制冷與空調設備節能的研究進展

彭虹

摘要：在資源短缺與環境問題日益嚴峻的情況下，研究制冷與空調設備節能的現實意義重大。本文從“節流”和“開源”兩個角度分析制冷與空調節能設備的研究進展，并對各個節能技術的經濟性和可行性進行分析，提出關于節能技術未來研究方向的見解。

關鍵詞：制冷與空調設備；節能技術；研究進展

引言

隨著工業化程度提高，經濟發展對煤炭、石油等化石能源的需求也越來越高，煤炭、石油等化石能源已經成生產和生活中不可或缺的組成部分。但是化石能源總量有限，而生產和生活對化石能源的需求量不斷提高，資源短缺形勢也將進一步加劇。制冷與空調行業屬于高能耗領域，如暖通空調能耗占建筑能耗的85%以上，做好制冷與空調設備節能對緩解能源緊缺形勢有重要的作用。因此，加強制冷與空調設備節能研究的意義重大。

1.制冷與空調設備“節流”研究與進展

1.1熱回收技術

各國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，廢熱還會造成城市的“熱島效應”。故歐美發達國家十分重視空調熱回收技術的研究和實踐，實現熱能的二次利用，從而減少能源的直接消耗和排放，以達到節能和環保的目的。熱回收技術包括冷凝熱回收和排風冷熱回收兩個方面，冷凝熱回收技術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。排風冷熱回收技術多用于加熱或冷卻新風，減少能源損耗，實現節能。熱回收技術已經用于許多制冷和空調設備。如熱回收蓄能空調，該設備回收熱量的效率高達40%以上，用戶增加的投資在1.2年以后即可收回。表明熱回收技術具有很高的可行性。

1.2變頻技術

變頻技術的實現方式為電動機與變頻器的結合，變頻技術實現節能的方式主要利用負荷控制電動壓縮機以及其它設備的轉速。變頻技術的作用不僅在于降低能耗，它在軟啟動電動機和壓縮機方面也有一定的作用，通過軟啟動實現精確控制溫度以及減少電網對制冷與空調設備的沖擊[2]。變頻技術還可以和VRV變頻多聯機技術和數碼漩渦技術相結合，進一步提高節能效果。其中VRV技術應用較多，且多用于歐美等發達國家。我國部分地區和建筑也有VRV技術應用。如上海昆陽國際商務廣場、深圳設計院辦供樓，節能效果顯著。

1.3熱電冷聯產技術

熱電冷聯產技術通過提高低品位熱能的利用率、增加熱點聯產的熱負荷，增大汽輪機的負荷率，提高制冷與空調設備的節能效果。它以汽輪機作為發電機，以天然氣為動力源，燃氣輪發電器排除的廢熱被吸入冷水機組內，用于生產冷凍水，通過冷凍水達到制冷的效果。冷熱水機排除的熱量則用于吸收式除濕型空調，除濕空調排除的廢熱用于溶液再生，通過多次循環利用達到綜合利用的效果[3]。熱電冷聯產技術也有許多實際應用，我國上海及日本都有燃氣輪機熱電冷聯產系。

2.制冷與空調設備“開源”研究進展

2.1燃氣制冷空調節能設備

以燃氣作為制冷系統可提高能源利用率，減少環境污染，降低電網“峰谷”差帶來的影響，調節燃氣使用量季節差異大。燃氣制冷空調節能設備的最早出現在日本，日本應用燃氣制冷空調設備后，不僅降低了購買發電設備及建設發電設施的成本，電力設備的運轉效率也得到很大的提升。我國當前尚未應用燃氣制冷空調節能設備，但是政府及許多專家都看好燃氣制冷空調節能設備在我國的應用前景。如上海市政府認為發展燃氣空提案有助于提高能源利用效率，推動循環節約城市建設，緩解用電矛盾，提高能要安全保障供應。而且隨著我國“西氣東輸”工程的基本設施逐漸完善，將進一步促進燃氣制冷空調節能設備的應用。但是，基于成本的原因，我國應用燃氣空調需要國家政策支持。

2.2熱泵技術

熱泵技術的節能、綠色的環保空調，可用于冬夏季制熱制冷，也可用于供應生活熱水。熱泵系統結構簡單，可靠性強，自控精度高。自熱泵技術出現以來，熱泵技術就處于快速發展和應用狀態，尤其在國外，熱泵技術的應用范圍更為廣泛。我國也有應用熱泵技術的實例，且較為成功，如北京、寧波、廣州建設了三座土—氣型地源熱泵示范工程。有學者對三座熱泵示范工程進行研究，研究結果發現[4]：熱泵技術的投資費用略低于傳統中央空調的投資費用，運行費用遠遠低于中央空調的運行費用。從技術層面分析，熱泵技術穩定性、制冷和采暖效果、節能環保性可都高于傳統中央空調。

2.3太陽能制冷與空調設備

實現太陽能制冷主要通過廣電轉換和光熱轉換兩種方式，國際通用方式為光熱轉換，既利用熱能制冷。太陽能能源在制冷與空調領域的應用對緩解緊張的能源壓力中的意義重大，但是當前空調領域所運用的太陽能光伏、光熱發電再驅動制冷系統的性能較差，能源利用率低，投資成本高。太陽能光熱直接驅動的空調系統的空調性能低于機械式驅動制冷機，而能源利用率和成本投資都優于機械式驅動制冷機，而且太陽能資源豐富且環保，因此太陽能光熱直接驅動的空調系統的應用前景較好。太陽能的能源密度及供應特點對太陽能制冷設備的研發有一定的難度，還需解決太陽能的穩定性和可靠性問題才能提高應用程度。

3.結語

綜上所述，對于制冷與空調設備的節能問題，不僅需要從行業的角度完善行業法律法規，從源頭提高制冷與空調設備的節能性能。還需要從整個系統考慮設備的節能問題，從整體上改進節能技術，減少運行費用；更需要尋求新能源和再生能源替代傳統能源，開發環保型制冷與空調設備節能技術，減少環境污染。

參考文獻：

[1]曹玄.節能環保在制冷空調水系統中的應用[J].山西建筑，2015，（01）.

[2]陳善堂.暖通空調節能技術的研究[J].城市建筑，2014，（06）.

[3]湯永標.制冷空調節能技術的應用及發展方向[J].科技風，2010，（09）.

[4]冷松.制冷空調節能設計技術的發展[J].中國高新技術企業，2014，（13）.