節(jié)能環(huán)保空調(diào)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

羅建成

【摘 要】隨著空調(diào)需求的增多和實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標(biāo)作用下，對(duì)傳統(tǒng)的空調(diào)需要不斷地改善，使用節(jié)能環(huán)?？照{(diào)將有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，同時(shí)節(jié)約資源，給人們提供更舒適的服務(wù)。

【關(guān)鍵詞】節(jié)能環(huán)保；空調(diào)結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)

0 前言

近年來夏季各地不斷升溫，使得人們對(duì)空調(diào)的需求量也越來越大，而且使用頻率也會(huì)升高。人們大范圍高頻率地使用空調(diào)，對(duì)電能的消耗也越來也多，增加了日常消費(fèi)，對(duì)環(huán)境有一定的破壞，且傳統(tǒng)空調(diào)的降溫效果一般，對(duì)節(jié)能環(huán)?？照{(diào)的設(shè)計(jì)成為必然的趨勢。

1 節(jié)能環(huán)?？照{(diào)的發(fā)展

空調(diào)的出現(xiàn)得益于20世紀(jì)六七十年代，美國為解決罕見的干旱炎熱，首次使用風(fēng)冷式冷水機(jī)以求達(dá)到降溫的目的。自此，人們開始尋求更好的降溫方法，不斷研制出來各種類型的空氣制冷器，最后就發(fā)展成為了空調(diào)。傳統(tǒng)的空調(diào)機(jī)，通過風(fēng)扇的快速轉(zhuǎn)動(dòng)，使風(fēng)扇周圍的空氣迅速冷卻并隨著風(fēng)力進(jìn)行不斷地循環(huán)更替最終達(dá)到了降溫的目的，但傳統(tǒng)的空調(diào)對(duì)資源的浪費(fèi)較大，而且在制冷過程中一般會(huì)使用氟氯昂，并散發(fā)出大量的熱能，加劇了全球變暖和臭氧層的破壞。近年來，隨著科學(xué)環(huán)保的倡議，節(jié)能環(huán)保的空調(diào)機(jī)開始出現(xiàn)，現(xiàn)階段的空調(diào)器比傳統(tǒng)的對(duì)環(huán)境的破壞小，且更加舒適滿足人們的需求。

2 節(jié)能環(huán)?？照{(diào)的特征和使用范圍

隨著人們的節(jié)能環(huán)保意識(shí)不斷加強(qiáng)，空調(diào)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的節(jié)能環(huán)保成為必然要求?，F(xiàn)階段的節(jié)能環(huán)?？照{(diào)呈現(xiàn)出操作簡單方便，體積輕巧方便，外觀設(shè)計(jì)更加具有藝術(shù)品位，工作效率高且節(jié)約電能的特點(diǎn)，為人們的生活節(jié)約了開支，更加滿足人們的需求，給人們帶來了舒適。節(jié)能環(huán)保空調(diào)更多地應(yīng)用于制造業(yè)、加工業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)和公用產(chǎn)業(yè)等。在制造業(yè)方面，制造業(yè)的生產(chǎn)線比較長且包含的各類部門較多，大量的空調(diào)使用將成為一項(xiàng)必要的開支，節(jié)能環(huán)?？照{(diào)的廣泛使用將會(huì)節(jié)省一部分的開支。加工業(yè)、文化娛樂產(chǎn)業(yè)以及公用產(chǎn)業(yè)同制造業(yè)一樣，產(chǎn)業(yè)鏈比較長，日常開支較大，其中空調(diào)的使用就是一項(xiàng)必要的開支，因此使用節(jié)能環(huán)保的空調(diào)是這些產(chǎn)業(yè)的最佳選擇，不僅節(jié)省開支還能節(jié)約能源保護(hù)環(huán)境。

