淺談環(huán)保節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用

夏信川

【摘? 要】暖通空調(diào)是能耗比較大的電器設(shè)備之一，制冷系統(tǒng)作為暖通空調(diào)的核心部分，其能源消耗在空調(diào)總能源消耗中占比較高。因此，必須要在暖通空調(diào)中推廣應(yīng)用環(huán)保節(jié)能技術(shù)，以促進(jìn)節(jié)能降耗和保護(hù)環(huán)境與健康。

【關(guān)鍵詞】環(huán)保節(jié)能技術(shù);暖通空調(diào);制冷系統(tǒng);

暖通空調(diào)是指室內(nèi)或車內(nèi)負(fù)責(zé)暖氣、通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)的系統(tǒng)或相關(guān)設(shè)備，其能控制空氣的溫度及濕度，提高室內(nèi)的舒適度，豐富了建筑的功能，改善了人們生活與工作的環(huán)境，在很多大型建筑中都有廣泛的安裝與應(yīng)用。如今，暖通空調(diào)系統(tǒng)已成為很多建筑工程不可或缺的一部分。暖通空調(diào)系統(tǒng)包含冷熱源及空氣處理設(shè)備、空氣和冷熱水輸配系統(tǒng)、室內(nèi)末端裝置，各系統(tǒng)通過(guò)工作，對(duì)室內(nèi)空氣溫度、濕度以及氣流速度等進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而起到散熱、供暖、通風(fēng)的功效。暖通空調(diào)系統(tǒng)在給人們生活帶來(lái)舒適、便利的同時(shí)，其能源消耗大的問(wèn)題也逐漸引起了重視。制冷系統(tǒng)是暖通空調(diào)的核心部分，其能源消耗相對(duì)較大，如何在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中應(yīng)用環(huán)保節(jié)能技術(shù)，以降低能源損耗，是一個(gè)值得深入研究和解決的課題。

一、影響暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)能耗的主要因素

暖通空調(diào)系統(tǒng)龐大復(fù)雜，很多因素都會(huì)對(duì)其能耗產(chǎn)生影響。從暖通空調(diào)的壓焓圖來(lái)看，只有在最佳工況和條件下運(yùn)行，暖通空調(diào)才能實(shí)現(xiàn)最大制冷量和節(jié)能降耗。影響暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)能耗的主要因素如下：一是溫差的影響。只有大氣溫度高于蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑蒸發(fā)的溫度，制冷劑才能將熱能吸走，保持壓力處于平衡狀態(tài)。通過(guò)計(jì)算，如果冷凝溫度保持不變，隨著蒸發(fā)溫度的降低，壓縮機(jī)的制冷效果也會(huì)降低，而排氣溫度則會(huì)升高。對(duì)于暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，蒸發(fā)溫度降低1度，其蒸發(fā)器中的制冷劑，要產(chǎn)生同樣的冷量，就需要多消耗4%左右的電能。二是膨脹閥開啟度的影響。暖通空調(diào)膨脹閥過(guò)熱度應(yīng)在5-8℃之間，但在運(yùn)行過(guò)程中，膨脹閥開啟度會(huì)發(fā)生一定的變化。如果不定期根據(jù)過(guò)熱度進(jìn)行檢測(cè)和校準(zhǔn)，就會(huì)影響暖通空調(diào)的使用效果。三是建筑物自身情況的影響。建筑物的朝向和平面布置、圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫性能、窗戶隔熱效果等，都會(huì)影響暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的能耗。因此，在設(shè)計(jì)暖通空調(diào)時(shí)，應(yīng)綜合考量不同因素的影響，在制冷系統(tǒng)中應(yīng)用環(huán)保節(jié)能技術(shù)，力求在最大程度上降低暖通空調(diào)能耗。

二、環(huán)保節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）制冷劑替代技術(shù)

制冷劑又名叫制冷工質(zhì)，其主要功能是在制冷循環(huán)作業(yè)中用作工作介質(zhì)，暖通空調(diào)制冷循環(huán)中，通過(guò)制冷劑熱量傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷。暖通空調(diào)蒸發(fā)器會(huì)將產(chǎn)生的熱量吸收走，然后再進(jìn)行冷卻，最終使之回到液體狀態(tài)。世界上目前暖通空調(diào)使用的制冷劑，主要有氟利昂、氨、水等，而在各種制冷劑中，水是最為廉價(jià)的，也是最容易得到的，不僅不污染環(huán)境，還能進(jìn)行循環(huán)利用。而常用的氟利昂會(huì)產(chǎn)生大量二氧化碳，破壞臭氧層，造成溫室效應(yīng)。二氧化碳環(huán)保型制冷劑是一種新型的制冷劑，其制冷均勻，余熱回收產(chǎn)生的熱平衡能顯著地節(jié)約電力能源，進(jìn)而大幅度減少碳排放量，是目前最清潔、最低碳的制冷劑，2022年北京冬奧會(huì)將首次在奧運(yùn)會(huì)冰上場(chǎng)館使用二氧化碳制冷劑。下一步可在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中應(yīng)用二氧化碳環(huán)保型制冷劑。

