節(jié)能環(huán)保空調結構的設計

羅建成

【摘 要】隨著空調需求的增多和實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目標作用下，對傳統(tǒng)的空調需要不斷地改善，使用節(jié)能環(huán)保空調將有助于保護生態(tài)環(huán)境，同時節(jié)約資源，給人們提供更舒適的服務。

【關鍵詞】節(jié)能環(huán)保；空調結構；設計

0 前言

近年來夏季各地不斷升溫，使得人們對空調的需求量也越來越大，而且使用頻率也會升高。人們大范圍高頻率地使用空調，對電能的消耗也越來也多，增加了日常消費，對環(huán)境有一定的破壞，且傳統(tǒng)空調的降溫效果一般，對節(jié)能環(huán)保空調的設計成為必然的趨勢。

1 節(jié)能環(huán)保空調的發(fā)展

空調的出現(xiàn)得益于20世紀六七十年代，美國為解決罕見的干旱炎熱，首次使用風冷式冷水機以求達到降溫的目的。自此，人們開始尋求更好的降溫方法，不斷研制出來各種類型的空氣制冷器，最后就發(fā)展成為了空調。傳統(tǒng)的空調機，通過風扇的快速轉動，使風扇周圍的空氣迅速冷卻并隨著風力進行不斷地循環(huán)更替最終達到了降溫的目的，但傳統(tǒng)的空調對資源的浪費較大，而且在制冷過程中一般會使用氟氯昂，并散發(fā)出大量的熱能，加劇了全球變暖和臭氧層的破壞。近年來，隨著科學環(huán)保的倡議，節(jié)能環(huán)保的空調機開始出現(xiàn)，現(xiàn)階段的空調器比傳統(tǒng)的對環(huán)境的破壞小，且更加舒適滿足人們的需求。

2 節(jié)能環(huán)保空調的特征和使用范圍

隨著人們的節(jié)能環(huán)保意識不斷加強，空調結構設計的節(jié)能環(huán)保成為必然要求。現(xiàn)階段的節(jié)能環(huán)保空調呈現(xiàn)出操作簡單方便，體積輕巧方便，外觀設計更加具有藝術品位，工作效率高且節(jié)約電能的特點，為人們的生活節(jié)約了開支，更加滿足人們的需求，給人們帶來了舒適。節(jié)能環(huán)保空調更多地應用于制造業(yè)、加工業(yè)、文化產(chǎn)業(yè)和公用產(chǎn)業(yè)等。在制造業(yè)方面，制造業(yè)的生產(chǎn)線比較長且包含的各類部門較多，大量的空調使用將成為一項必要的開支，節(jié)能環(huán)保空調的廣泛使用將會節(jié)省一部分的開支。加工業(yè)、文化娛樂產(chǎn)業(yè)以及公用產(chǎn)業(yè)同制造業(yè)一樣，產(chǎn)業(yè)鏈比較長，日常開支較大，其中空調的使用就是一項必要的開支，因此使用節(jié)能環(huán)保的空調是這些產(chǎn)業(yè)的最佳選擇，不僅節(jié)省開支還能節(jié)約能源保護環(huán)境。

3 節(jié)能環(huán)保空調的工作原理

如圖1所示，當節(jié)能空調在工作時，內部的微電子控制器就會開始運轉并開始進行第一次制冷工作。微電子控制器在工作過程中通過直流電流為半導體進行通電，當半導體與微電子控制器之間順利通電后半導體的冷端就開始對冷媒水進行初級制冷。這一步驟完成后，溴化鋰制冷器開始工作，通過與發(fā)熱端的順利連接以對初級制冷后的冷媒水進行吸收的方式進行第二次制冷工作。當兩個階段的制冷達到一定層次后，水泵會對產(chǎn)生的冷量進行吸收并使其出現(xiàn)出散射的水簾狀，此時，空調機的制冷開始轉變?yōu)檎舭l(fā)式。當空調機外部的熱空氣遇到散射狀的水簾后氣溫開始下降，而且外界熱空氣經(jīng)過水簾后所含有的雜質也會被過濾。制冷工作便不斷循環(huán)反復進行，為人們達到降溫的效果。當外界空氣濕度較大時，空調內部的傳感器將會對外界空氣的濕度進行檢測其后通過換向閥將經(jīng)過冷卻處理的冷媒水釋放到空氣散熱器，外部的熱空氣在空氣散熱器的熱交換作用下實現(xiàn)了對外部空氣的降溫和除濕。因此，外界空氣的濕度狀況也會影響著空調機的制冷效果。節(jié)能環(huán)保空調在工作過程中實現(xiàn)了對水的反復利用，且精簡了內部裝置提高了工作效率，節(jié)約了大量的水資源以及其他內部結構裝置的制作原料，實現(xiàn)了節(jié)能。

