淺談環(huán)保節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用

夏信川

【摘? 要】暖通空調(diào)是能耗比較大的電器設(shè)備之一，制冷系統(tǒng)作為暖通空調(diào)的核心部分，其能源消耗在空調(diào)總能源消耗中占比較高。因此，必須要在暖通空調(diào)中推廣應(yīng)用環(huán)保節(jié)能技術(shù)，以促進節(jié)能降耗和保護環(huán)境與健康。

【關(guān)鍵詞】環(huán)保節(jié)能技術(shù);暖通空調(diào);制冷系統(tǒng);

暖通空調(diào)是指室內(nèi)或車內(nèi)負責暖氣、通風及空氣調(diào)節(jié)的系統(tǒng)或相關(guān)設(shè)備，其能控制空氣的溫度及濕度，提高室內(nèi)的舒適度，豐富了建筑的功能，改善了人們生活與工作的環(huán)境，在很多大型建筑中都有廣泛的安裝與應(yīng)用。如今，暖通空調(diào)系統(tǒng)已成為很多建筑工程不可或缺的一部分。暖通空調(diào)系統(tǒng)包含冷熱源及空氣處理設(shè)備、空氣和冷熱水輸配系統(tǒng)、室內(nèi)末端裝置，各系統(tǒng)通過工作，對室內(nèi)空氣溫度、濕度以及氣流速度等進行調(diào)節(jié)，從而起到散熱、供暖、通風的功效。暖通空調(diào)系統(tǒng)在給人們生活帶來舒適、便利的同時，其能源消耗大的問題也逐漸引起了重視。制冷系統(tǒng)是暖通空調(diào)的核心部分，其能源消耗相對較大，如何在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中應(yīng)用環(huán)保節(jié)能技術(shù)，以降低能源損耗，是一個值得深入研究和解決的課題。

一、影響暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)能耗的主要因素

暖通空調(diào)系統(tǒng)龐大復(fù)雜，很多因素都會對其能耗產(chǎn)生影響。從暖通空調(diào)的壓焓圖來看，只有在最佳工況和條件下運行，暖通空調(diào)才能實現(xiàn)最大制冷量和節(jié)能降耗。影響暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)能耗的主要因素如下：一是溫差的影響。只有大氣溫度高于蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑蒸發(fā)的溫度，制冷劑才能將熱能吸走，保持壓力處于平衡狀態(tài)。通過計算，如果冷凝溫度保持不變，隨著蒸發(fā)溫度的降低，壓縮機的制冷效果也會降低，而排氣溫度則會升高。對于暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)來說，蒸發(fā)溫度降低1度，其蒸發(fā)器中的制冷劑，要產(chǎn)生同樣的冷量，就需要多消耗4%左右的電能。二是膨脹閥開啟度的影響。暖通空調(diào)膨脹閥過熱度應(yīng)在5-8℃之間，但在運行過程中，膨脹閥開啟度會發(fā)生一定的變化。如果不定期根據(jù)過熱度進行檢測和校準，就會影響暖通空調(diào)的使用效果。三是建筑物自身情況的影響。建筑物的朝向和平面布置、圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能、窗戶隔熱效果等，都會影響暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的能耗。因此，在設(shè)計暖通空調(diào)時，應(yīng)綜合考量不同因素的影響，在制冷系統(tǒng)中應(yīng)用環(huán)保節(jié)能技術(shù)，力求在最大程度上降低暖通空調(diào)能耗。

二、環(huán)保節(jié)能技術(shù)在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）制冷劑替代技術(shù)

制冷劑又名叫制冷工質(zhì)，其主要功能是在制冷循環(huán)作業(yè)中用作工作介質(zhì)，暖通空調(diào)制冷循環(huán)中，通過制冷劑熱量傳遞來實現(xiàn)制冷。暖通空調(diào)蒸發(fā)器會將產(chǎn)生的熱量吸收走，然后再進行冷卻，最終使之回到液體狀態(tài)。世界上目前暖通空調(diào)使用的制冷劑，主要有氟利昂、氨、水等，而在各種制冷劑中，水是最為廉價的，也是最容易得到的，不僅不污染環(huán)境，還能進行循環(huán)利用。而常用的氟利昂會產(chǎn)生大量二氧化碳，破壞臭氧層，造成溫室效應(yīng)。二氧化碳環(huán)保型制冷劑是一種新型的制冷劑，其制冷均勻，余熱回收產(chǎn)生的熱平衡能顯著地節(jié)約電力能源，進而大幅度減少碳排放量，是目前最清潔、最低碳的制冷劑，2022年北京冬奧會將首次在奧運會冰上場館使用二氧化碳制冷劑。下一步可在暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)中應(yīng)用二氧化碳環(huán)保型制冷劑。

