空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計方法探討

曹東明

南京久鼎制冷空調(diào)設(shè)備有限公司

隨著人們生活水平的提高，空調(diào)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活中不可或缺的一個重要組成部分。目前市場上的空調(diào)主要承擔(dān)著制冷和制熱兩種功能，而制冷的使用量又遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過制熱，這也就使得制冷技術(shù)和制冷成本成為了各個空調(diào)生產(chǎn)廠家搶占市場的一個重點。而傳統(tǒng)的空調(diào)制冷劑氟氯昂又會嚴(yán)重的污染空氣，國家的相關(guān)法律法規(guī)對此已經(jīng)明令禁止了，這又給空調(diào)制冷系統(tǒng)的研發(fā)帶來了新的挑戰(zhàn)和難題。

1、系統(tǒng)運行原理

在整個的空調(diào)系統(tǒng)中，制冷系統(tǒng)包含了空調(diào)壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、空調(diào)膨脹閥與冷凝器的各個部分。具體在運行時，一旦達(dá)到了特定的壓力溫度，那么制冷劑就會出現(xiàn)沸騰狀況，上述的壓力溫度限度不應(yīng)當(dāng)超出物體本身的冷卻溫度，與此同時，蒸發(fā)器負(fù)責(zé)產(chǎn)生蒸汽，而壓縮機(jī)可以將其抽出而后運送給系統(tǒng)中的冷凝器，受到特定壓力的影響，氣體將會迅速冷凝然后轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，受到冷卻放熱帶來的影響，冷卻介質(zhì)就能吸收特定比例的熱量，相比于介質(zhì)本身的溫度而言，冷凝溫度應(yīng)當(dāng)表現(xiàn)為稍高的狀態(tài)。

因此可以得知，在循環(huán)運轉(zhuǎn)的全過程中，制冷系統(tǒng)都會涉及到壓縮機(jī)的核心部件。這是由于壓縮機(jī)應(yīng)當(dāng)能夠輸送蒸汽并且壓縮制冷劑，針對低壓的蒸汽進(jìn)行迅速的生成。同時，冷凝器構(gòu)成了整個系統(tǒng)中很關(guān)鍵的高壓部分，而節(jié)流閥對此應(yīng)當(dāng)能夠降壓節(jié)流，針對制冷劑在各個時間段的流量都能進(jìn)行精確的監(jiān)控。此外，蒸發(fā)器可以用來輸出特定比例的空調(diào)冷量，從而實現(xiàn)了物體散熱的相關(guān)處理。冷凝器對于熱量可以進(jìn)行輸出，上述的輸出過程可以借助特定的介質(zhì)來完成。

2、空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計方法

2.1 利用自動控制技術(shù)

利用自動控制技術(shù)在空調(diào)制冷系統(tǒng)中起到很大的作用，通過對空調(diào)末端進(jìn)行相應(yīng)的控制，就可以利用設(shè)備自動控制技術(shù)，通過自動控制系統(tǒng)對空調(diào)末端的風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)盤以及回風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，對于設(shè)備的多能源運行狀態(tài)進(jìn)行實時的控制，如果有任何問題出現(xiàn)都會出現(xiàn)電力方面的消耗，這也是利用數(shù)字控制的方式來獲取更多的數(shù)值，通過數(shù)字運算實現(xiàn)更好的數(shù)字化控制，從而達(dá)到節(jié)能的效果。制冷的部件是噴射器，這也是由于德國制造出來的，噴射器能夠被廣泛的應(yīng)用于氣體輸送，噴射器的最主要特點就是結(jié)構(gòu)簡單、安裝維護(hù)方便，空調(diào)制冷系統(tǒng)中應(yīng)該進(jìn)行簡單的分析，這就導(dǎo)致了機(jī)組功率低，同時制冷部件影響制冷裝置運行可靠性，從而成為空調(diào)耗能的主要原因之一。

2.2 新型壓縮機(jī)的運用

(1)渦輪式壓縮機(jī)。一種新型節(jié)能壓縮機(jī)就是渦輪式壓縮機(jī)，在小型空調(diào)制冷體系化中適用。又能分為數(shù)碼漩渦壓縮機(jī)、直流變頻渦輪壓縮機(jī)等的渦輪式壓縮機(jī)。這種類型的壓縮機(jī)裝置可以使空調(diào)制冷系統(tǒng)化裝置的噪聲降低，使空調(diào)的應(yīng)用壽命延長，并可以對空調(diào)制冷體系化中的轉(zhuǎn)速作出科學(xué)的調(diào)整，提降低能耗，推動空調(diào)制冷系統(tǒng)化的節(jié)能環(huán)保。

