淺談制冷空調的節能技術

王榮梅

摘 要：節能減排是實現社會可持續發展的重要措施，而作為能耗大戶的空調系統，其節能設計有著重要的現實意義。文章主要針對空調制冷系統的節能降低措施進行研究。

關鍵詞：空調；制冷系統；節能設計

1 影響空調制冷能耗的主要因素

由于投資初期已經決定了壓縮機的效率，因此對空調制冷系統產生直接影響的因素主要包括以下幾個方面：首先溫差。一般情況下蒸發器內制冷劑蒸發的溫度必須低于空氣溫度，才能將機房中的熱能轉給制冷劑，壓縮機再將揮發成氣體狀態的制冷劑吸走，促使蒸發器的壓力保持平衡狀態，整個過程中由于溫度會升高，所以空調的制冷效果也受到直接影響。在制冷空調系統中，制冷工作時的能耗、空調的投資成本來決定實際溫差的大小。其次，膨脹閥開啟度。要對膨脹閥的過熱度進行定期檢測，參照相關說明書對其開啟度進行調整，使其過熱度保持在5℃～8℃的范圍內。最后，一般情況下風冷式冷凝器比較常用，其結構包括多組盤管，且為增加空氣面的熱傳面積，盤管外還添加肋片，并且風機轉動加速空氣流動，以保證空氣面的傳熱效果。由于肋片間距相對較小，且空調運行時間長，冷凝器翅片上容易附著雜物，導致冷凝器熱阻增加，從而影響其冷凝效果，增加電能消耗。

2 制冷系統的節能設計

2.1 合理選擇設備

首先要盡量降低壓縮機的消耗功率，保證壓縮機的工作效果。如果是變頻空調系統，還要注意合理選擇壓縮機的運轉頻率，保證其處于額定狀態下運行；其次，要保證熱交換器的性能。從某種程度上講，制冷劑的冷凝壓與蒸發壓是由熱交換器的性能來決定的，即冷凝壓越低、蒸發壓越高，則壓縮機就會獲得比較小的功耗，反之則功耗會增加。因此要保證熱交換器的高性能才能進一步降低冷凝壓、提高蒸發壓。

2.2 合理選擇設計參數

一方面要掌握合適的風機風量。因為風機的風量與壓縮機的輸入功率成反比關系，即風機風量越大，壓縮機輸入功率就越小，相應的會增加風機的輸入功率。因此要保證風機風量選擇的合理性。設計過程中，如果系統規模已經確定，則根據噪聲的最大上限值所確定的風量即為風機風量；對于變頻空調而言，由于在整個系統的輸入功率中，風機的輸入功率所占比重較大，尤其是室外空調，因此在選擇實際風機風量時要小于額定模式中的風量。另一方面，要減少壓力損失。熱交換器的性能、風機的風量決定了冷凝壓力和蒸發壓力，而這兩個參數又對壓縮功耗產生直接影響，由于從壓縮機排氣口到冷凝器入口、再從蒸發器出口到壓縮機吸氣口會產生壓力損失，從而對壓縮功耗產生影響，因此要盡可能降低壓力損失。

2.3 合理選擇適用的節能措施

首先利用設備自動控制技術實現空調末端設備的控制。一般情況下通風系統均有自控功能，其可以實現對空調末端一系列設備運行狀態的實時監測與控制，比如新風機、回風機、變風量風機及風機盤管等，從而降低整個空調系統的功耗。自動控制技術是利用直接數字控制器，對檢測到的設備運行數據進行分析，實現對設備的數字化控制。其次，對于中央空調系統而言，可以利用變頻技術對其水泵及風機進行控制。變頻器可以準確采集到空調中的相關運行數據，比如水壓差或溫差等，然后對水泵及風機進行直接數字調節，降低空調的電能消，實現節能目標。最后，還可以采用動態變流量控制技術。制冷空調運行過程中負荷發生變化在所難免，利用動態變流量控制技術可以對系統采集數據進行模糊運算，對冷水機組及冷動風機的運行狀態參數進行實時調節、控制，促使冷水機組的工作狀態發生改變，包括冷凍水、冷卻水的流量、冷卻風機的風量等各項參數，保證冷水機組處于最佳的運行狀態。當冷水機組處于運行狀態時，系統還可以對采集到的數據進行模糊運算，分析出合理的控制參數，再將這些參數分別傳送至冷水機組、冷凍水控制子系統、冷卻水控制子系統及冷卻風控制子系統等，以保證整個系統均處于平衡的運行狀態，最終實現節能降耗的目標。

3 制冷空調系統中新型節能技術的應用

隨著科學技術的不斷進步，越來越多的新型節能技術被廣泛應用于制冷空調系統中，下面主要介紹兩種：一是熱聲制冷技術，該技術是本世紀初出現的一種新型制冷技術，相比傳統的蒸汽壓縮式制冷系統，熱聲機的優勢十分突出：比如該技術采用的是惰性氣體或相關混合物作為工質，無需使用制冷劑，最大程度上降低制冷劑對臭氧層的破壞，加重溫室效應；并且熱聲制冷技術結構簡單、可靠性強，無需使用貴重材料，大大降低了投資成本；此外，其設備結構中不存在振蕩的活塞、油密封、潤滑等運動部件，大幅增加了其使用壽命。與傳統制冷系統相比，可以說熱聲制冷技術近乎完美，因此可以斷言，其將成為新一代制冷技術的發展方向。

另外一種即是人工智能技術?？梢哉f人工智能技術的出現與發展是當代科學技術進步的里程碑?，F在人工智能的應用領域還局限于智能控制、故障檢測及診斷、負荷預測等，盡管其可以克服傳統仿真技術的諸多不足之處，但是短期內其部分功能仍然無法達到仿真技術能夠實現的效果。因此，在制冷空調應用領域，可以將人工智能與傳統仿真技術互相結合應用，實現智能化仿真，二者取長補短、相輔相成，因此仿真技術與人工智能技術可以在理人論上為制冷空調的準確控制提供可靠依據。制冷系統實現計算機自動控制，可以最大程度上保證控制器的冷量輸出，更加安全、可靠，并且可以保證空調系統處于最佳的經濟狀態運行。由此可見，空調系統的控制中，加入一系列的自適應控制與智能控制方法，與常規控制系統相比，智能控制系統會獲得更高的能效比。

參考文獻

[1]李軍，朱冬生，趙朝暉.太陽能吸附式空調的研究與展望[J].流體機械，2011，32（7）：61-64.

[2]張萬路.關于中央空調系統余熱節能技改后測試評價指標的探討[J].計量技術，2013，5（4）：15-17.

[3]何先成.變頻技術在制冷空調系統中的應用及節能分析[J].機電工程技術，2013，7（4）：64-66.

[4]石毅登，田懷璋，陳林輝，等.采用變頻技術的制冷裝置的優勢分析[J].制冷與空調，2009，4（5）：59-62

[5]周建戎，潘毅群.太陽能空調系統綜述[J].制冷，2012.21（4）：60-63.