對空調制冷系統節能設計的研究

　　隨著國民經濟的發展，電氣設備在我們日常生活中的應用也越來越廣泛，它為我們的生活帶來了大量的便利。但同時，電氣設備的使用對能源的需求較為巨大，2010年，我國社會能源的消耗大約為32.5億噸標準煤，是世界上第二大能源消耗國。制冷行業已經成為我國家電中重要的一個行業，據統計2011年，僅家用空調的數量就超過了1億臺，除此之外，還有大量的辦公用中央空調以及工業制冷設備。據統計，我國建筑物能耗已經占我國整體能耗的40%，其中建筑物空調設備占建筑物能耗的30%左右。
　　1 空調制冷系統節能的影響因素
　　前文分析了空調制節能的重要性，空調對能源的消耗主要是在制冷過程中，因此，如何改善空調的制冷系統是我們空調節能的首要工作。首先我們需要了解對空調節能系統產生影響的相關因素。
　　1.1 制冷工質
　　制冷工質主要涉及到制冷系統對環境的影響，早期的制冷工質主要是使用CFCs，目前主要采用的工質有HCFCs和HFCs，從環保的角度來看，這類工質的效果并不佳，目前也有大量的制冷系統采用二氧化碳、水等作為制冷的工質。氯氟氫等制冷劑對大氣層尤其是臭氧層有著非常大的破壞作用，我們需要對其予以高度的重視，通過開發新的制冷工質來進行替代。
　　1.2 壓縮機
　　壓縮機是空調制冷系統中最為重要的一個部分，被稱為制冷系統的心臟，是我們進行節能技術升級的關鍵。壓縮機一般情況下可以分為復式活塞壓縮機和回轉式壓縮機兩種，它通過改變氣體的容積來完成氣體的壓縮和輸送。在這個過程中，需要消耗大量的動力來完成，因此其為提高節能措施的重要手段。
　　1.3 冷凝壓力以及制冷系統蒸發溫度
　　這主要是制冷系統的問題，一般空調都是采用風冷式冷凝器來進行調解溫度。一般情況下，空氣通過冷凝器來起到制冷的效果，但如果冷凝器翅片上有塵埃黏貼堵塞就需要以更大的壓強來迫使空氣進入，隨著壓力的增加，所需消耗的電力也將增多。一般情況下，每升高1kg/cm2相應的能源消耗量將增加7%左右。在制冷系統中蒸發溫度也是對能耗影響比較大的一個因素。一般情況下，我們需要保持13℃左右的溫差即可，但受制于系統的有效性因素，我們往往要保持20℃左右的溫差，即系統中的蒸發溫度值將降低，據統計，該蒸發值沒降低1℃，同等情況下的能耗將要上升4%。
　　2 空調制冷系統節能的措施
　　前文分析了空調制冷系統中對節能效果影響比較大的幾個方面，針對以上幾個方面，我們可以總結出響應的空調制冷系統節能的措施。
　　2.1 采用環保型制冷劑
　　合理選擇有效的制冷劑，這對節能并沒有直接明顯的效果，但它的主要落腳點在于環保，節能的目的之一也是減少能源排放量，保護環境。目前國內國外已經將環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格的規定，對于HFCs這類氣體只能在缺乏其他可行條件的環境下進行。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時占主導地位的制冷劑HCFCs（氫氯氟烴）進行限制，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，發展中國家需要在2010年起逐步降低HCFCs（的數量，并且在2020年削減35%，到2030年則基本上消除使用。發達國家到2020年就要基本停止使用氫氯氟烴。目前已經有部分替代制冷劑問問世，例如碳氫化合物以、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。
　　2.2 新型壓縮機的應用
　　壓縮機是空調制冷系統的關鍵因素，只有提高壓縮機的技術含量，才能為制冷系統整體節能工作提供最終的保障。壓縮機屬于資本性投資，只有壓縮機的性能確定，才能夠對后續系統運行進行有效的調節。
　　目前市面上已經有大量的先進壓縮機的存在，接下來筆者就幾個比較具有典型的進行簡單的介紹。
　?。?）渦輪壓縮機。
　　渦輪壓縮機比較適宜的使用范圍主要是在小型的制冷器，對于大型的制冷器而言就顯得不那么具有實際效用。渦輪壓縮機也可作進一步細分，如數碼渦旋壓縮機，它通過利用頂部的氣腔吸排氣來調節電磁閥通斷的時間，以此來影響壓縮機的吸排氣量，最終調節壓縮機的容量。這樣可以確保壓縮機能夠有效地調節所需耗費的能源，達到環保的最終目的。例如直流變頻渦旋壓縮機，該壓縮機將其他壓縮機上由永久性的磁鐵所組成的定子，通過由稀土為原料制作的永久磁鋼轉換成為轉子。這種特殊的結構可以有效降低其他壓縮機的電磁干擾、降低噪聲以及產生火花等缺陷，使用的壽命也比較長，能夠對空調制冷的轉速做出迅速調整，并且不會產生渦輪損失。
　?。?）螺桿式壓縮機。
　　螺桿式壓縮機目前已經成為冷水機組上使用的主流壓縮機，目前我國螺桿式壓縮機的生產在世界上占據一定的優勢地位，該類型的壓縮機的運用在國內比較普遍。隨著技術的發展，螺桿式壓縮機已經由兩螺逐步向三螺桿轉變，成為節能的一個重要發展方向。三螺桿壓縮機可以有增強壓縮機的平衡性，并且形成兩個獨立的工作容積，以此來調節排氣量，及時有效地應對氣壓量的變化，有效節省能源消耗。
　　2.3 制冷系統的合理維護
　　前兩者所闡述的是資本性的投入，是我們節能工作的基礎，在此基礎上我們需要對制冷系統進行合理的設置，以達到節能的效果，從某種角度而言，這需要空調的使用者積極配合。首先是冷凝器的清潔工作，空氣通過冷凝器來進行交換，但冷凝器由于長時間工作容易沾上灰塵，堵塞空氣孔，需要更大的壓力才能進行空氣交換，造成能源的大量損失。因此，我們需要定期清潔，降低冷凝器所需的內部壓力。一般情況下一年進行兩次清潔是有必要的。其次是合理調控制冷系統的蒸發溫度，前文分析了蒸發溫度過高會帶來不利的影響，目前我們采用的降低蒸發溫度的措施有增加制冷劑、保障整個制冷系統的干凈清潔。
　　3 空調制冷系統節能的發展前景
　　隨著人們對節能環保的日益重視，空調制冷系統對于節能的重視程度也日益增加。目前行業節能發展的重點放在新型制冷劑替換以及壓縮機技術的更新。但從宏觀角度出發，我們需要建立一個有效的國家標準，強化資本投入的硬性要求，提高市場參與者的節能的動力和壓力。政府部門需要制定詳細的排放標準，對于達不到標準的企業要從市場中淘汰出去，促使整體市場向上發展。
　　參考文獻
　　[1]何厚建.空調系統的最優化運行[J].沈陽工業大