(2)螺桿式壓縮機(jī)。隨著技術(shù)的發(fā)展，螺桿式壓縮機(jī)己經(jīng)由兩螺逐步向三螺桿轉(zhuǎn)變，變成節(jié)能的一個關(guān)鍵發(fā)展方向。三螺桿壓縮機(jī)能夠有加強壓縮機(jī)的平衡性，而且產(chǎn)生兩個單獨的工作容積，這樣來對排氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)，氣壓量的改變及時有效地應(yīng)對，有效節(jié)約能源消耗。

2.3 采用環(huán)保型制冷劑

合理選擇有效的制冷劑，這對節(jié)能并沒有直接明顯的效果，但它的主要落腳點在于環(huán)保，節(jié)能的目的之一也是減少能源排放量，保護(hù)環(huán)境。目前國內(nèi)國外已經(jīng)將環(huán)保制冷劑的使用上升到非常高的地位，世界各國就制冷劑的使用達(dá)成了廣泛的共識。歐盟早在2006年就通過了氟氣體法，對含有氟的制冷劑的使用有著嚴(yán)格的規(guī)定，對于HFCs這類氣體只能在缺乏其他可行條件的環(huán)境下進(jìn)行。在2007年《蒙特利爾議定書》的締約方會議上，締約方一致同意對當(dāng)時占主導(dǎo)地位的制冷劑HCFCs(氫氯氟烴)進(jìn)行限制，逐步淘汰該制冷劑的使用。并且對各個國家制定了具體的淘汰表，發(fā)展中國家需要在2010年起逐步降低HCFCs(的數(shù)量，并且在2020年削減35%，到2030年則基本上消除使用。發(fā)達(dá)國家到2020年就要基本停止使用氫氯氟烴。目前已經(jīng)有部分替代制冷劑問問世，例如碳?xì)浠衔镆?、人工合成制冷劑。從目前實際使用情況來看，最主要的有R600a、R717、R744、HFCs人工合成劑以及目前正在逐步興起的CO2等。

2.4 空調(diào)制冷系統(tǒng)的維護(hù)

專業(yè)的工作人員是確保空調(diào)在正常運行的主要條件，近些年來，國外一些國家都采用進(jìn)口化的中央空調(diào)來進(jìn)行工作，而很多工作人員都忽視了該方面技術(shù)的學(xué)習(xí)，在這種情況下更需要加強空調(diào)系統(tǒng)的維護(hù)，同時不斷更新自身的知識結(jié)構(gòu)，跟隨社會的快速發(fā)展，從另一個角度來看，對空調(diào)進(jìn)行控制的時候應(yīng)該充分結(jié)合地點以及溫度的特征，在滿足空調(diào)需求的同時，盡量減少開機(jī)的次數(shù)減少相應(yīng)的使用時間，如果在夏季的時候就更要加強對空調(diào)的維護(hù)，避免由于溫度升高而導(dǎo)致熱負(fù)荷過大，因此要在不影響到冷凝器的前提之下，在進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)工作，對設(shè)備周圍的雜物要進(jìn)行及時的處理，避免由于主機(jī)熱量增加引起的電量損耗，還要設(shè)備管道的保溫，在空調(diào)制冷系統(tǒng)的維護(hù)工作中，要確保設(shè)備高效節(jié)能的運行，這對空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能有十分重要的意義。

3、結(jié)束語

相比于傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)，建立于節(jié)能設(shè)計前提下的空調(diào)制冷系統(tǒng)表現(xiàn)為更顯著的節(jié)能性特征，因而有助于減少空調(diào)制冷流程消耗的能源。一般情況下，針對空調(diào)制冷如果選擇了傳統(tǒng)類型的制冷劑，那么將會很難消除潛在的環(huán)境威脅以及能源消耗。在自動控制與變頻技術(shù)的支持下，新型空調(diào)制冷系統(tǒng)擁有了相對更明顯的節(jié)能效益，這種現(xiàn)狀也在客觀上改進(jìn)了節(jié)能設(shè)計運用于空調(diào)制冷系統(tǒng)的綜合效益。

[1]蘇云玲，蘇云勇.空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計方法探討[J].科技風(fēng)，2017，(16)：122.