3 節(jié)能環(huán)保空調(diào)的工作原理

如圖1所示，當(dāng)節(jié)能空調(diào)在工作時(shí)，內(nèi)部的微電子控制器就會(huì)開始運(yùn)轉(zhuǎn)并開始進(jìn)行第一次制冷工作。微電子控制器在工作過程中通過直流電流為半導(dǎo)體進(jìn)行通電，當(dāng)半導(dǎo)體與微電子控制器之間順利通電后半導(dǎo)體的冷端就開始對(duì)冷媒水進(jìn)行初級(jí)制冷。這一步驟完成后，溴化鋰制冷器開始工作，通過與發(fā)熱端的順利連接以對(duì)初級(jí)制冷后的冷媒水進(jìn)行吸收的方式進(jìn)行第二次制冷工作。當(dāng)兩個(gè)階段的制冷達(dá)到一定層次后，水泵會(huì)對(duì)產(chǎn)生的冷量進(jìn)行吸收并使其出現(xiàn)出散射的水簾狀，此時(shí)，空調(diào)機(jī)的制冷開始轉(zhuǎn)變?yōu)檎舭l(fā)式。當(dāng)空調(diào)機(jī)外部的熱空氣遇到散射狀的水簾后氣溫開始下降，而且外界熱空氣經(jīng)過水簾后所含有的雜質(zhì)也會(huì)被過濾。制冷工作便不斷循環(huán)反復(fù)進(jìn)行，為人們達(dá)到降溫的效果。當(dāng)外界空氣濕度較大時(shí)，空調(diào)內(nèi)部的傳感器將會(huì)對(duì)外界空氣的濕度進(jìn)行檢測其后通過換向閥將經(jīng)過冷卻處理的冷媒水釋放到空氣散熱器，外部的熱空氣在空氣散熱器的熱交換作用下實(shí)現(xiàn)了對(duì)外部空氣的降溫和除濕。因此，外界空氣的濕度狀況也會(huì)影響著空調(diào)機(jī)的制冷效果。節(jié)能環(huán)?？照{(diào)在工作過程中實(shí)現(xiàn)了對(duì)水的反復(fù)利用，且精簡了內(nèi)部裝置提高了工作效率，節(jié)約了大量的水資源以及其他內(nèi)部結(jié)構(gòu)裝置的制作原料，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能。

4 節(jié)能環(huán)?？照{(diào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1 溴化鋰吸收式制冷模塊

在溴化鋰吸收式制冷模塊設(shè)計(jì)中，因?yàn)樗哪厅c(diǎn)高，汽化大且無毒，因此被用來作為制冷劑，環(huán)保安全。當(dāng)水在0℃時(shí)就會(huì)結(jié)冰，因此溴化鋰制冷循環(huán)模塊只適用于0℃以上的空調(diào)制冷系統(tǒng)中。溴化鋰是一種特性類似于氯化鈉的穩(wěn)定物質(zhì)，在大氣下不易揮發(fā)變質(zhì)，但易容于水，在常溫下為無色的帶有咸苦味的晶體。在溴化鋰溶液中，水是制冷劑，溴化鋰溶液則是吸收劑。溴化鋰吸收式制冷模塊反應(yīng)全過程是利用了溴化鋰水溶液能夠在低溫時(shí)迅速大量吸收水蒸氣，在高溫時(shí)將所吸收的水蒸氣再釋放出來最終順利完成循環(huán)過程的這一特性。在溴化鋰吸收式制冷模塊中包括發(fā)生過程、冷凝過程、節(jié)流過程和蒸發(fā)、吸收過程。發(fā)生過程：吸收器中的溴化鋰稀溶液被溶液泵抽吸，在吸收劑熱交換器內(nèi)進(jìn)行加熱升溫后送達(dá)發(fā)生器。發(fā)生器內(nèi)的稀溴化鋰溶液在加熱后進(jìn)行沸騰，冷劑水在該過程中被以水蒸氣的形式蒸發(fā)出來。冷凝過程：在發(fā)生過程中排放出去的冷劑水蒸氣進(jìn)入冷凝器中，在淋灑作用下冷劑水蒸氣在冷凝器外部釋放凝結(jié)熱并凝結(jié)為水狀。釋放出的凝結(jié)熱被管簇內(nèi)的冷卻水吸收，熱量通過冷卻水散入制冷系統(tǒng)外部。節(jié)流過程：冷凝器中的冷劑水通過U型管節(jié)流進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)部。U型管在該過程中起到了水封和控制水流量與氣壓的作用，保證了節(jié)流過程的順利進(jìn)行。蒸發(fā)過程：由于蒸發(fā)器中壓力的不穩(wěn)定，使得從冷凝器進(jìn)入蒸發(fā)器的冷劑水部分出現(xiàn)閃發(fā)狀況，出現(xiàn)閃發(fā)狀況的冷劑水則會(huì)通過蒸發(fā)器管簇積聚到蒸發(fā)器的水盤里，在蒸發(fā)器水泵作用下水盤中的冷劑水噴在蒸發(fā)器的管簇外，同時(shí)吸收熱量變?yōu)樗魵庾詈筮M(jìn)入吸收器中。蒸發(fā)器中被冷卻后的冷媒水，在冷媒水泵的作用下到達(dá)經(jīng)降溫的水簾處進(jìn)行蒸發(fā)式制冷。吸收過程：發(fā)生器中的溴化鋰溶液經(jīng)加熱下水分成為冷劑蒸汽，溶液則變?yōu)闈馊芤骸Ｔ趬毫ψ饔孟?，溴化鋰濃溶液在流?jīng)吸收劑熱交換器時(shí)被來自發(fā)生器的低溫稀溶液經(jīng)吸熱降溫處理后再次進(jìn)入吸收器，與吸收器中的溶液混合成為一定濃度的溴化鋰溶液，同時(shí)吸收從蒸發(fā)器出來的冷劑蒸汽使溶液濃度降低。最終溶液由中濃度溶液變成稀溶液，經(jīng)溶液泵到達(dá)發(fā)生器內(nèi)部。

