制冷與空調(diào)設(shè)備節(jié)能的研究進(jìn)展

彭虹

摘要：在資源短缺與環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)峻的情況下，研究制冷與空調(diào)設(shè)備節(jié)能的現(xiàn)實(shí)意義重大。本文從“節(jié)流”和“開(kāi)源”兩個(gè)角度分析制冷與空調(diào)節(jié)能設(shè)備的研究進(jìn)展，并對(duì)各個(gè)節(jié)能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和可行性進(jìn)行分析，提出關(guān)于節(jié)能技術(shù)未來(lái)研究方向的見(jiàn)解。

關(guān)鍵詞：制冷與空調(diào)設(shè)備；節(jié)能技術(shù)；研究進(jìn)展

引言

隨著工業(yè)化程度提高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)煤炭、石油等化石能源的需求也越來(lái)越高，煤炭、石油等化石能源已經(jīng)成生產(chǎn)和生活中不可或缺的組成部分。但是化石能源總量有限，而生產(chǎn)和生活對(duì)化石能源的需求量不斷提高，資源短缺形勢(shì)也將進(jìn)一步加劇。制冷與空調(diào)行業(yè)屬于高能耗領(lǐng)域，如暖通空調(diào)能耗占建筑能耗的85%以上，做好制冷與空調(diào)設(shè)備節(jié)能對(duì)緩解能源緊缺形勢(shì)有重要的作用。因此，加強(qiáng)制冷與空調(diào)設(shè)備節(jié)能研究的意義重大。

1.制冷與空調(diào)設(shè)備“節(jié)流”研究與進(jìn)展

1.1熱回收技術(shù)

各國(guó)的能源利用水平不同，有43%～70%的能源主要以廢熱的形式丟失，廢熱還會(huì)造成城市的“熱島效應(yīng)”。故歐美發(fā)達(dá)國(guó)家十分重視空調(diào)熱回收技術(shù)的研究和實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)熱能的二次利用，從而減少能源的直接消耗和排放，以達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的。熱回收技術(shù)包括冷凝熱回收和排風(fēng)冷熱回收兩個(gè)方面，冷凝熱回收技術(shù)用廢棄熱量加熱生活用水，減少熱量直接排放，減少熱損失及避免熱污染。排風(fēng)冷熱回收技術(shù)多用于加熱或冷卻新風(fēng)，減少能源損耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。熱回收技術(shù)已經(jīng)用于許多制冷和空調(diào)設(shè)備。如熱回收蓄能空調(diào)，該設(shè)備回收熱量的效率高達(dá)40%以上，用戶增加的投資在1.2年以后即可收回。表明熱回收技術(shù)具有很高的可行性。

1.2變頻技術(shù)

變頻技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式為電動(dòng)機(jī)與變頻器的結(jié)合，變頻技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的方式主要利用負(fù)荷控制電動(dòng)壓縮機(jī)以及其它設(shè)備的轉(zhuǎn)速。變頻技術(shù)的作用不僅在于降低能耗，它在軟啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)方面也有一定的作用，通過(guò)軟啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)精確控制溫度以及減少電網(wǎng)對(duì)制冷與空調(diào)設(shè)備的沖擊[2]。變頻技術(shù)還可以和VRV變頻多聯(lián)機(jī)技術(shù)和數(shù)碼漩渦技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步提高節(jié)能效果。其中VRV技術(shù)應(yīng)用較多，且多用于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家。我國(guó)部分地區(qū)和建筑也有VRV技術(shù)應(yīng)用。如上海昆陽(yáng)國(guó)際商務(wù)廣場(chǎng)、深圳設(shè)計(jì)院辦供樓，節(jié)能效果顯著。

1.3熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)

熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)通過(guò)提高低品位熱能的利用率、增加熱點(diǎn)聯(lián)產(chǎn)的熱負(fù)荷，增大汽輪機(jī)的負(fù)荷率，提高制冷與空調(diào)設(shè)備的節(jié)能效果。它以汽輪機(jī)作為發(fā)電機(jī)，以天然氣為動(dòng)力源，燃?xì)廨啺l(fā)電器排除的廢熱被吸入冷水機(jī)組內(nèi)，用于生產(chǎn)冷凍水，通過(guò)冷凍水達(dá)到制冷的效果。冷熱水機(jī)排除的熱量則用于吸收式除濕型空調(diào)，除濕空調(diào)排除的廢熱用于溶液再生，通過(guò)多次循環(huán)利用達(dá)到綜合利用的效果[3]。熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)也有許多實(shí)際應(yīng)用，我國(guó)上海及日本都有燃?xì)廨啓C(jī)熱電冷聯(lián)產(chǎn)系。

