淺析制冷與空調(diào)設備節(jié)能的研究進展

鄔明智

青島海信電子設備股份有限公司 山東 青島 266100

引言

國家重視工業(yè)的綠色節(jié)能發(fā)展，領導人們堅持在生產(chǎn)能源和消費等方面進行創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，對能源的開發(fā)進行控制，在交通、工程建筑和傳統(tǒng)重工業(yè)等方面進行向節(jié)能發(fā)展的轉(zhuǎn)型，堅持綠色環(huán)保發(fā)展。致力于將節(jié)能環(huán)保的老工業(yè)轉(zhuǎn)變成新興環(huán)保的國家產(chǎn)業(yè)支柱。面對當前我國在新興綠色節(jié)能發(fā)展產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)和機遇，國家政府出臺了相應的政策為當前空調(diào)生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)帶來了良好的機遇。目前，在空調(diào)制冷節(jié)能共同發(fā)展的研究探索中空調(diào)制冷技術的創(chuàng)新和工藝技術的改革是十分關鍵的。所以本文基于對綠色環(huán)保概念面對空調(diào)制冷設備在節(jié)能環(huán)保方面的發(fā)展進行了研究分析。

1 空調(diào)制冷技術的不足

在空調(diào)生產(chǎn)的發(fā)展歷程中，因為一些國外核心技術方面的限制所以導致我國在空調(diào)制冷的技術研發(fā)方面的研究比較晚。在早期我們生產(chǎn)制冷空調(diào)時常常需要借助外國的空調(diào)生產(chǎn)制冷技術以及引進生產(chǎn)設備與生產(chǎn)線。但是許多國家為了保護本國的空調(diào)制冷生產(chǎn)技術和維持自身在空調(diào)方面的競爭優(yōu)勢，選擇向我國空調(diào)制冷生產(chǎn)研究的企業(yè)提供過時生產(chǎn)技術和設備，導致我國的空調(diào)產(chǎn)業(yè)發(fā)展進步緩慢技術難以突破。再加上我國是世界上最大的發(fā)展中國家，普通的密集勞動剩余但是高端的科技型勞動力短缺導致空調(diào)產(chǎn)業(yè)在全球的經(jīng)濟市場競爭中并不占優(yōu)勢。所以即使空調(diào)生產(chǎn)的龍頭企業(yè)海爾公司已經(jīng)占領一部分的歐美家電市場的情況下，還是會有很多普通的空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)在同樣類型的競爭中寸步難行。面對當前我國在空調(diào)制冷節(jié)能行業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)，國家越來越重視空調(diào)制冷生產(chǎn)企業(yè)的技術研究和技術指導，為我國的空調(diào)質(zhì)量提升提供了很大的幫助，也取得了很多技術性的突破。其中最值得一提的是我國的華東科技大學在有關熱聲空調(diào)制冷節(jié)能技術方面的長期研究，獲得了國家在空調(diào)熱聲制冷技術方面的科學資助資金，其研究的空調(diào)熱聲制冷技術也開始被人了解。

與此同時，天津大學在對空調(diào)排出的二氧化碳氣體方面的研究也取得了國家在自然科學基金方面的支持。我國要堅持對空調(diào)制冷技術的研究，以促進我國的空調(diào)制冷節(jié)能技術快速發(fā)展。面對當前我國在節(jié)能與空調(diào)制冷設備節(jié)能的研究中存在的問題，我們可以從空調(diào)制冷劑的研發(fā)方向中找到突破，空調(diào)的制冷技術收到空調(diào)制冷劑的制約，要提高在制冷與空調(diào)制冷設備上的生產(chǎn)質(zhì)量就必須要致力于研究空調(diào)制冷劑的研究?？照{(diào)制冷劑——氟利昂，氟利昂具有很好的熱力性能，所以在人工制冷劑研究和投入使用的過程中是被使用次數(shù)最多的空調(diào)制冷劑，但是隨著空調(diào)制冷劑的研究專家對氟利昂危害的有了更深層次的認識后，發(fā)現(xiàn)這種空調(diào)制冷劑會對地球的臭氧層有危害，所以從本文注重制冷與空調(diào)設備的節(jié)能方面來說并不符合我們所推崇的綠色節(jié)能發(fā)展，因此我們要致力于推動人工制冷劑向自然制冷劑的轉(zhuǎn)變[1]。

