制冷空調(diào)能耗及減排節(jié)能技術(shù)的分析

袁敏

摘? ? 要：全球的能源短缺在不斷加劇，節(jié)能減排成為了電氣產(chǎn)品研究的重點。在耗能的設(shè)備里面，制冷和空調(diào)系統(tǒng)是最為常見的。但是在使用空調(diào)的過程中，能耗問題不容忽視。當(dāng)前是一個能源緊缺的社會，如何在發(fā)展制冷空調(diào)的過程中最大化地保障能源消耗最少，成為該行業(yè)在今后一段時期內(nèi)重點關(guān)注的問題。

關(guān)鍵詞：制冷空調(diào);節(jié)能減排;能源消耗

1? 引言

我國是一個生產(chǎn)制造大國，尤其是進入改革開放以后，我國工業(yè)行業(yè)和制造業(yè)的迅速發(fā)展帶動了我國制冷空調(diào)行業(yè)的發(fā)展。隨著人們的物質(zhì)生活水平不斷提高，制冷空調(diào)生產(chǎn)量只增不減，我國也逐漸完成了由制冷空調(diào)制造大國向制造強國的過渡，但隨之而來的就是能源消耗給我國制冷空調(diào)行業(yè)甚至我國生態(tài)環(huán)境建設(shè)帶來的負(fù)面問題。

2? 制冷空調(diào)行業(yè)在能耗方面存在的問題

2.1? 制冷空調(diào)能耗巨大

人們的生活水平不斷提高，對生活質(zhì)量的要求也越來越高。在炎熱的夏季，制冷空調(diào)的利用率也在逐漸提高。在制冷空調(diào)推廣的時候，高功耗和高能耗導(dǎo)致了能源短缺的加劇。據(jù)統(tǒng)計，我國建筑能耗約占全國總能耗的35%，而制冷空調(diào)系統(tǒng)的能耗又占建筑能耗的50%～60%左右，制冷空調(diào)用壓縮機大部分時間在低負(fù)荷狀態(tài)運行，許多制冷空調(diào)系統(tǒng)得不到及時維護保養(yǎng)，造成或在制冷劑不足的狀態(tài)下運行，或在風(fēng)量循環(huán)不暢的狀態(tài)下運行等等，這些勢必加大能耗。針對壓縮機大部分時間在低負(fù)荷狀態(tài)運行的情況，應(yīng)創(chuàng)新發(fā)展變頻技術(shù)。

2.2? 空調(diào)制冷劑對臭氧層的破壞

大部分制冷劑使用的過程中，都為環(huán)境帶來了較大的破壞。其對臭氧層造成破壞以后，會導(dǎo)致溫室效應(yīng)，并引起氣候發(fā)生變化，甚至?xí)?dǎo)致海平面上升，為沿海養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展帶來不利影響，同時也破壞了農(nóng)業(yè)生態(tài)的平衡，導(dǎo)致出現(xiàn)各種農(nóng)業(yè)災(zāi)害。此外，空調(diào)制冷劑在一定程度上威脅著人類的健康，在氣候逐步變暖的今天，各種傳染病發(fā)病率有較大幅度的提升，人們患病率與死亡率也逐步提升。HCFs、CFCs 和 HFCs 等應(yīng)用較多的空調(diào)制冷劑，均為溫室氣體，分析其給氣候變暖帶來的影響可知，其造成的影響主要取決于停留在大氣的時間和紅外線吸收能力。一般主要通過 GWP 衡量上述氣體對全球氣候變暖的作用，并通過 ODP 衡量物質(zhì)對臭氧層造成的破壞程度。

3? 制冷空調(diào)節(jié)能減排技術(shù)

3.1? 人工智能技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的全面發(fā)展，人工智能技術(shù)為制冷空調(diào)的發(fā)展帶來了新的機遇。目前，在制冷空調(diào)領(lǐng)域，人工智能主要應(yīng)用于智能控制、故障檢測和診斷。它克服了傳統(tǒng)仿真技術(shù)的許多缺點，但在短期內(nèi)無法完全取代傳統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展。因此，下一步我們可以嘗試將兩者有機地結(jié)合起來，相互學(xué)習(xí)，實現(xiàn)智能仿真，為制冷空調(diào)的精確智能控制提供前提條件。

3.2? 高效換熱技術(shù)

要進一步提高節(jié)能減排效果，要注意靈活運用多種方法。我們可以選擇優(yōu)質(zhì)材料，也可以安裝冷凝器、風(fēng)機盤管和蒸發(fā)器翅片表面，以提高其傳熱性能和換熱面積。為了提高傳熱面積，應(yīng)注意提高傳熱性能。我們可以選擇改善過冷度和調(diào)整管排數(shù)。在材料的選擇上，既要注意其成本，又要保證其具有良好的換熱性能，從而達到提高冷凝器風(fēng)機轉(zhuǎn)速的目的。

3.3? 環(huán)保型制冷劑技術(shù)

隨著嚴(yán)重消耗臭氧層的溫室效應(yīng)的出現(xiàn)，清潔的制冷劑正在逐步發(fā)展。目前廣泛使用無害環(huán)境的制冷劑。在使用清潔制冷劑的過程中，可以減少能源消耗，有效控制排放，節(jié)省經(jīng)濟成本。它在實踐中得到廣泛應(yīng)用。

3.4? 二氧化碳制冷技術(shù)

在過去一個世紀(jì)里，二氧化碳制冷技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。在這種情況下，二氧化碳制冷劑迅速被市場吸收，其作用越來越明顯。在制冷空調(diào)壓縮機中使用二氧化碳制冷劑可在降低能源效率方面發(fā)揮重要作用。