2.制冷與空調(diào)設(shè)備“開(kāi)源”研究進(jìn)展

2.1燃?xì)庵评淇照{(diào)節(jié)能設(shè)備

以燃?xì)庾鳛橹评湎到y(tǒng)可提高能源利用率，減少環(huán)境污染，降低電網(wǎng)“峰谷”差帶來(lái)的影響，調(diào)節(jié)燃?xì)馐褂昧考竟?jié)差異大。燃?xì)庵评淇照{(diào)節(jié)能設(shè)備的最早出現(xiàn)在日本，日本應(yīng)用燃?xì)庵评淇照{(diào)設(shè)備后，不僅降低了購(gòu)買(mǎi)發(fā)電設(shè)備及建設(shè)發(fā)電設(shè)施的成本，電力設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率也得到很大的提升。我國(guó)當(dāng)前尚未應(yīng)用燃?xì)庵评淇照{(diào)節(jié)能設(shè)備，但是政府及許多專家都看好燃?xì)庵评淇照{(diào)節(jié)能設(shè)備在我國(guó)的應(yīng)用前景。如上海市政府認(rèn)為發(fā)展燃?xì)饪仗岚赣兄谔岣吣茉蠢眯剩苿?dòng)循環(huán)節(jié)約城市建設(shè)，緩解用電矛盾，提高能要安全保障供應(yīng)。而且隨著我國(guó)“西氣東輸”工程的基本設(shè)施逐漸完善，將進(jìn)一步促進(jìn)燃?xì)庵评淇照{(diào)節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用。但是，基于成本的原因，我國(guó)應(yīng)用燃?xì)饪照{(diào)需要國(guó)家政策支持。

2.2熱泵技術(shù)

熱泵技術(shù)的節(jié)能、綠色的環(huán)保空調(diào)，可用于冬夏季制熱制冷，也可用于供應(yīng)生活熱水。熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性強(qiáng)，自控精度高。自熱泵技術(shù)出現(xiàn)以來(lái)，熱泵技術(shù)就處于快速發(fā)展和應(yīng)用狀態(tài)，尤其在國(guó)外，熱泵技術(shù)的應(yīng)用范圍更為廣泛。我國(guó)也有應(yīng)用熱泵技術(shù)的實(shí)例，且較為成功，如北京、寧波、廣州建設(shè)了三座土—?dú)庑偷卦礋岜檬痉豆こ獭Ｓ袑W(xué)者對(duì)三座熱泵示范工程進(jìn)行研究，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)[4]：熱泵技術(shù)的投資費(fèi)用略低于傳統(tǒng)中央空調(diào)的投資費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于中央空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。從技術(shù)層面分析，熱泵技術(shù)穩(wěn)定性、制冷和采暖效果、節(jié)能環(huán)保性可都高于傳統(tǒng)中央空調(diào)。

2.3太陽(yáng)能制冷與空調(diào)設(shè)備

實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能制冷主要通過(guò)廣電轉(zhuǎn)換和光熱轉(zhuǎn)換兩種方式，國(guó)際通用方式為光熱轉(zhuǎn)換，既利用熱能制冷。太陽(yáng)能能源在制冷與空調(diào)領(lǐng)域的應(yīng)用對(duì)緩解緊張的能源壓力中的意義重大，但是當(dāng)前空調(diào)領(lǐng)域所運(yùn)用的太陽(yáng)能光伏、光熱發(fā)電再驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)的性能較差，能源利用率低，投資成本高。太陽(yáng)能光熱直接驅(qū)動(dòng)的空調(diào)系統(tǒng)的空調(diào)性能低于機(jī)械式驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)，而能源利用率和成本投資都優(yōu)于機(jī)械式驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)，而且太陽(yáng)能資源豐富且環(huán)保，因此太陽(yáng)能光熱直接驅(qū)動(dòng)的空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用前景較好。太陽(yáng)能的能源密度及供應(yīng)特點(diǎn)對(duì)太陽(yáng)能制冷設(shè)備的研發(fā)有一定的難度，還需解決太陽(yáng)能的穩(wěn)定性和可靠性問(wèn)題才能提高應(yīng)用程度。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于制冷與空調(diào)設(shè)備的節(jié)能問(wèn)題，不僅需要從行業(yè)的角度完善行業(yè)法律法規(guī)，從源頭提高制冷與空調(diào)設(shè)備的節(jié)能性能。還需要從整個(gè)系統(tǒng)考慮設(shè)備的節(jié)能問(wèn)題，從整體上改進(jìn)節(jié)能技術(shù)，減少運(yùn)行費(fèi)用；更需要尋求新能源和再生能源替代傳統(tǒng)能源，開(kāi)發(fā)環(huán)保型制冷與空調(diào)設(shè)備節(jié)能技術(shù)，減少環(huán)境污染。

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