4 節(jié)能環(huán)保空調的結構設計

4.1 溴化鋰吸收式制冷模塊

在溴化鋰吸收式制冷模塊設計中，因為水的凝固點高，汽化大且無毒，因此被用來作為制冷劑，環(huán)保安全。當水在0℃時就會結冰，因此溴化鋰制冷循環(huán)模塊只適用于0℃以上的空調制冷系統(tǒng)中。溴化鋰是一種特性類似于氯化鈉的穩(wěn)定物質，在大氣下不易揮發(fā)變質，但易容于水，在常溫下為無色的帶有咸苦味的晶體。在溴化鋰溶液中，水是制冷劑，溴化鋰溶液則是吸收劑。溴化鋰吸收式制冷模塊反應全過程是利用了溴化鋰水溶液能夠在低溫時迅速大量吸收水蒸氣，在高溫時將所吸收的水蒸氣再釋放出來最終順利完成循環(huán)過程的這一特性。在溴化鋰吸收式制冷模塊中包括發(fā)生過程、冷凝過程、節(jié)流過程和蒸發(fā)、吸收過程。發(fā)生過程：吸收器中的溴化鋰稀溶液被溶液泵抽吸，在吸收劑熱交換器內進行加熱升溫后送達發(fā)生器。發(fā)生器內的稀溴化鋰溶液在加熱后進行沸騰，冷劑水在該過程中被以水蒸氣的形式蒸發(fā)出來。冷凝過程：在發(fā)生過程中排放出去的冷劑水蒸氣進入冷凝器中，在淋灑作用下冷劑水蒸氣在冷凝器外部釋放凝結熱并凝結為水狀。釋放出的凝結熱被管簇內的冷卻水吸收，熱量通過冷卻水散入制冷系統(tǒng)外部。節(jié)流過程：冷凝器中的冷劑水通過U型管節(jié)流進入蒸發(fā)器內部。U型管在該過程中起到了水封和控制水流量與氣壓的作用，保證了節(jié)流過程的順利進行。蒸發(fā)過程：由于蒸發(fā)器中壓力的不穩(wěn)定，使得從冷凝器進入蒸發(fā)器的冷劑水部分出現(xiàn)閃發(fā)狀況，出現(xiàn)閃發(fā)狀況的冷劑水則會通過蒸發(fā)器管簇積聚到蒸發(fā)器的水盤里，在蒸發(fā)器水泵作用下水盤中的冷劑水噴在蒸發(fā)器的管簇外，同時吸收熱量變?yōu)樗魵庾詈筮M入吸收器中。蒸發(fā)器中被冷卻后的冷媒水，在冷媒水泵的作用下到達經(jīng)降溫的水簾處進行蒸發(fā)式制冷。吸收過程：發(fā)生器中的溴化鋰溶液經(jīng)加熱下水分成為冷劑蒸汽，溶液則變?yōu)闈馊芤骸Ｔ趬毫ψ饔孟拢寤嚌馊芤涸诹鹘?jīng)吸收劑熱交換器時被來自發(fā)生器的低溫稀溶液經(jīng)吸熱降溫處理后再次進入吸收器，與吸收器中的溶液混合成為一定濃度的溴化鋰溶液，同時吸收從蒸發(fā)器出來的冷劑蒸汽使溶液濃度降低。最終溶液由中濃度溶液變成稀溶液，經(jīng)溶液泵到達發(fā)生器內部。

4.2 半導體制冷模塊

在半導體制冷模塊中，選用傳熱性能符合標準的半導體制冷片，在運行過程中避免水與半導體制冷片的直接接觸。半導體制冷片充當著熱傳遞的工具。當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料結成熱電偶，當電流通過時，兩端會進行熱量的相互轉移，產(chǎn)生溫差形成冷熱端。當兩端溫度達平衡點時，采用散熱等方式降低熱端的溫度實現(xiàn)低溫。微電子控制器在控制半導體制冷片制冷過程中，在冷端利用半導體制冷片對水進行直接制冷降溫，在熱端則使用觸發(fā)吸收式制冷。之后采用水散熱的方式對半導體制冷片進行降溫。當完成對水的第一次降溫后，水將被儲藏起來，便于在下一步制冷時循環(huán)使用。

在節(jié)能環(huán)保空調的結構設計中，將水作為制冷劑循環(huán)使用，既提高了工作效率又節(jié)約了電能和水資源，實現(xiàn)節(jié)能與環(huán)保。

5 節(jié)能環(huán)保空調的優(yōu)勢和創(chuàng)新

節(jié)能環(huán)保空調巧妙地利用了半導體制冷以及溴化鋰吸收式制冷的優(yōu)點實現(xiàn)了節(jié)能與環(huán)保。在半導體制冷模塊中，在對水進行初級制冷時利用了半導體制冷片和溴化鋰溶液進行吸制冷，利用效率高且無毒安全。最重要的是節(jié)省了大量的電能，并對制冷過程中的熱量進行有效控制降低了全球變暖的速度保護了環(huán)境。節(jié)能環(huán)保空調也變得更加輕巧利于操作，零部件的精確度高延長了空調的使用壽命。

6 結語

節(jié)能環(huán)保空調的設計與使用符合了我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，既有利于節(jié)約電能資源，減少能源消耗，降低成本，同時方便人們的生活保護了環(huán)境，節(jié)能環(huán)保空調結構的設計將成為今后發(fā)展的必然趨勢。

【參考文獻】

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[責任編輯：王楠]