2 空調(diào)制冷技術研究

為了順應國家推行的綠色節(jié)能發(fā)展理念，推動空調(diào)制冷設備朝著節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展，為了早日取得在空調(diào)制冷技術上的突破，趕超世界各國，對空調(diào)的制冷技術進行詳細的分析和探究。

2.1 淺談空調(diào)熱能

利用技術改進空調(diào)達到制冷的目的在運行過程中要進行排風，排出的冷風和熱風的能量我們可以通過設備對其進行回收，將回收的空調(diào)排風進行研究分析再投入利用，這樣對資源的再利用就可以幫助我們實現(xiàn)空調(diào)制冷技術的發(fā)展，從而達到降低空調(diào)設備的能量耗費問題，同時，有效地對空調(diào)的“熱力污染”問題進行了控制。為了有效達到降低空調(diào)耗能的目的，通過利用空調(diào)制冷的新型鼓風設備將空調(diào)在排風時的冷凝熱量回收來，達到降低空調(diào)運行溫度達到空調(diào)在制冷的同時實現(xiàn)了節(jié)能的目的。

2.2 對空調(diào)設備變頻技術的分析

制冷與空調(diào)設備的變頻技術主要依托于空調(diào)變頻器和電動機的相互配合進行工作的，為了能夠給空調(diào)設備發(fā)電動機提供充足的運轉(zhuǎn)動力和保證空調(diào)能夠正常的進行工作，再加上制冷空調(diào)的冷水機組和冷卻水泵等內(nèi)部設備的正常工作都要離不開變頻技術的作用，所以當空調(diào)的設備變頻技術研究出世正式投入市場用于制冷空調(diào)的使用時收到了空調(diào)制造行業(yè)大量生產(chǎn)企業(yè)的青睞。但是從綠色環(huán)保節(jié)能的方面考慮，如果選擇將變頻技術運用于制冷空調(diào)的生產(chǎn)中，空調(diào)實際的使用負荷和相關的設備運轉(zhuǎn)中可以得到有效的控制，能夠?qū)照{(diào)的溫度進行精確的控制和調(diào)節(jié)，也能夠降低電量和能量的實際消耗，達到了制冷空調(diào)設備節(jié)能綠色發(fā)展的追求。除此之外，人們還能夠通過對變頻技術這項技術的實際運用保障空調(diào)電動機軟在啟動時的質(zhì)量保證。同時，VRV 系統(tǒng)是一種值得我們了解和在空調(diào)制冷設備中使用的技術，在我國許多科技和經(jīng)濟發(fā)達的城市和各大有名的高校辦公樓和研究所等各大單位都被大規(guī)模的投入使用。VRV的變頻多聯(lián)機技術的發(fā)展也是得益于變頻技術的推動[2]。

3 空調(diào)熱交換設備的傳熱性

空調(diào)制冷生產(chǎn)過程中要致力于提高空調(diào)制冷機在制冷作用的工作效率，降低空調(diào)的耗電還能需要我們對空調(diào)換熱的設備系統(tǒng)進行跟深層度的研究和分析。在這個過程中，可以將重點放在增強空調(diào)的傳熱設備研究上，其中最重要的是要研究和發(fā)展提高空調(diào)冷凝器的傳熱能力和空調(diào)蒸發(fā)器設備的傳熱能力。主要研究空調(diào)傳熱設備科學家們在研究的過程中，通過在翅片的表面制造出凹凸不平形狀大小各異的圖形，借此來對翅片表面的氣流風速的流動界點進行破壞以便更好地保證翅膀表面熱量轉(zhuǎn)換。