（二）高效能壓縮機換熱技術(shù)

暖通空調(diào)制冷系統(tǒng)的核心技術(shù)是壓縮機，為了提高暖通空調(diào)的環(huán)保節(jié)能技術(shù)，就要不斷改進壓縮機的結(jié)構(gòu)，提高其工作效率，使用渦旋壓縮機取代傳統(tǒng)的活塞式、旋轉(zhuǎn)式壓縮機。同時，優(yōu)選環(huán)保節(jié)能材料，這樣才能增加換熱接觸面積，提高壓縮機傳熱效果和換熱性能，使產(chǎn)生的熱量得到及時排放，從而控制能耗。

（三）蓄冷系統(tǒng)技術(shù)

在我國不同地區(qū)，都在著電負荷峰谷差較大的問題。也就是用電高峰時，由于用電人數(shù)較多，電力供應(yīng)不足，而在用電低谷時，由于用電人數(shù)較少，就會發(fā)生電力供應(yīng)過剩現(xiàn)象。將蓄冷系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用在實施電力峰谷電價的地區(qū)，可以實現(xiàn)低電價時段，通過冰蓄冷系統(tǒng)將水制成冰，達到儲存冷量的目的。當在高電價時段，這些儲存的冷量可再被釋放出來。將這種技術(shù)應(yīng)用于暖通空調(diào)中，既能促進電力負荷移峰填谷，也能節(jié)省電費，降低能源消耗，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。

（四）變頻技術(shù)

變頻技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新技術(shù)，在具體應(yīng)用中，其能將直流電逆變成各種頻率的交流電。同時，也能將交流電變成直流電。其顯著的優(yōu)點就是能將電機的轉(zhuǎn)速進行任意改變，即便是普通的三相異步電機，在應(yīng)用變頻技術(shù)后，就能具有調(diào)速的功能。試驗結(jié)果表明，應(yīng)用變頻技術(shù)后，可以節(jié)約電力能力25%-80%，并且對于機械設(shè)備沒有任何危害。目前，變頻技術(shù)在不少領(lǐng)域都得到了越來越廣泛的應(yīng)用，其在現(xiàn)代空調(diào)中應(yīng)用已成為必然趨勢。將變頻技術(shù)引入到暖通空調(diào)中，能有效改善空調(diào)系統(tǒng)制造工藝的不足，還能實現(xiàn)空調(diào)設(shè)備的輸出功率隨著負荷變化，自動改變風流量或者水流量，這樣就會大幅降低能耗，節(jié)約運行成本。應(yīng)用變頻技術(shù)后，就可借助暖通空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置，來對室內(nèi)負荷進行補償，從而優(yōu)化調(diào)整送風量，使室內(nèi)溫度基本一直保持舒適。與定風量系統(tǒng)相比較，變頻技術(shù)能節(jié)約電能50%，節(jié)能效果非常顯著。此外，變水量系統(tǒng)應(yīng)用變頻技術(shù)后，也能通過控制數(shù)量來調(diào)節(jié)溫度，與定流量系統(tǒng)相比，也同樣更加省電省錢。

三、結(jié)語

綜上所述，暖通空調(diào)具有采暖、通風和空氣調(diào)節(jié)的功能，但其制冷系統(tǒng)能耗較大。現(xiàn)在，暖通空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)不斷加大研發(fā)投資，力推環(huán)保、節(jié)能型產(chǎn)品，而從長遠來看，環(huán)保節(jié)能也是暖通空調(diào)行業(yè)發(fā)展的主流趨勢。將環(huán)保節(jié)能技術(shù)引入到制冷系統(tǒng)中，既能提高設(shè)備的安全可操控性能，也能使暖通空調(diào)以良好的狀況運行，可以實現(xiàn)暖通空調(diào)運行低能耗、無污染、健康、綠色，對保持暖通空調(diào)制冷效果，延長使用壽命，實現(xiàn)節(jié)能降耗具有重要的意義。

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（作者單位：山東克萊默電子科技有限公司）