淺析空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能措施

盧振輝

摘 要：隨著我國(guó)空調(diào)行業(yè)不斷發(fā)展，空調(diào)系統(tǒng)在機(jī)關(guān)、企業(yè)、家庭和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)，已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。空調(diào)節(jié)能，不僅關(guān)系到我們每一個(gè)公民日常生活，而且關(guān)系到環(huán)境保護(hù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展。本文主要概述了空調(diào)制冷系統(tǒng)制冷及功耗的影響因素，還探討了制冷系統(tǒng)管理運(yùn)行中的節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：空調(diào)制冷 影響因素 節(jié)能措施

1.引言

當(dāng)今，國(guó)家經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，空調(diào)給越來(lái)越多的家庭帶來(lái)了舒適生活環(huán)境的同時(shí)，也越來(lái)越多地消耗了能源和資源。節(jié)能、安全、環(huán)保，是永恒的發(fā)展趨勢(shì)。

2.空調(diào)制冷系統(tǒng)概述

空調(diào)制冷系統(tǒng)，主要由冷凝器，壓縮機(jī)、節(jié)流和蒸發(fā)器四部分組成，具體工作過(guò)程是：低溫低壓制冷劑蒸汽被壓縮機(jī)吸入，壓縮成高溫高壓蒸汽后，送往冷凝器；在冷凝器中，制冷劑蒸汽放出熱量，由高溫高壓蒸汽冷凝成高溫高壓液體；冷凝的高溫高壓制冷劑液體通過(guò)節(jié)流元件后，變成低溫制冷劑液體，在蒸發(fā)器中吸收熱量，變成低溫低壓制冷劑蒸汽。

在空調(diào)系統(tǒng)制冷循環(huán)過(guò)程中，壓縮機(jī)是輸送和壓縮制冷劑的心臟；節(jié)流器件的作用是節(jié)流降壓；制冷劑是媒介，主是傳輸熱量；而蒸發(fā)器和冷凝器主要承擔(dān)熱量交換的作用。

空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能措施，在設(shè)計(jì)上，需從兩個(gè)方面入手，一是降低單位制冷量功耗，一是提高單位功耗制冷量；在使用中，要加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)和監(jiān)控，降低不必要的能耗，使空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)、高效的工作狀態(tài)。

3.空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能措施

3.1空調(diào)制冷系統(tǒng)及參數(shù)對(duì)節(jié)能的影響

3.1.1冷凝壓力

冷凝器內(nèi)制冷劑蒸汽，在一定壓力下會(huì)凝結(jié)成液體，這個(gè)壓力就是冷凝壓力，一般用該壓力對(duì)應(yīng)的冷凝溫度來(lái)表示。

冷凝壓力的高低，主要取決于冷卻介質(zhì)的溫度及流量，冷凝面積及冷凝器的形式等。降低冷凝壓力，可以減少壓縮機(jī)的功率消耗，從而提高制冷系數(shù)，提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

冷凝壓力過(guò)高，不僅會(huì)使空調(diào)系統(tǒng)制冷量下降，功率消耗增加，而且會(huì)使壓縮機(jī)的排氣溫度升高，造成潤(rùn)滑油溫度升高，粘度降低，影響潤(rùn)滑效果，甚至結(jié)碳，導(dǎo)致氣閥密封性能下降，減少到壓縮機(jī)運(yùn)行的使用壽命。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，其壓力每升高1kg/cm2，就要多耗電6%到8%。

確定空調(diào)系統(tǒng)的冷凝壓力時(shí)，應(yīng)綜合考慮到與冷卻介質(zhì)的傳熱溫差、制冷劑冷凝壓力、冷凝器工作壓力、冬季采暖要求等，過(guò)低的冷凝壓力將會(huì)影響到制冷劑的循環(huán)量，反而使制冷量下降。

3.1.2蒸發(fā)溫度

蒸發(fā)溫度是蒸發(fā)器內(nèi)的制冷劑在一定壓力下沸騰汽化時(shí)的溫度。

蒸發(fā)溫度的高低，主要取決于介質(zhì)的溫度及流量、蒸發(fā)器的迎風(fēng)面積面積、蒸發(fā)器大小等條件。

理論和實(shí)踐證明，在空調(diào)系統(tǒng)其他條件不變的情況下，蒸發(fā)溫度提高后，冷凝和蒸發(fā)壓力差減小，壓縮機(jī)排氣溫度降低、耗功減少，可以提高制冷系數(shù)；而且提高蒸發(fā)溫度后，還可以增加單位時(shí)間制冷劑循環(huán)量，從而增加制冷量。

3.1.3飽和制冷劑蒸汽過(guò)熱度

飽和蒸汽過(guò)熱度，是指制冷劑蒸氣高于同一壓力下的制冷劑飽和蒸氣的溫度的差值。

制冷劑在蒸發(fā)器吸熱蒸發(fā)時(shí)，如果過(guò)熱度的偏小，制冷劑蒸發(fā)不完全，夾雜的制冷劑液滴，會(huì)造成壓縮機(jī)液擊，從而影響壓縮機(jī)使用壽命；過(guò)熱度過(guò)大，由于壓縮機(jī)排氣量限制，會(huì)影響制冷劑的循環(huán)量，造成制冷量下降。