4.2 半導(dǎo)體制冷模塊

在半導(dǎo)體制冷模塊中，選用傳熱性能符合標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體制冷片，在運(yùn)行過程中避免水與半導(dǎo)體制冷片的直接接觸。半導(dǎo)體制冷片充當(dāng)著熱傳遞的工具。當(dāng)一塊N型半導(dǎo)體材料和一塊P型半導(dǎo)體材料結(jié)成熱電偶，當(dāng)電流通過時(shí)，兩端會(huì)進(jìn)行熱量的相互轉(zhuǎn)移，產(chǎn)生溫差形成冷熱端。當(dāng)兩端溫度達(dá)平衡點(diǎn)時(shí)，采用散熱等方式降低熱端的溫度實(shí)現(xiàn)低溫。微電子控制器在控制半導(dǎo)體制冷片制冷過程中，在冷端利用半導(dǎo)體制冷片對(duì)水進(jìn)行直接制冷降溫，在熱端則使用觸發(fā)吸收式制冷。之后采用水散熱的方式對(duì)半導(dǎo)體制冷片進(jìn)行降溫。當(dāng)完成對(duì)水的第一次降溫后，水將被儲(chǔ)藏起來，便于在下一步制冷時(shí)循環(huán)使用。

在節(jié)能環(huán)保空調(diào)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，將水作為制冷劑循環(huán)使用，既提高了工作效率又節(jié)約了電能和水資源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保。

5 節(jié)能環(huán)?？照{(diào)的優(yōu)勢和創(chuàng)新

節(jié)能環(huán)?？照{(diào)巧妙地利用了半導(dǎo)體制冷以及溴化鋰吸收式制冷的優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保。在半導(dǎo)體制冷模塊中，在對(duì)水進(jìn)行初級(jí)制冷時(shí)利用了半導(dǎo)體制冷片和溴化鋰溶液進(jìn)行吸制冷，利用效率高且無毒安全。最重要的是節(jié)省了大量的電能，并對(duì)制冷過程中的熱量進(jìn)行有效控制降低了全球變暖的速度保護(hù)了環(huán)境。節(jié)能環(huán)?？照{(diào)也變得更加輕巧利于操作，零部件的精確度高延長了空調(diào)的使用壽命。

6 結(jié)語

節(jié)能環(huán)保空調(diào)的設(shè)計(jì)與使用符合了我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，既有利于節(jié)約電能資源，減少能源消耗，降低成本，同時(shí)方便人們的生活保護(hù)了環(huán)境，節(jié)能環(huán)?？照{(diào)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)將成為今后發(fā)展的必然趨勢。

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[責(zé)任編輯：王楠]