（二）高效能壓縮機(jī)換熱技術(shù)

暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的核心技術(shù)是壓縮機(jī)，為了提高暖通空調(diào)的環(huán)保節(jié)能技術(shù)，就要不斷改進(jìn)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)，提高其工作效率，使用渦旋壓縮機(jī)取代傳統(tǒng)的活塞式、旋轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)。同時(shí)，優(yōu)選環(huán)保節(jié)能材料，這樣才能增加換熱接觸面積，提高壓縮機(jī)傳熱效果和換熱性能，使產(chǎn)生的熱量得到及時(shí)排放，從而控制能耗。

（三）蓄冷系統(tǒng)技術(shù)

在我國(guó)不同地區(qū)，都在著電負(fù)荷峰谷差較大的問(wèn)題。也就是用電高峰時(shí)，由于用電人數(shù)較多，電力供應(yīng)不足，而在用電低谷時(shí)，由于用電人數(shù)較少，就會(huì)發(fā)生電力供應(yīng)過(guò)剩現(xiàn)象。將蓄冷系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用在實(shí)施電力峰谷電價(jià)的地區(qū)，可以實(shí)現(xiàn)低電價(jià)時(shí)段，通過(guò)冰蓄冷系統(tǒng)將水制成冰，達(dá)到儲(chǔ)存冷量的目的。當(dāng)在高電價(jià)時(shí)段，這些儲(chǔ)存的冷量可再被釋放出來(lái)。將這種技術(shù)應(yīng)用于暖通空調(diào)中，既能促進(jìn)電力負(fù)荷移峰填谷，也能節(jié)省電費(fèi)，降低能源消耗，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。

（四）變頻技術(shù)

變頻技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新技術(shù)，在具體應(yīng)用中，其能將直流電逆變成各種頻率的交流電。同時(shí)，也能將交流電變成直流電。其顯著的優(yōu)點(diǎn)就是能將電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行任意改變，即便是普通的三相異步電機(jī)，在應(yīng)用變頻技術(shù)后，就能具有調(diào)速的功能。試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用變頻技術(shù)后，可以節(jié)約電力能力25%-80%，并且對(duì)于機(jī)械設(shè)備沒(méi)有任何危害。目前，變頻技術(shù)在不少領(lǐng)域都得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，其在現(xiàn)代空調(diào)中應(yīng)用已成為必然趨勢(shì)。將變頻技術(shù)引入到暖通空調(diào)中，能有效改善空調(diào)系統(tǒng)制造工藝的不足，還能實(shí)現(xiàn)空調(diào)設(shè)備的輸出功率隨著負(fù)荷變化，自動(dòng)改變風(fēng)流量或者水流量，這樣就會(huì)大幅降低能耗，節(jié)約運(yùn)行成本。應(yīng)用變頻技術(shù)后，就可借助暖通空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置，來(lái)對(duì)室內(nèi)負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償，從而優(yōu)化調(diào)整送風(fēng)量，使室內(nèi)溫度基本一直保持舒適。與定風(fēng)量系統(tǒng)相比較，變頻技術(shù)能節(jié)約電能50%，節(jié)能效果非常顯著。此外，變水量系統(tǒng)應(yīng)用變頻技術(shù)后，也能通過(guò)控制數(shù)量來(lái)調(diào)節(jié)溫度，與定流量系統(tǒng)相比，也同樣更加省電省錢。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，暖通空調(diào)具有采暖、通風(fēng)和空氣調(diào)節(jié)的功能，但其制冷系統(tǒng)能耗較大?，F(xiàn)在，暖通空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)不斷加大研發(fā)投資，力推環(huán)保、節(jié)能型產(chǎn)品，而從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，環(huán)保節(jié)能也是暖通空調(diào)行業(yè)發(fā)展的主流趨勢(shì)。將環(huán)保節(jié)能技術(shù)引入到制冷系統(tǒng)中，既能提高設(shè)備的安全可操控性能，也能使暖通空調(diào)以良好的狀況運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)暖通空調(diào)運(yùn)行低能耗、無(wú)污染、健康、綠色，對(duì)保持暖通空調(diào)制冷效果，延長(zhǎng)使用壽命，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗具有重要的意義。

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（作者單位：山東克萊默電子科技有限公司）