制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)的分析與探討

劉紹強(qiáng) 陶笑男

摘 要：作為一種高能耗設(shè)備，制冷空調(diào)如果能夠充分應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，那么不僅可以減少能源的消耗，還能夠提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，本文簡(jiǎn)述我國(guó)制冷空調(diào)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，繼而對(duì)制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)的主要幾種進(jìn)行全面、細(xì)致的分析，希望能夠促進(jìn)我國(guó)制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)的不斷發(fā)展，在減少能耗的同時(shí)，給人們的工作、生活帶來(lái)更多的便利。

關(guān)鍵詞：制冷空調(diào);發(fā)展現(xiàn)狀;節(jié)能技術(shù)

隨著空調(diào)制冷技術(shù)的不斷發(fā)展，在積累了大量技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)，空調(diào)制冷節(jié)能技術(shù)也在不斷的進(jìn)步，特別是在當(dāng)前能源日益緊缺的環(huán)境下，我國(guó)空調(diào)制造企業(yè)正面臨著發(fā)展的分叉口，所以需要充分發(fā)展制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)。

1制冷空調(diào)行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)的在制冷空調(diào)行業(yè)起步較晚，但是經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展，雖然還存在一些不完善的方面，但是總體來(lái)說(shuō)已經(jīng)取得了一定的成績(jī)。但是與發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)的制冷空調(diào)相比較，我國(guó)的制冷空調(diào)在節(jié)能技術(shù)方面存在很大不足，大多采用的國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，并沒(méi)有自己的研發(fā)成果。瑕不掩瑜，我國(guó)的制冷企業(yè)已經(jīng)充分注意到制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)的重要性，特別是近年來(lái)大力推動(dòng)了新技術(shù)、新工藝的研發(fā)工作，目前已經(jīng)具備了一定程度的研發(fā)能力，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家在制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)之間的差距正在不斷縮小。

隨著制冷行業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)制冷空調(diào)行業(yè)目前所生產(chǎn)的產(chǎn)品，無(wú)論是在品種規(guī)格，還是在產(chǎn)品性能、產(chǎn)品質(zhì)量等方面，較改革開(kāi)放前均有較大的進(jìn)步。許多的國(guó)內(nèi)企業(yè)的生產(chǎn)模式已經(jīng)從當(dāng)初的單純引進(jìn)、仿制，逐漸形成基本的自主研發(fā)能力，新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和推向市場(chǎng)的速度明顯加快。我國(guó)部分大學(xué)也一直在進(jìn)行相關(guān)的研究，有的已經(jīng)獲得國(guó)家自然科學(xué)基金資助單位，有的院校已經(jīng)成為空調(diào)制冷研究中心。

2制冷空調(diào)技術(shù)的發(fā)展方向

機(jī)械設(shè)備的高效節(jié)能永遠(yuǎn)都是追求的目標(biāo)。我國(guó)每年消耗的能源將近是世界平均水平的2倍，用電量也是在逐年的增長(zhǎng)，我過(guò)國(guó)雖然是一個(gè)能源大國(guó)，但是大量的能源都用于發(fā)電等工程中，我們現(xiàn)在正處于高投入、高耗能的發(fā)展中，如果我們不能節(jié)約能源用量，我們的子孫后代也無(wú)法生存。我們可以開(kāi)發(fā)高效節(jié)能的制冷壓縮機(jī)。制冷壓縮機(jī)是制冷與空調(diào)系統(tǒng)的心臟，如果沒(méi)有節(jié)能型制冷壓縮

3影響空調(diào)系統(tǒng)制冷的因素

3.1溫差

溫差越小，空調(diào)系統(tǒng)越容易實(shí)現(xiàn)制冷，消耗的能源也會(huì)越少。因此，在進(jìn)行說(shuō)，就是要確保機(jī)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(huì)被壓縮機(jī)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(lái)越大，蒸發(fā)溫度也會(huì)隨之升高，最終影響制冷效果。

3.2膨脹閥

膨脹閥在對(duì)壓縮機(jī)回氣過(guò)熱度的穩(wěn)定性提供一定保障的同時(shí)，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(jìn)一步的保證。因此，膨脹閥的開(kāi)啟度要保持在適當(dāng)范圍內(nèi)。膨脹閥開(kāi)啟度過(guò)大，不僅會(huì)影響壓縮機(jī)的工作效率，還會(huì)對(duì)蒸發(fā)器正常工作造成一定的影響，導(dǎo)致空調(diào)制冷效果不佳，形成能源浪費(fèi)。并且，隨著空調(diào)使用時(shí)間變長(zhǎng)，膨脹閥也會(huì)逐漸被磨損，導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，對(duì)本身工作質(zhì)量造成不利影響。因此，需要對(duì)膨脹閥進(jìn)行定期檢修維護(hù)。

3.3壓縮機(jī)

壓縮機(jī)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(guò)將電能轉(zhuǎn)化成制冷劑的動(dòng)能，實(shí)現(xiàn)空調(diào)場(chǎng)所的制冷降溫，即在空調(diào)制冷過(guò)程中，通過(guò)制冷劑吸收空調(diào)場(chǎng)所的熱量，并將其運(yùn)載到空調(diào)場(chǎng)所外，經(jīng)制冷劑冷卻再進(jìn)行排放，從而實(shí)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(jī)工作的穩(wěn)定性和耗能性直接影響整個(gè)空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗，因此，需要對(duì)壓縮機(jī)工作能源進(jìn)一步優(yōu)化，從而達(dá)到節(jié)能的目的。

4制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

4.1冰蓄冷技術(shù)是目前制冷空調(diào)行業(yè)新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用