3.5? 變頻技術(shù)

作為制冷空調(diào)的一個重要組成部分，壓縮機對總的能源消耗有很大的影響。為了減少能源消耗，必須保證壓縮機的效率，所以應(yīng)該注意使用變頻技術(shù)。普通空調(diào)系統(tǒng)通常在啟動時使用壓縮停止，以控制室內(nèi)溫度。對變壓器壓縮機的分析表明，可以通過控制技術(shù)實現(xiàn)這一目標(biāo)。首先，超寬位置，即通過有效控制微電腦技術(shù)，實時環(huán)境溫度測量;為了保證判斷的準(zhǔn)確性，溫度始終保持不變，以實現(xiàn)提高能效的目標(biāo)。其次，控制不明確，自動感覺室內(nèi)外溫度變化，通過頻率控制，實現(xiàn)室內(nèi)溫度控制目標(biāo)，使室內(nèi)溫度保持良好狀態(tài)。稀土磁電機轉(zhuǎn)子在電壓和頻率范圍內(nèi)高速運轉(zhuǎn)。采用變頻技術(shù)實現(xiàn)風(fēng)扇、水泵等無級調(diào)節(jié)，降低了空調(diào)的能耗。

3.6? 太陽能的技術(shù)

在能源短缺的今天，太陽能的利用可以說是一種易于開發(fā)、安全清潔的資源，它不僅可以用于供熱，還可以用于制冷。在制冷空調(diào)過程中，太陽能可以轉(zhuǎn)化為電能和熱能，采用電制冷和熱驅(qū)動制冷。

（1）吸附式制冷。研究發(fā)現(xiàn)，一些固體物質(zhì)在一定的溫度和壓力下吸收一些氣體和水蒸氣，另一種物質(zhì)在一定的溫度和壓力下釋放。吸附和解吸過程是壓力變化對壓縮機的作用。固體吸附制冷就是利用這一原理來分配空調(diào)。沸石分子篩吸附制冷是人們常用的制冷方式。該制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，無運動部件，無噪音，無維護。利用太陽能或低溫余熱可以達到較高的制冷效果，是一種很有前途的制冷方法。

（2）吸收式制冷。傳統(tǒng)的太陽能熱制冷通常是溴化鋰吸收式制冷。太陽能集熱器的性能要求很高。如果高效太陽能集熱器能將熱源溫度控制在140℃左右，則組合輔助熱源可以驅(qū)動雙效溴化鋰吸收裝置。如果人們充分利用太陽能的自然資源，將大大節(jié)約電力、天然氣和燃料油。

3.7 蓄冷的技術(shù)

調(diào)峰用電、平衡調(diào)峰“移動”供電、提高發(fā)電效率已成為許多國家十分重視的問題。運用“分時電價”政策以及一些鼓勵性政策，促進低功耗使用的積極性，并注重儲能技術(shù)在儲能罐中的使用和發(fā)展。

對于普通的冷藏介質(zhì)，采用冷水冰。雖然是水，但前者不會發(fā)生。溫度高于0℃。低溫共晶無機或有機材料也可作為儲存介質(zhì)，發(fā)生相變。例如，在一定的溫度和壓力下，水在外來氣體分子中形成固體晶體包層形狀，形成的晶體釋放出相當(dāng)于水冰的相變熱。由于大多數(shù)制冷劑和水的作用，在5～12℃條件下，天然氣水合物的形成和較大的晶體相變熱（單位體積相變熱的大冰）被認(rèn)為是一種理想的空調(diào)蓄冷介質(zhì)。共晶鹽蓄熱是另一種潛熱蓄熱。儲存介質(zhì)由無機鹽、水、成核劑和穩(wěn)定劑組成。在冷庫和空調(diào)工程中，較常見的相變溫度約為8～9℃，共晶鹽儲能材料，相變潛熱為95kg/kg。

4? 制冷空調(diào)發(fā)展的趨勢

除了加強空調(diào)節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)外，還應(yīng)關(guān)注空調(diào)的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。合理制定能效標(biāo)準(zhǔn)有利于空調(diào)科研生產(chǎn)企業(yè)更加重視對能效的控制。中國通常每五年修訂一次節(jié)能減排要求。根據(jù)現(xiàn)階段制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，能效標(biāo)準(zhǔn)逐漸重視能效比，這對于指導(dǎo)空調(diào)行業(yè)調(diào)整能效指標(biāo)非常重要。同時，通過不同的運行季節(jié)和能效測量，使能效標(biāo)準(zhǔn)更具針對性和科學(xué)性。

5? 結(jié)束語

綜上所述，節(jié)能減排是制冷空調(diào)領(lǐng)域當(dāng)前研究的重點和未來的發(fā)展趨勢。從各方面控制能源消耗，繼續(xù)投資相關(guān)技術(shù)。在意識上，還要注重環(huán)保與經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調(diào)，使節(jié)能減排技術(shù)和節(jié)能控制的理念真正體現(xiàn)在制冷空調(diào)的設(shè)計、制造、使用管理等方面。

參考文獻：

[1] 梁興武.制冷空調(diào)能耗及減排節(jié)能技術(shù)研究[J].數(shù)碼世界，2018（5）.

[2] 趙巖，李響.制冷空調(diào)能耗及節(jié)能減排技術(shù)研究[J].工程技術(shù)研究，2019（9）.

[3] 李銳.制冷空調(diào)能耗及減排節(jié)能技術(shù)的分析[J].制冷與空調(diào)（四川），2015（1）.

[4] 劉義坤.淺談建筑空調(diào)能耗與城市熱島效應(yīng)[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2016（12）.