制冷空調(diào)節(jié)能應(yīng)用新技術(shù)

李利國(guó)

引言：經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展必然會(huì)出現(xiàn)能源的供應(yīng)緊缺的現(xiàn)象，能源是關(guān)系到我國(guó)社會(huì)穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與國(guó)家安全的重要問(wèn)題。人們的生活水平隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷提高，對(duì)生活環(huán)境的質(zhì)量也有了更高的要求，空調(diào)系統(tǒng)在人們生活中的廣泛應(yīng)用使得能源消耗不斷的提高。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，空調(diào)能耗占據(jù)整個(gè)建筑能耗的百分之三十至六十，所以空調(diào)節(jié)能技術(shù)的研究和探討是非常有必要的，此外，空調(diào)的含氟制冷劑對(duì)臭氧層會(huì)造成影響，高能耗、低效率的空調(diào)系統(tǒng)會(huì)排放更多的二氧化碳導(dǎo)致全球氣候變暖，引起溫室效應(yīng)，因此空調(diào)節(jié)能技術(shù)的研究與應(yīng)用是可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

一、變頻技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)在，變頻技術(shù)在空調(diào)壓縮機(jī)內(nèi)的使用是重要的節(jié)能方法之一。傳統(tǒng)空調(diào)主要是以停止壓縮機(jī)工作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，這就需要額外的能量來(lái)支持壓縮機(jī)由靜止到轉(zhuǎn)動(dòng)所需要的動(dòng)能，而且頻繁開(kāi)關(guān)壓縮機(jī)會(huì)造成壓縮機(jī)內(nèi)部件的磨損。與傳統(tǒng)空調(diào)進(jìn)行比較，變頻技術(shù)在壓縮機(jī)內(nèi)的使用使得壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速可以由變頻器來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以根據(jù)室內(nèi)溫度隨時(shí)對(duì)制冷劑的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，改變制冷劑或制熱劑的供給。一般情況下，空調(diào)以較大的制冷或制熱功率迅速對(duì)溫度調(diào)節(jié)至設(shè)置的溫度，然后對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行變頻，調(diào)節(jié)至低能耗、低轉(zhuǎn)速運(yùn)行狀態(tài)，保證室內(nèi)溫度在較小的范圍內(nèi)波動(dòng)，這樣使得室內(nèi)的舒適度提高，也節(jié)省了頻繁開(kāi)關(guān)機(jī)耗費(fèi)的能量，節(jié)能效果提高了百分之二十。變頻技術(shù)主要在于其控制方面，主要的技術(shù)實(shí)現(xiàn)包括以下幾個(gè)方面：

（1）全數(shù)字直流變頻。該變頻技術(shù)主要是把交流電首先轉(zhuǎn)換為直流電，然后根據(jù)室內(nèi)的溫度進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，全數(shù)字直流變頻主要采用脈沖幅度調(diào)制和脈沖寬度調(diào)制數(shù)字符合變頻的控制。

（2）超寬變頻。主要是利用微電腦控制技術(shù)，對(duì)環(huán)境溫度快速的進(jìn)行測(cè)量然后做出判斷，實(shí)現(xiàn)恒定溫度的維持，達(dá)到節(jié)能的效果。

（3）模糊控制技術(shù)。該技術(shù)是在模糊控制技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)室內(nèi)人群活動(dòng)的情況及室內(nèi)溫度的變化進(jìn)行感知，以此作為辨別變頻的控制要素，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

該技術(shù)現(xiàn)在子啊空調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛，是先進(jìn)的和有效的節(jié)能技術(shù)，必然會(huì)得到推廣和使用。然而，對(duì)變頻壓縮機(jī)的制造與設(shè)計(jì)都有著較高的要求，既要滿(mǎn)足潤(rùn)滑油供給和低轉(zhuǎn)速時(shí)的震動(dòng)問(wèn)題，又要解決在高轉(zhuǎn)速時(shí)的磨損、摩擦和軸承負(fù)荷問(wèn)題。

二、太陽(yáng)能制冷空調(diào)

隨著清潔能源的開(kāi)發(fā)與使用，對(duì)太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)研究成為現(xiàn)階段研究的重要。太陽(yáng)能具有取之不盡、用之不竭的特點(diǎn)，其優(yōu)點(diǎn)在于清潔按去哪、不需要開(kāi)采和運(yùn)輸，因此成為了近些年來(lái)研究的重點(diǎn)。在空調(diào)行業(yè)中，太陽(yáng)能既可以用來(lái)供暖，也可以用來(lái)制冷。在制冷方面，主要是將太陽(yáng)能進(jìn)行光熱轉(zhuǎn)化，用熱能來(lái)驅(qū)動(dòng)制冷，或者是進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化，以電能來(lái)制冷，二者相比之下，后者的制冷效率相對(duì)較低，因此主要研究方向?yàn)閷⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，然后以熱驅(qū)動(dòng)制冷。太陽(yáng)能集熱器主要分為兩種，真空管集熱器和平板集熱器，現(xiàn)階段主要研究的太陽(yáng)能制冷技術(shù)包括一下幾個(gè)方面：

（1）太陽(yáng)能吸附式制冷。與傳統(tǒng)的太陽(yáng)能吸收式制冷相對(duì)應(yīng)，太陽(yáng)能也可以進(jìn)行吸附式制冷。該制冷系統(tǒng)比較適用于家庭小環(huán)境下的制冷系統(tǒng)，熱源驅(qū)動(dòng)只需要65℃以上即可，每天運(yùn)行的時(shí)間較長(zhǎng)，且沒(méi)有污染，從而達(dá)到節(jié)約能源的效果。