3.1 致力于空調(diào)制冷循環(huán)的研究

為了降低單位制冷量范圍內(nèi)的能量消耗和提高制冷設備性能指標，空調(diào)設備的生產(chǎn)者要改善制冷循環(huán)，對現(xiàn)階段擁有的空調(diào)制冷循環(huán)技術進行了解，對空調(diào)制冷循環(huán)的不足之處進行改善，還要盡力尋找新的空調(diào)制冷劑，其中非共沸混合制冷劑的制冷功能是比較優(yōu)良的，它能夠快速提升空調(diào)制冷系統(tǒng)的循環(huán)標準。這實際上也是為了尋找性能更優(yōu)良的制冷劑替代品，在原來的空調(diào)產(chǎn)品進行性能。當前科學技術的提高，人們在使用計算機對空調(diào)制冷機進行了模擬研究方面也取得了比較大的成就和進展性的突破，空調(diào)制冷系統(tǒng)和空調(diào)設備的設計都能正式投入實際的生產(chǎn)使用，很多國外的研究員們還通過對流圖的使用來分析空調(diào)內(nèi)部制冷結構的設備，提高了空調(diào)制冷技術的發(fā)展效率。

3.2 新型空調(diào)制冷設備的研究

新型的空調(diào)制冷設備研究迫在眉睫，其中蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)發(fā)展比較好，對它的技術掌握以及熟練這項技術也得到了普遍的推廣。蒸氣壓縮式制冷是通過自發(fā)性從低溫情況轉(zhuǎn)變到高溫情況的消耗空調(diào)設備能量制冷技術被稱為蒸汽壓縮式制冷技術。主要通過消耗空調(diào)在工作過程中釋放出來的熱量是吸收式制冷技術的主要工作原理，吸收式制冷特別適用于在含有大量的廢氣、廢熱水的地方使用吸收式制冷的技術講空調(diào)自身的余熱進行吸收，提高了空調(diào)制冷熱資源的節(jié)能效果。

3.3 空調(diào)制冷自動化發(fā)展

空調(diào)制冷設備的自動化水平是衡量空調(diào)的節(jié)能自動調(diào)節(jié)技術是否先進的重要因素，空調(diào)制冷的自動化水平發(fā)展的高低程度被世界各國作為衡量一個國家空調(diào)制冷技術在世界上的先進程度。空調(diào)制冷設備在節(jié)能環(huán)保方面的性能指標和空調(diào)設備的重量指標都起到了衡量的對照標準，就連空調(diào)自身的使用壽命長短也可以通過空調(diào)制冷的自動化發(fā)展水平來評估。

隨著科學技術的發(fā)展和人們需求的提高，空調(diào)制冷設備的單機自動化安全保護和單機的自動化運轉(zhuǎn)已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)制造的需要，空調(diào)制冷技術自動化的多機組控制發(fā)展技術已經(jīng)逐漸取代了單機的自動化技術。為了提高空調(diào)的運行效率和降低耗能，人們通過使用電子計算機對空調(diào)運行時的制冷能力和節(jié)能效果進行監(jiān)測和控制。實現(xiàn)了空調(diào)制冷節(jié)能設備的有效控制和節(jié)能發(fā)展的效果。

