淺談節(jié)能空調制冷系統(tǒng)及影響制冷效果的因素

摘要：隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，空調系統(tǒng)的應用越來越廣泛。能源是當今世界性的迫切問題，解決能源的方針是開發(fā)和節(jié)約能源，對于我們來說，主要任務是節(jié)約能源，因此提高空調的制冷效果，具有重要的意義。制冷空調行業(yè)發(fā)展的趨勢是節(jié)能、環(huán)保和安全。本文主要對蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)運行與管理中的節(jié)能、環(huán)保和安全問題進行探討。

關鍵詞：機房 空調 制冷

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活質量的提高，環(huán)境污染問題、能源緊張問題和食品安全問題越來越引起世界各國人民的關注。

1 節(jié)能空調制冷系統(tǒng)簡述

空調制冷系統(tǒng)由壓縮機，冷凝器，膨脹閥和蒸發(fā)器組成，其工作過程如下：制冷劑在壓力溫度下沸騰，低于被冷卻物體或流體的溫度。壓縮機不斷地抽吸蒸發(fā)器中產生的蒸氣，并將它壓縮到冷凝壓力，然后送往冷凝器，在壓力下等壓冷卻和冷凝成液體，制冷劑冷卻和冷凝時放出的熱量傳給冷卻介質（機房空調采用的空氣），與冷凝壓力相對應的冷凝溫度一定要高于冷卻介質的溫度，冷凝后的液體通過膨脹閥或其他節(jié)流元件進入蒸發(fā)器。

在整個循環(huán)過程中，壓縮機起著壓縮和輸送制冷劑蒸氣并造成蒸發(fā)器中的低壓力，冷凝器中的高壓力的作用，是整個系統(tǒng)的心臟；節(jié)流閥對制冷劑起節(jié)流降壓作用并調節(jié)進入蒸發(fā)器的制冷劑流量；蒸發(fā)器是輸出冷量的設備，制冷劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻物體的熱量，從而達到制取冷量的目的；冷凝器是輸出熱量的設備，從蒸發(fā)器中吸取的熱量連壓縮機消耗的功轉化的熱量在冷凝器中被冷卻介質帶走。

空調的節(jié)能在我們電信生產中，空調的節(jié)能管理工作較為薄弱，能源浪費現(xiàn)象較為嚴重，所以加強空調的維護管理和技術改造，可以達到節(jié)能的目的。

2 影響空調制冷效果的因素

由于空調四大件中，壓縮機效率已經(jīng)由投資成本決定，因此影響空調制冷效果的具體因素如下：

2.1 制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度

制冷蒸發(fā)器內制冷劑的蒸發(fā)溫度，應比冷庫溫度低10℃，這樣冷庫貨物或冷庫外傳入的熱量才會傳給比冷庫溫度低10℃的制冷劑。制冷劑吸熱后蒸發(fā)成氣體，由壓縮機吸走，使蒸發(fā)器中的壓力不會因受熱蒸發(fā)的氣體過多而壓力升高，從而使蒸發(fā)溫度也升高，以致不能制冷。而這10℃的溫差是我國的制冷規(guī)范規(guī)定的，是結合冷庫內制冷蒸發(fā)器配多配少的投資成本，及制冷工作時的能耗費用而綜合決定定的。比如日本，他的冷庫制冷配管就比我們多，溫差就只有7℃，工作能耗就少。而實際上我們因種種不良因素的影響，不能保證這10℃的溫差，有時要達到15℃以上，這樣我們的能耗就增加了。通過計算，在冷凝溫度不變的條件下，蒸發(fā)溫度降低，壓縮機制冷效率降低，排汽溫度升高。制冷蒸發(fā)器中制冷劑，蒸發(fā)溫度降低1℃，要生產同樣的冷量，耗電量約增加4.5％左右。影響蒸發(fā)溫度的因素有以下幾點：