由于人們對(duì)生產(chǎn)與生活的迫切需求，空調(diào)用電量已近是總耗電量的百分之六七十，當(dāng)前由于資源緊缺、電力緊張，空調(diào)實(shí)業(yè)的發(fā)展受到了極大的影響。制冷空調(diào)新技術(shù)—冰蓄冷技術(shù)，冰蓄冷空調(diào)就是利用非高峰期用電，使制冷機(jī)在最佳節(jié)能狀態(tài)，將空調(diào)系統(tǒng)所需要的潛熱的形式部分或全部釋放的冷量來(lái)滿足空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷時(shí)，換句話說(shuō)就是用融冰釋放的冷量來(lái)滿足空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷的需要，用來(lái)儲(chǔ)存冰的容器成為蓄冷設(shè)備，這樣的空調(diào)可以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并且還可以大大提高經(jīng)濟(jì)效率。

4.2多部門(mén)的應(yīng)用制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)

制冷技術(shù)最早應(yīng)用于食品的保存和空氣的調(diào)節(jié)，如今隨著人們生活條件的改善，制冷空調(diào)的節(jié)能技術(shù)早已滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)及人們的日常生活之中。現(xiàn)在像工業(yè)生產(chǎn)、建筑工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)、輕工業(yè)、文化體育事業(yè)、微電子技術(shù)、衛(wèi)星通信、激光紅外技術(shù)產(chǎn)品性能試驗(yàn)和醫(yī)藥生產(chǎn)及醫(yī)療衛(wèi)生等部門(mén)都在不同程度上運(yùn)用了制冷空調(diào)的節(jié)能技術(shù)。如醫(yī)藥生產(chǎn)方面，可以根據(jù)冰蓄冷技術(shù)的應(yīng)用，在節(jié)能的基礎(chǔ)上真空冷凍干燥法蹤干生物制品及藥品和低溫下保存血漿、疫苗和進(jìn)行手術(shù)治療;產(chǎn)品性能試驗(yàn)，可以在低溫的條件下使用的金屬材料、儀表、電子裝置及在高寒地區(qū)使用的汽車(chē)等，都要在地面進(jìn)行產(chǎn)品的低溫性能試驗(yàn)，以檢查它們?cè)诘蜏貤l件下能否正常工作能否達(dá)到規(guī)定的性能指標(biāo)。

5節(jié)能設(shè)計(jì)基本思路

5.1對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行節(jié)能化處理壓縮機(jī)種類(lèi)繁多

按氣體壓縮原理，可分為速度型壓縮機(jī)和容積型壓縮機(jī);按壓縮機(jī)使用電源的頻率，可分為定頻壓縮機(jī)和變頻壓縮機(jī)。因此，需要根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的壓縮機(jī)類(lèi)型。尤其是要對(duì)變頻空調(diào)的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率加以限制，從而實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)在不同時(shí)段的額定功率控制，確保能源得到充分利用。

5.2做好熱交換器的設(shè)計(jì)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(gè)特定的時(shí)間段內(nèi)，系統(tǒng)的冷凝壓力相對(duì)較低，那么蒸發(fā)壓力就會(huì)變得很高。在此基礎(chǔ)上，可以通過(guò)提升蒸發(fā)壓力從而實(shí)現(xiàn)冷凝壓力的適當(dāng)減小，并在蒸發(fā)器與壓縮機(jī)之間，實(shí)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。

5.3對(duì)風(fēng)機(jī)、風(fēng)量進(jìn)行合理控制

合理控制風(fēng)機(jī)風(fēng)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(fēng)機(jī)的風(fēng)量過(guò)大，那么輸出功率就會(huì)減少，與此同時(shí)，輸入功率會(huì)隨之增加。對(duì)于變頻空調(diào)來(lái)說(shuō)，風(fēng)機(jī)功率在各項(xiàng)輸入功率中所占比例最大。因此，在對(duì)制冷空調(diào)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮好風(fēng)機(jī)風(fēng)量因素，盡量縮小風(fēng)機(jī)風(fēng)量，達(dá)到節(jié)能的目的。壓縮機(jī)的形式很多，如離心式制冷壓縮機(jī)，它有不同的環(huán)保型制冷劑三元葉輪，研究葉輪機(jī)械內(nèi)部的三維非對(duì)稱流動(dòng)現(xiàn)象，深化對(duì)激振力產(chǎn)生機(jī)理以及失速、喘振等現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)，對(duì)通過(guò)誘導(dǎo)流場(chǎng)主動(dòng)控制氣動(dòng)失穩(wěn)、提高穩(wěn)定度做出探索;旋渦式的制冷壓縮機(jī)也應(yīng)該在中間的補(bǔ)氣等方面做出進(jìn)一步的研究，不但能夠擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，而且還可以提高能效比

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在科學(xué)技術(shù)水平不斷發(fā)展的今天，我們應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)的重要性，面臨著日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，不能再盲目依靠引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)自身綜合能力的提升。未來(lái)的制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)主要的發(fā)展方向應(yīng)是燃?xì)庵评浼夹g(shù)、太陽(yáng)能制冷技術(shù)以及熱聲制冷技術(shù)三者，其他技術(shù)雖然也具有較強(qiáng)的節(jié)能效果，但是由于技術(shù)仍存在不成熟的方面，可能需要在下一次技術(shù)進(jìn)步之后才能夠得到廣泛的推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭華林.淺析太陽(yáng)能制冷空調(diào)技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J].電工電能新技術(shù)，2013，9.

[2]徐成根.論制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J].流體工程，2009，11.