（2）太陽(yáng)能吸收式制冷。該技術(shù)屬于傳統(tǒng)的一熱制冷技術(shù)，但是在此基礎(chǔ)上對(duì)制冷材料進(jìn)行了發(fā)展，使得該技術(shù)更加的成熟?，F(xiàn)在，單級(jí)溴化鋰吸收式系統(tǒng)要求90℃以上的熱源溫度，因此要求太陽(yáng)能集熱裝置要好，如果采用兩級(jí)系統(tǒng)，那么需要的熱源溫度即可降低，但是效率同樣也會(huì)降低。因此該系統(tǒng)只能在太陽(yáng)能資源豐富的地區(qū)使用，才能對(duì)節(jié)能產(chǎn)生重要的作用。

此外，可以利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)吸附硅膠轉(zhuǎn)輪，這樣就可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)輪除濕空調(diào)。該系統(tǒng)還可以與傳統(tǒng)的空調(diào)進(jìn)行結(jié)合，組成除濕空調(diào)系統(tǒng)，滿(mǎn)足降溫和除濕的作用，在濕度大、通風(fēng)差的室內(nèi)較為實(shí)用，其節(jié)能效率可以達(dá)到百分之三十。如果能對(duì)其工作中實(shí)現(xiàn)小型化、緊湊化、高效化和持續(xù)化，那么該系統(tǒng)在制冷方面的應(yīng)用前景較為廣闊，因此這也是目前研究的主要方向。

三、蓄能技術(shù)

一般情況下，空調(diào)制冷負(fù)荷占據(jù)高峰時(shí)整個(gè)電力負(fù)荷的百分之四十，這與高峰用電時(shí)的供需關(guān)系產(chǎn)生矛盾，因此采用蓄冷空調(diào)系統(tǒng)是環(huán)節(jié)負(fù)荷峰谷差的有效方法之一。以往的蓄冷技術(shù)主要分為冰蓄冷和水蓄冷兩種，水作為最簡(jiǎn)單的蓄冷材料，在研究中是時(shí)間最長(zhǎng)的，水蓄冷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于簡(jiǎn)單、安全，但是其蓄冷的密度低，傳輸過(guò)程中消耗的能耗較大。而冰蓄冷也是最為常用的蓄冷方式，利用冰的消融來(lái)達(dá)到冷量的釋放，比水蓄冷的密度大數(shù)倍，同時(shí)蓄冷槽體積小，供冷穩(wěn)定且持續(xù)性好，但是冰蓄冷在制冷的時(shí)候蒸發(fā)溫度低，制冷機(jī)組的能耗增大、性能下降，制冰設(shè)備復(fù)雜，其維護(hù)的費(fèi)用也較高。因此需要研究其他材料下的蓄冷技術(shù)，本文主要對(duì)以下幾種技術(shù)進(jìn)行介紹：

（1）冰漿蓄冷。該技術(shù)首先需要利用制冰法制取一定濃度的冰水混合物，濃度的控制范圍為保證其流動(dòng)能力，這種冰漿可以作為蓄冷的材料，進(jìn)行冷涼輸送，這種介質(zhì)的冷涼輸送可以達(dá)到冷凍并的五倍左右，所以在相同冷涼輸送的時(shí)候，需要消耗的泵功率降低，其不足之處在于制作過(guò)程復(fù)雜，需要一定的機(jī)械功消耗。

（2）共晶鹽蓄冷。該技術(shù)最早由日本某公司研究室研制出，主要適合于空調(diào)系統(tǒng)的蓄冷，去主要原材料選用十水硫酸鈉作為主要成分，然后添加一定比例的添加劑后，溫度相變8—10℃，所以在常用的空調(diào)制冷機(jī)組中非常實(shí)用，該蓄冷技術(shù)的蓄冷密度約為水蓄冷的三到四倍，其不足之處在于材質(zhì)容易老化，蓄冷能力就會(huì)下降。

（3）水合物漿體材料。部分銨鹽溶液在一般壓力下酒可以生成與冰漿類(lèi)似的漿體，而其生成的裝置又比冰漿生成的裝置簡(jiǎn)單。在四丁基溴化銨水合物漿體作為空調(diào)用蓄冷和冷量輸送介質(zhì)中普遍采用，其相變溫度可以達(dá)到0～12℃，蓄冷密度約為冷凍水的2-4倍，易于調(diào)節(jié)，應(yīng)用前景較為廣闊。

（4）水/油蓄冷材料。在該類(lèi)蓄冷系統(tǒng)中，水是作為傳熱的流體，油作為相變的蓄冷介質(zhì)，利用水與油的密度差將其分開(kāi)，進(jìn)行流體調(diào)配，達(dá)到蓄冷的效果?？照{(diào)系統(tǒng)中一般采用的油材料為十四烷，其融點(diǎn)為5.8℃。

四、結(jié)束語(yǔ)

空調(diào)行業(yè)在我國(guó)的發(fā)展僅僅只有十幾年時(shí)間，但是其發(fā)展的速度比較快，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，技術(shù)還是存在一定的差距，主要表現(xiàn)在對(duì)能源的利用率不高、降低能耗方面的貢獻(xiàn)還不夠。因此我國(guó)的空調(diào)能耗系統(tǒng)的發(fā)展還有很大的空間，在對(duì)節(jié)能系統(tǒng)進(jìn)行研究的同時(shí)，也要加強(qiáng)維護(hù)與管理，在國(guó)家政策方針的建議和指導(dǎo)下，從我國(guó)的實(shí)際情況出發(fā)，利用各種節(jié)能技術(shù)，研究適合我國(guó)發(fā)展的空調(diào)節(jié)能設(shè)備和新技術(shù)，從而對(duì)我國(guó)的民生經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)作出一定的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：河北宏拓房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司）