制冷空調(diào)節(jié)能減排實(shí)用新技術(shù)分析

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高，民眾對環(huán)保問題的關(guān)注度越來越高，基于此，各種空調(diào)節(jié)能減排技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。筆者將重點(diǎn)介紹空調(diào)制冷節(jié)能減排中的地源熱泵技術(shù)、制冷劑替代技術(shù)、熱回收技術(shù)和空調(diào)蓄冷技術(shù)，并詳細(xì)說明這些技術(shù)的應(yīng)用和監(jiān)控方法，以期在進(jìn)一步提升民眾生活水平的同時利于環(huán)境的保護(hù)。

關(guān)鍵詞：制冷空調(diào)；節(jié)能減排；新技術(shù)

1 制冷空調(diào)節(jié)能減排的意義

民眾的生活水平因?yàn)橹评淇照{(diào)被廣泛應(yīng)用而得到了明顯提高，然而由于空調(diào)節(jié)能相關(guān)技術(shù)的不足導(dǎo)致制冷空調(diào)的耗電量都比較大，這在一定程度上加劇了我國電力資源的壓力，提高了供電系統(tǒng)的運(yùn)營奉仙，從而影響了社會生產(chǎn)與民眾的生命。對于地球生命而言，臭氧層是削弱紫外線傷害的天然屏障，若我們及時采取相應(yīng)的策略，臭氧層的保護(hù)作用會在氟利昂的破壞下消失殆盡，屆時人類將面臨巨大的生存危機(jī)。所以，研發(fā)新的空調(diào)制冷技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保是迫在眉睫的問題?？偠灾?，研發(fā)先進(jìn)的節(jié)能環(huán)保技術(shù)，尋找環(huán)保型能源、保護(hù)大氣層是人類共同的職責(zé)。而制冷空調(diào)應(yīng)用新技術(shù)的研發(fā)意義在于二氧化碳排放量的控制以及能源的節(jié)約。

2 有關(guān)制冷空調(diào)節(jié)能減排實(shí)用新技術(shù)的介紹

2.1 地源熱泵技術(shù)

從本質(zhì)上分析，地源熱泵技術(shù)是一種能源轉(zhuǎn)化技術(shù)，即將地表淺層的地?zé)崮茉崔D(zhuǎn)為空調(diào)制冷能源的技術(shù)。地?zé)豳Y源是指處于地表淺層的低品位能源，來源于地下水。因而地?zé)釤岜眉夹g(shù)具有節(jié)能、環(huán)保、節(jié)約自然資源等特征。該技術(shù)讓空調(diào)系統(tǒng)散熱能力得到大幅度提升，通過土壤散熱在實(shí)現(xiàn)制冷的同時降低電力能源的消耗。最后，同傳統(tǒng)技術(shù)相比，該技術(shù)不再通過水資源實(shí)現(xiàn)散熱功能，因此無需另設(shè)鍋爐等設(shè)備，在一定程度上節(jié)約了水與土地資源。

2.2 制冷劑替代技術(shù)

傳統(tǒng)空調(diào)制冷劑氟利昂因?yàn)榭梢云茐某粞鯇佣粐H社會明令在一定時間內(nèi)禁止使用，根據(jù)規(guī)定，發(fā)展中國家在2040年前不得使用氟利昂，發(fā)達(dá)國家則是在2020年前不得使用。因此，技術(shù)人員首要任務(wù)就是在最短時間內(nèi)研發(fā)出可以替代氟利昂的新型制冷劑。新型制冷劑要以環(huán)保為原則，使用過程中要能達(dá)到兩方面的要求：一是全球變暖潛能（GWP）較低，二是臭氧層破壞潛能（ODP）較低?，F(xiàn)階段，天然制冷工質(zhì)和HFCs物資是制冷劑替代研究的兩個主要方向。其中，天然制冷工質(zhì)方向已經(jīng)研制出了R600a、R290和R717等替代物質(zhì)，而HFCs物資開發(fā)方面也獲得了R407C、HFC134a（R134a）、R410A等替代環(huán)保制冷物質(zhì)。

2.3 熱回收技術(shù)

熱回收技術(shù)是指回收空調(diào)運(yùn)作時散發(fā)的熱能并將其并入能量循環(huán)的技術(shù)，該技術(shù)可提高熱能的利用率，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約。熱回收技術(shù)可根據(jù)空調(diào)的性能和應(yīng)用場地分為兩類類：冷凝熱回收技術(shù)和排冷風(fēng)、熱分回收技術(shù)。冷凝熱回收技術(shù)可將空調(diào)多余的熱能轉(zhuǎn)化為空調(diào)運(yùn)作的能源，減少污染物的生成，而排冷風(fēng)、熱分回收技術(shù)可確?？照{(diào)運(yùn)作過程中實(shí)現(xiàn)制冷組部件低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，在保障節(jié)能的前提下提升工作效率。

