能設計運用的技術(shù)與方法

（一）變頻技術(shù)

在空調(diào)節(jié)能技術(shù)發(fā)展中，變頻技術(shù)應用最廣泛。在商場或餐館中，夏季制冷存在的能源浪費現(xiàn)象非常嚴重。尤其是在商場人流量及餐館就餐的人數(shù)量較少的情況下，若不對空調(diào)制冷輸出量進行相應調(diào)節(jié)，一方面會使得商場或餐館內(nèi)溫度過低，無法保證舒適度，另一方面，對能源來說是一種極大的浪費。因此，需要空調(diào)根據(jù)室內(nèi)散發(fā)的熱量自動進行相應調(diào)整，這樣既保證了一定的舒適度，又有效節(jié)約了能源。在空調(diào)設計中應用變頻技術(shù)很好地滿足了這一要求。控制空調(diào)系統(tǒng)中的水泵與風機通常采用的便是變頻技術(shù)。利用變頻器來采集空調(diào)系統(tǒng)中的溫度與水壓差數(shù)值，并通過系統(tǒng)對相應數(shù)值進行分析，從而生成相應指令，再回傳給變頻器，變頻器接收到指令之后，對空調(diào)系統(tǒng)中的送風溫度與供水水壓加以控制，有效達到節(jié)能減排的目的。

（二）動態(tài)變流量技術(shù)

如果空調(diào)系統(tǒng)運轉(zhuǎn)超出了設定的運轉(zhuǎn)負荷，系統(tǒng)會對收集到的數(shù)據(jù)信息進行估算，并及時控制調(diào)節(jié)冷卻風機與冷水機組的控制參數(shù)，從而使相應冷風機送風量、冷卻水流量和冷凍水流量的工作狀態(tài)達到正常標準，保證機組的工作效率與狀態(tài)時刻處于最佳水平。利用動態(tài)變流量技術(shù)可以有效實現(xiàn)對機組運行狀態(tài)的收集與模糊運算，進一步將系統(tǒng)分析得到的參數(shù)傳送到冷水機組、冷凍水的控制子系統(tǒng)、冷卻風機控制子系統(tǒng)、冷卻水控制子系統(tǒng)，使得空調(diào)系統(tǒng)運行狀態(tài)迅速從不良轉(zhuǎn)變?yōu)樽罴?，有效提升工作效率，對空調(diào)節(jié)能產(chǎn)生積極影響。

（三）維護空調(diào)制冷系統(tǒng)

空調(diào)制冷節(jié)能設計的實現(xiàn)仍離不開相應專業(yè)工作人員的維護。因此，需要相應工作人員積極學習空調(diào)節(jié)能技術(shù)知識，不斷更新自身的知識結(jié)構(gòu)，提高節(jié)能知識儲備，以推動空調(diào)制冷節(jié)能的發(fā)展。在對空調(diào)進行具體節(jié)能控制時，應結(jié)合實際情況合理分析溫度需求，在滿足空調(diào)運行需求的前提下，盡量少開甚至不開機組。在夏季，由于對空調(diào)依賴性及制冷性需求較大，因此需要相應工作人員對空調(diào)機組運行狀況進行密切關(guān)注，以免出現(xiàn)機組超負荷運載的狀況。為了確保冷凝器與蒸發(fā)器正常工作，需要相應工作人員定期對其進行清理，從而確保熱交換正常運行。此外，也要落實空調(diào)的各種保溫工作，保證空調(diào)運行一直處于良好的狀態(tài)，以實現(xiàn)能源的節(jié)約。在空調(diào)制冷系統(tǒng)的維護中，減少運行負荷，提升運行狀態(tài)，是實現(xiàn)空調(diào)制冷節(jié)能的主要努力方向，這在空調(diào)制冷設計方面也有著較為深遠的影響。

五、結(jié)語

我國當下資源狀況并不樂觀，尤其是隨著經(jīng)濟發(fā)展速度的加快，對能源的需求也在逐漸增加，因此需要做好相應的節(jié)能減排工作，提升能源利用效率。在對空調(diào)制冷系統(tǒng)進行設計時，需要通過生產(chǎn)更高效的壓縮機，利用各種新型節(jié)能技術(shù)，減小電機與風機損耗，以達到節(jié)能減排目的。

參考文獻

[1]朱福壽.空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能設計[J].科技視界，2015（19）：81.

[2]成精華.制冷空調(diào)節(jié)能設計技術(shù)探討[J].工程技術(shù)（全文版），2017（2）：270.