4 研究空調(diào)冷源系統(tǒng)的節(jié)能

了解到目前很多制冷空調(diào)的在使用和管理方面的過程中都比較粗放，導致制冷空調(diào)的耗能問題嚴重，能源的利用率低，導致許多消費者反應空調(diào)耗電情況嚴重。出現(xiàn)這種情況除了我們在使用空調(diào)的過程中缺乏管理外，主要還是因為空調(diào)的制冷設備效能不高。通過對空調(diào)的節(jié)能過程和途徑進行分析發(fā)現(xiàn)當空調(diào)的水系統(tǒng)循環(huán)氧氣含量過高時會產(chǎn)生很多細菌和灰塵等雜物堵塞管道和腐蝕空調(diào)內(nèi)部零件，空調(diào)內(nèi)部零件的受損和堵塞都會導致水泵耗能嚴重，從而影響空調(diào)的制冷和節(jié)能?？照{(diào)的外部環(huán)境和內(nèi)部環(huán)境對空調(diào)的制冷和耗能影響也會有所不同。我們在使用空調(diào)時要注重對空調(diào)進行管理和保護，延長空調(diào)的使用壽命，在使用管理時對室內(nèi)的溫度也有所要求，室內(nèi)溫度每降低一攝氏度就能減少減少5%～10%的空調(diào)耗能；當室內(nèi)溫度增加一攝氏度時也會減少8%～10%的耗能，達到制冷空調(diào)節(jié)能的目的。夏天是我們空調(diào)使用頻率最高的季節(jié)，當我們在夏天使用空調(diào)時要盡量將室內(nèi)的溫度保持在二十六攝氏度以上，冬季時使用空調(diào)的頻率較低，當我們在冬天使用空調(diào)開暖風時也要將室內(nèi)的溫度控制在而是攝氏度以下。在使用時還要按照溫度的變化調(diào)整風機盤管的速度，這樣既能夠達到節(jié)能環(huán)保的目的也能夠保證我們的身體健康。

5 分析制冷空調(diào)的能耗情況

5.1 制冷空調(diào)能耗現(xiàn)狀

目前我們國家的建筑能耗中空調(diào)的耗能最高，占到了建筑總耗能的一半以上，制冷空調(diào)的高耗能現(xiàn)狀引起了政府和社會的高度重視。一些研究空調(diào)制冷和節(jié)能方面較有權威性的部門通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，空調(diào)節(jié)能的研究行業(yè)在我國的市場上具有很大的潛力，如果各空調(diào)制造企業(yè)能夠?qū)⒖照{(diào)的節(jié)能能效提高百分之十，就可以每年為我國節(jié)約大約37GW的發(fā)電量，相當于我國在十年之內(nèi)建設四座1.8GW發(fā)電廠的可以節(jié)約的總電費?，F(xiàn)階段我國空調(diào)節(jié)能能效最高的一級能效比為3.4，空調(diào)節(jié)能能效等級的建立為我國空調(diào)節(jié)能的研究做出了巨大的貢獻，淘汰了百分之五十以上高耗能的空調(diào)。

5.2 分析制冷空調(diào)能耗方面存在的問題

目前，空調(diào)的制冷設備耗能過高是制冷空調(diào)在節(jié)能研究方面最根本的問題。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，制冷空調(diào)被運用的我們生活的各個方面。其中，除了我們平時家庭和企業(yè)會大量的使用制冷空調(diào)外，商場對大型空調(diào)的使用頻率才是最高的。在商場中，制冷空調(diào)在許多農(nóng)畜產(chǎn)品和水產(chǎn)品在運輸和冷藏中都發(fā)揮著很大的作用，對空調(diào)的制冷技術和降低耗能技術都有很高的要求。在長期頻繁使用過程中，空調(diào)的耗能不斷加速增長空調(diào)的總耗能占比也越來越大，給我過的空調(diào)制冷和節(jié)能研究都帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

6 結束語

在進行生產(chǎn)制冷空調(diào)的過程中，還要關注空調(diào)的節(jié)能減排目標是否得到實現(xiàn)，空調(diào)生產(chǎn)廠家要順應國家供給側(cè)改革戰(zhàn)略的發(fā)展潮流，制冷與空調(diào)設備節(jié)能方面的發(fā)展是每個國家空調(diào)生產(chǎn)者最大的追求，國家要堅定走綠色節(jié)能發(fā)展戰(zhàn)略出臺相應的針對生產(chǎn)制造業(yè)在節(jié)能環(huán)保發(fā)展發(fā)面更多的保護措施，推動各大空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)對制冷空調(diào)的節(jié)能發(fā)展，早日達到技術上的突破。