2.4 空調(diào)蓄冷技術(shù)

空調(diào)使用過程中存在高峰階段和低谷階段，根據(jù)這一特性，技術(shù)人員研發(fā)出了空調(diào)蓄冷節(jié)能技術(shù)?？照{(diào)蓄冷技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在空調(diào)使用高峰階段時將低谷階段儲存的冷能量釋放出來，通過冷凍機(jī)的運(yùn)作實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷目的。該技術(shù)能夠讓空調(diào)使用率得到有效提高，降低電力供應(yīng)對空調(diào)使用的影響，因此對某些電力供應(yīng)不穩(wěn)的地區(qū)而言具有極大的意義。

3 制冷空調(diào)節(jié)能減排新技術(shù)監(jiān)控的核心內(nèi)容

現(xiàn)階段，研究人員針對空調(diào)制冷新技術(shù)的研究方向和項(xiàng)目較多。而筆者重點(diǎn)說明的內(nèi)容主要是空調(diào)蓄冷技術(shù)的監(jiān)控。空調(diào)蓄冷技術(shù)系統(tǒng)可根據(jù)不同組件的協(xié)作分為幾個部分，其運(yùn)行策略也會因?yàn)榉系牟煌兴鶇^(qū)別，進(jìn)而監(jiān)控內(nèi)容也會有所差異?？照{(diào)系統(tǒng)運(yùn)行過程中要以實(shí)際情況為基準(zhǔn)并進(jìn)行調(diào)整。

3.1 主機(jī)的控制

對主機(jī)的控制目的在于通過調(diào)整主機(jī)負(fù)載情況確保主機(jī)出口溫度處于一定范圍之內(nèi)。同時，在制冰工況方面，主機(jī)進(jìn)口溫度在主機(jī)強(qiáng)制滿載情況下若未能達(dá)到預(yù)定值，那么主機(jī)應(yīng)繼續(xù)工作。通常，主機(jī)會在三種情況下退出制冰模式。一是系統(tǒng)時間程序不在制冰時段；二是儲冰量傳感器顯示冰滿；三是主機(jī)進(jìn)口溫度比預(yù)定值小或者剛好達(dá)到預(yù)定值。

3.2 冰槽的控制

從技術(shù)層面來說，系統(tǒng)不能直接控制冰槽出口的溫度，只能通過控制冰槽進(jìn)入溫度和流量間接實(shí)現(xiàn)這個目的。系統(tǒng)判斷冰槽蓄冰量的標(biāo)準(zhǔn)是儲冰量傳感器顯示的信息?，F(xiàn)階段，市場上有很多種儲冰量傳感器，應(yīng)用交廣的一種是液位傳感器，該傳感器能夠進(jìn)行信號模擬與轉(zhuǎn)化，通過4～20mA或1～5Vdc輸出信號顯示出冰槽水位變化情況，讓系統(tǒng)準(zhǔn)確判斷出冰槽的蓄冰量。

3.3 空調(diào)系統(tǒng)控制相關(guān)策略

通過在用電低谷時期儲蓄冷負(fù)荷能源是空調(diào)蓄冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)能源消耗降低、發(fā)揮節(jié)能減排作用的主要方式。為確?？照{(diào)系統(tǒng)正常運(yùn)作，需要對其系統(tǒng)工作模式進(jìn)行科學(xué)規(guī)劃，而且規(guī)劃過程中要遵循以下幾點(diǎn)原則：

（1）冰槽優(yōu)先原則：冰槽融冰應(yīng)是冷負(fù)荷定制的首先策略；（2）冷機(jī)優(yōu)先原則：系統(tǒng)運(yùn)作過程要先讓制冷機(jī)處于滿負(fù)荷運(yùn)作狀態(tài)，若負(fù)荷減少先讓冰槽將載；（3）限制原則：無論是主機(jī)用電量還是系統(tǒng)都需保持在一定標(biāo)準(zhǔn)或者達(dá)到某個預(yù)定值。

4 結(jié)語

綜上所述，對于自然環(huán)境和空調(diào)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)效益而言，上文提到的制冷空調(diào)節(jié)能新型技術(shù)在應(yīng)用方面都有一定的意義，應(yīng)用、推廣前景良好。此外，從宏觀角度出發(fā)，節(jié)能減排并非是階段性的工作，需要人類不斷研發(fā)新的技術(shù)和能源運(yùn)用策略，這樣才能在提升人類生活水平的同時更好地保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約，讓人類文明不斷延續(xù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]范蕊.節(jié)能減排視角下推進(jìn)綠色建筑發(fā)展的有效路徑[J].智能建筑與智慧城市，2018（05）：61-62.

作者簡介：張軍華，工程師（副主任科員）。