空調制冷系統的節能設計

朱福壽

（美的制冷設備有限公司，廣東 佛山 528311）

隨著現階段的空調的制冷系統的小斷完善，人們的生活水平的小斷提高，越來越多的人選擇了節能省電的空調，主要的原因在于現階段的能源問題日益嚴峻，而一些制冷劑如R22等，都是對能源有著一定的破壞性的。如何更好的將現階段的制冷系統進一步的節能優化，怎樣最大限度的對現階段的制冷系統進行完善等，都是現階段空調研發而臨的問題。下面筆者就對于現階段的問題做一個介紹，希望能對大家有一定的幫助。

1 空調制冷系統的現狀

隨著節能減排的觀念不斷深入人心，我國政府針對空調制冷系統的能源浪費問題實施了許多政策，但是目前空調制冷系統的現狀仍然不容樂觀。目前各個生產部門在空調生產過程中的管理力度尚不足，致使工作效率低下、對環保的觀念了解不深入、能源浪費嚴重。除此之外，我國目前的制冷技術與世界上的先進技術相比還有一定差距，就節能減排的觀念來看，在空調制冷技術方面我國缺少創新技術，然而國家目前的創新技術研究主要針對的是房間的降溫，這直接影響了空調制冷系統的研究發展。總之，應該加強空調生產的管理力度，重視監督審核環節，在技術方面要積極創新，不斷優化制冷系統，以達到節能減排的目標。

2 影響空調制冷系統的因素

2.1 溫差

在空調制冷系統中溫差越小就越容易實現且能源消耗也相應較低，如果溫差較大就會造成更多的熱量消耗，也會帶來更多能耗。因此對盡量降低溫差的控制與調節是節能的重要發展方面。為了保證機房內的熱量正常傳給制冷劑，應該保持蒸發器內制冷劑的蒸發溫度低于空氣溫度，這樣壓縮機才能正常工作抽走由制冷劑吸熱蒸發成的氣體，以免由于蒸發器內的吸熱蒸發的氣體因無法正常被吸走而匯集，導致內部壓力越來越大，蒸發溫度也會隨之升高，影響正常制冷效果。一般情況下機房空調內的蒸發器都是直接蒸發式的，溫差一般會保持在12～14度之間，如果因為一些不良因素的影響溫差就會變大，從而導致能耗增多。

2.2 冷凝壓力

空調制冷系統中冷凝壓力也是節能的一個重要因素，冷凝壓力就是冷凝器中的氣體由于進行分子運動而與容器壁發生碰撞，容器壁單位面積上受到的壓力。冷凝壓力的大小與分子運動速度有關，分子運動速度越快壓力越大。通常空調制冷系統中都采用風冷式冷凝器，結構是多組盤管，并且在盤管周圍還增加肋片，很大程度上增加了空氣的傳熱面積，然而這種設計卻有一定的缺點，由于肋片之間的間距很小，時間久了會有一些雜物附著在冷凝器上，導致空氣不能大量順利的通過冷凝器，影響了傳熱效果，冷凝效果也隨之下降，同時也造成了很多能源消耗。除此之外，在對空調系統進行抽真空和加液時如果操作不當，會導致系統中混有一定量的空氣與水分，制冷劑的冷凝和和熱循環過程會受到相應的影響，從而導致冷凝壓力升高，有時會超出正常范圍，也會造成電力的損耗。

2.3 膨脹閥開啟度的影響

膨脹閥開啟度是影響空調節能的重要因素，膨脹閥的開啟度應該適當，如果開啟度過大會不但會影響空調正常的工作效果，還會造成能源大量損失。通常膨脹閥在保證壓縮機回氣過熱度穩定的基礎上，為蒸發器提供適量的冷凝劑，以達到增強制冷的效果。然而隨著空調使用時間的增長膨脹閥會因為磨損而發生內部結構的改變，影響其原本的工作質量。工作人員必須定期對膨脹閥進行檢查，在檢查時應該關閉系統，使系統停止工作，將溫度表插入回氣口保溫層，溫度穩定后記錄數值，在對出氣口測量完畢后開機運行，當系統運行狀態穩定后，一般在開機運轉15分鐘后認為狀態穩定，進行高壓測量，壓力值若與標準值一致則認為系統正常運行。反之，則需要進行調整。

3 空調的節能方法

3.1 利用自動控制技術

通常對空調末端進行控制時會利用設備自動控制技術，通過自動控制系統對空調末端的新風機、回風機、變風量風機、風機盤管等設備的運行狀態進行監控和控制，已到達當任何一個個部位出現過多能源消耗時被及時發現，避免過多的電力消耗。該技術的原理是利用數字控制器將獲取的數值進行數學運算而實現數字化控制，從而達到節能的設計目的。

3.2 利用變頻技術

隨著空調節能技術的不斷發展，更多的新型科學技術在國內空調制造中得到了廣泛、有效的應用。在對空調系統中的水泵和風機進行控制時通常采用變頻技術，變頻器通過對空調系統中的水壓差和溫度差進行數值采集，通過自身系統的數值分析，將命令傳遞給變頻器，通過變頻器對空調系統的水泵和風機進行數字調節以及控制，從而達到節能的目的。變頻技術可以快速的對水泵與風機進行調節，具有高效性。

3.3 動態變流量技術

通常當空調運轉負荷發生超出承受范圍之內的變化時，系統會對收集到的一些數據進行模糊粗略的估算，及時對冷水機組和冷卻風機的狀態參數進行控制調節，從而使冷水機組的工作狀態和冷卻水流量以及冷卻風機的風量達到正常標準，確保機組的工作狀態與效率都處于最佳狀態。通過對冷水機組運行狀態中數值的收集與模糊粗略運算，可以將系統分析得到的參數送到冷水機組、冷凍（溫）水的控制子系統、冷卻水控制子系統、冷卻風機控制子系統，從而保證空調系統能夠及時從不良狀態轉變為運行最佳狀態，并且始終處于工作效率最高以及最佳狀態。

3.4 空調制冷系統的維護

專業的工作人員是保證空調正常運轉的必要條件，近年來針對國外進口的自動化極強的中央空調，許多專業的工作人員便忽視了節能技術的學習，其實在這種情況下更加需要空調系統的維護與檢驗人員不斷更新自身的知識結構，緊隨社會的發展需求。另一方面，在對空調進行控制時應該根據使用地點的具體溫度需求情況，在滿足對空調需求的前提下盡量少開機組，并且減少使用時間。在夏季這個對空調依賴性很大的季節，應該密切注意機組運行狀態，避免因氣溫明顯升高而使熱負荷過大，應該提前增加機組。為了不影響冷凝器、蒸發器的正常工作，應該及時清理周圍的雜物，使熱交換正常進行，以免由于增加主機熱量而引起電量的損耗。除此之外，還應該注意設備及管道的保溫工作，這方面對節能是很重要的。總之，在空調制冷系統的維護工作方面，實現其在低負荷狀態下高效節能運行是主要研究方向。這對于空調制冷系統的節能具有重要意義。

4 結語

隨著經濟發展的不斷加快，節能觀念不斷深入人心，我國雖然資源豐富，但是在經濟發展的關鍵時期對于資源的需求量越來越大，必須進行節能減排以符合社會的真正需求。在空調制冷系統設計時要以節能為基礎，現階段我國的空調制冷技術處于發展階段，在許多方面都需要優化改進。生產高效率的壓縮機電機、降低風機和電機的損耗，通過一些手段使空調處于最佳的工作狀態，以達到節能的目的。爭取為創建能源友好型、資源節約型社會貢獻自己的一份力。

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