制冷劑過(guò)熱度一般控制在5～8℃之間為宜，如果超出或者低于這個(gè)溫度范圍就需要進(jìn)行調(diào)整。

3.1.4制冷劑過(guò)冷度

制冷劑液體溫度低于同一壓力下的飽和液體的溫度叫做過(guò)冷，其差值叫做過(guò)冷度”。在蒸汽壓縮制冷循環(huán)中，采用過(guò)冷度制冷循環(huán)，不僅可以改善膨脹閥的運(yùn)行環(huán)境，而且還能增加單位制冷量和性能系數(shù)。過(guò)冷循環(huán)在壓焓圖上的表示如下圖1所示，1-2-3-4為常規(guī)循環(huán)，1-2-3-4為過(guò)冷循環(huán)。

△q=（h1–h4）-（h1-h4）=h4-h4

△q：由于過(guò)冷引起的單位制冷劑制冷量的增加量

COP過(guò)冷 =（h1–h4）/（h1-h4）> COP常規(guī) =（（h1-h4））/（h2-h1）

理論計(jì)算表明，過(guò)冷度每增加1℃，所引起的單位制冷量的平均增加率約1%（過(guò)冷度范圍1℃～50℃），但隨著過(guò)冷度加大，單位制冷量增加量稍有減少。

3.2空調(diào)系統(tǒng)日常使用、保養(yǎng)的節(jié)能方法

3.2.1定期清理冷凝器

空調(diào)冷凝器多采用的是風(fēng)冷式的冷凝器，采用翅片增加傳熱面積，強(qiáng)制空氣加速流動(dòng)，達(dá)到傳熱的效果。如果空調(diào)長(zhǎng)期使用并且不定期清理，冷凝器翅片表面就會(huì)粘黏一些飛絮、塵土、小飛蟲(chóng)等，增大風(fēng)阻和傳熱熱阻，造成冷凝器的冷凝效果下降，冷凝壓力升高。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，其壓力每升高1kg/cm2，就要多耗電6%到8%。

清理時(shí)機(jī)：夏季制冷開(kāi)始及結(jié)束；冬季采暖開(kāi)始及結(jié)束。

3.2.2監(jiān)測(cè)空調(diào)系統(tǒng)的冷凝溫度

一些廠家在生產(chǎn)空調(diào)時(shí)，為了節(jié)約成本，配置的冷凝器，僅僅可以滿足標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室工況對(duì)制冷量、消耗功率的測(cè)試要求。當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)35℃或冷凝器散熱不良時(shí)，空調(diào)系統(tǒng)的冷凝溫度就會(huì)升高，造成制冷量減少，壓縮機(jī)功耗增加，大大降低空調(diào)的制冷的效率。

因此，要監(jiān)控夏天空調(diào)系統(tǒng)的冷凝溫度，如果發(fā)現(xiàn)在夏天制冷空調(diào)冷凝溫度異常，總是頻繁的報(bào)警且多次沖洗外機(jī)無(wú)果后，就需要更換冷凝器來(lái)解決。

3.2.3制冷劑充裝

維修空調(diào)時(shí)，制冷劑充裝不宜過(guò)多。過(guò)量的制冷劑會(huì)占用冷凝器內(nèi)部空間，使冷凝的效果變差，導(dǎo)致冷凝器內(nèi)的壓力變大，空調(diào)冷凝溫度升高，造成制冷量下降，壓縮機(jī)功耗增加，所以不是制冷劑加的越多越好。

3.3.4系統(tǒng)真空度

空調(diào)制冷系統(tǒng)內(nèi)部是需要真空的，如果在加入制冷劑時(shí)真空度不夠，或者混入空氣，空調(diào)系統(tǒng)啟動(dòng)后，會(huì)造成壓縮機(jī)的排氣壓力升高，功耗增加，冷凝溫度和壓力也升高，制冷系統(tǒng)的制冷量減少。

維持良好的真空度，可以是空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)高效的運(yùn)行。

3.3日常空調(diào)環(huán)境溫度設(shè)定

房間的舒適度與空氣的溫度、風(fēng)速、濕度和潔凈度有關(guān)。研究表明，房間環(huán)境溫度多降低1度，在空調(diào)制冷量不變的條件情況下，耗電增加約4%。適當(dāng)提高房間空調(diào)設(shè)定溫度，節(jié)能效果顯著。

4.總結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)單的闡述了空調(diào)設(shè)計(jì)參數(shù)和日常使用保養(yǎng)的節(jié)能方法和措施。經(jīng)濟(jì)高效運(yùn)行的空調(diào)系統(tǒng)，不僅能夠使空調(diào)性能系數(shù)提高10%到20%左右，而且還能降低故障率，延長(zhǎng)空調(diào)系統(tǒng)使用壽命。總之，加強(qiáng)空調(diào)的維護(hù)，加快空調(diào)節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)，仍具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

【1】王釗輝 探究變頻空調(diào)性能 科技學(xué)報(bào) 2010年12期

【2】馬娟麗 空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化節(jié)能 西安科學(xué)大學(xué) 2011年1期

【3】肖步超 空調(diào)系統(tǒng)控制方法 南京理工大學(xué) 2012年56期

【4】馮蓓芬 中央空調(diào)建模優(yōu)化 太原理工大學(xué) 2013年5期