①蒸發(fā)器中所積油；鋼管的導熱率是48卡/米℃時，冷凍油的導熱率是0.12卡/米℃時，相差400倍，如果管內有0.1mm的油膜，相當鋼管壁厚增加4cm。工藝管道在設計時考慮到排油問題，管道內積油可能少些，但與壓縮機等高的庫房，回汽管向上翻（上進下出的供液方式），或供液管向下走（下進上出的供液方式），不管是氨系統(tǒng)、還是氟利昂系統(tǒng)，墻排管的最下一根管可能會積滿冷凍油，因為氟利昂與冷凍油互溶是指液相互溶，制冷劑蒸發(fā)成汽相的同時，冷凍油不會變成汽相。這下面一根管子的油，除了使該管子失去制冷能力外，還將阻礙供液，制冷劑必需克服油的粘稠阻力，并同時將油帶到其他管子中，這將嚴重影響傳熱效果，增大了蒸發(fā)溫度與冷庫的溫差，耗電量也就肯定增加。解決辦法是：小型氟利昂冷庫盡量采用頂排管制冷（上進下出），不用墻排管，或用高墻管（上進下出），最后一根回汽管應高于冷凍機吸氣管0.5m以上，并不再向上走，直接出墻（供液管也從該洞進入），消除管道內積油的可能；氨系統(tǒng)的大中型冷庫除采用上進下出的供液方式外，盡量采用氨泵強制供液，高流速的液氨可沖刷管道內的積油。②制冷排管上的冰霜：霜的導熱率是0.5卡/米℃時，與鋼管的導熱率大96倍，如果鋼管上結了4公分厚的霜，相當鋼管厚度增加3.8m！實際上管理不善大型冷庫，排管上的霜已結成一塊板了（管中心距125mm～150mm），這樣蒸發(fā)溫度勢必下降3℃～5℃，耗電量將增加18％左右。

2.2 制冷系統(tǒng)的冷凝壓力：在蒸發(fā)溫度不變的條件下，冷凝壓力升高，壓縮機制冷效率降低，排汽溫度升高。制冷系統(tǒng)中冷凝溫度升高5℃，壓縮機的制冷量將減少7％，耗電量將增加15％。影響冷凝壓力的幾個問題：①冷凝器水一側的水垢問題：水垢的導熱率是2卡／米℃時，它的熱阻是鋼材的24倍，如果冷凝器管道中有水垢5mm厚，相當于鋼管增加12cm厚度，所以一些肉類廠為了節(jié)電，夏季每星期清洗一次冷凝器，有的廠甚至每星期清洗2次，很好地實行了節(jié)電要求。這是指方便清洗的立式冷凝器。②高壓系統(tǒng)存有空氣的問題：空氣在制冷系統(tǒng)中是有害的，它能使冷凝器的工作壓力升高。如當時的冷凝溫度是＋35℃，對應的冷凝壓力是12.5Kg/cm2表壓，可實際壓力表上的壓力是14Kg/cm2表壓，這多出來的就是1.5Kg/cm2表壓的空氣占領在冷凝器中。由于排氣壓力增高，排氣溫度也增高，產冷量減少，耗電量增加，冷凝壓力升高1Kg/cm2，耗電量增加6～8％，所以必需經(jīng)常清除高壓系統(tǒng)的空氣，氨系統(tǒng)中的放空氣器或叫空氣分離器就是專門用來放空氣的。氟利昂系統(tǒng)如果投產時抽真空不夠、加液時不小心，也會混進空氣，可在停車冷卻后，在排氣口稍送開絲堵放氣，放氣依據(jù)是根據(jù)停車后大氣溫度或冷卻水溫度反算冷凝壓力，放氣到接近冷凝壓力即可。③冷卻塔的工作位置問題：我發(fā)現(xiàn)冷卻塔的安裝位置一般在向陽面，這是不對的，因為夏天太陽將屋頂曬到近50℃，加熱了周圍空氣，冷卻塔吸風，吸的是被太陽曬熱屋頂加熱后的空氣，冷卻塔工作在該溫度條件下，效果是不良的，影響了冷凝壓力。冷卻塔應該安裝在被陰處，如果已經(jīng)安裝在向陽面了，可將屋頂用石灰水刷白，因為屋頂刷白后空氣溫度相應降低，冷凝壓力可以降低1Kg/cm2左右，這樣約可以節(jié)約7％的電。同理，家用空調的室外機，大都安裝在向陽面，空氣式冷凝器對溫度影響更大，恐怕就不止多耗7％的電了。

2.3 冷凝器配置不當

有些廠家為了節(jié)約成本，追求利潤最大化，故意配置偏小的冷凝器，使空調制冷效果降低，這種情況盡量在空調設計時進行避免，但有時也會發(fā)生，夏天造成空調頻繁高壓告警，頻繁沖洗空調外機也無濟于事，嚴重加重了維護人員的工作量，必須更換冷凝器。如杭州轉塘、新風機房，由于冷凝器配置偏小，夏季三天兩頭高壓故障，維護人員疲于奔命，浪費了大量的人力物力，現(xiàn)在杭州電信分公司對配置不合理的冷凝器已進行了更換，很好的解決了這個問題。

2.4 制冷劑沖注過多，冷凝壓力也會升高。由于多余的制冷劑會占據(jù)冷凝器的面積，造成冷凝面積減少，使冷凝效果變差。

通過以上分析，我們只要對以上問題加以注意和控制，就可以保證空調工作在最佳狀況，不僅降低了空調的故障率，而且單臺空調在夏季可以節(jié)約10～20%的能量，因此，加強空調維護，對空調的制冷效果、空調壽命、尤其是節(jié)約能源具有重要的意義。

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