陳超新

【摘 要】空調(diào)作為一種夏季消暑必備的家用電器，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人們生活水平的提高而走入了千家萬(wàn)戶、各大商場(chǎng)以及娛樂(lè)場(chǎng)所。在人們的生活水平不斷提高的同時(shí)，人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)和節(jié)能意識(shí)也在逐漸地增強(qiáng)，不僅僅是追求空調(diào)的制冷效果，而且更加注重空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化。本文在此將對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)進(jìn)行研究，分析空調(diào)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行情況，以及空調(diào)制冷系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中耗能的所在部位，并且有針對(duì)性地提出一些優(yōu)化節(jié)能方案，以供大家參考。

【關(guān)鍵詞】空調(diào)；制冷系統(tǒng)；節(jié)能優(yōu)化

0 前言

21世紀(jì)的人們更加注重節(jié)能環(huán)保，無(wú)論是在建筑材料行業(yè)，還是餐飲行業(yè)，亦或是家電行業(yè)，沒(méi)有一家不將節(jié)能環(huán)保引入設(shè)計(jì)理念當(dāng)中，各種比拼都圍繞著節(jié)能技術(shù)的更優(yōu)、更強(qiáng)而展開?？照{(diào)作為一種必備的家電，制冷系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化勢(shì)在必行。因?yàn)槿虻目照{(diào)使用量大得驚人，如果能減少一焦耳的能量消耗，那么節(jié)省下來(lái)的能量可以供一臺(tái)空調(diào)最大馬力全天開動(dòng)一年。除此之外，空調(diào)制冷系統(tǒng)減少了能耗，還意味著減少了二氧化碳及其他廢氣的排放，減少一些有害氣體的排放量，進(jìn)而可以保護(hù)環(huán)境安全及人身安全，可謂一舉多得。那么如何對(duì)空調(diào)的制冷系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化。本文在此將會(huì)探究空調(diào)制冷系統(tǒng)的運(yùn)行原理，指出空調(diào)耗能的部位，并且將會(huì)提出一些合理化措施，在某些方面促進(jìn)空調(diào)節(jié)能優(yōu)化，以達(dá)到人們滿意的節(jié)能效果。但本文所提的意見也僅供參考。

1 空調(diào)制冷系統(tǒng)的概述及耗能問(wèn)題

1.1 空調(diào)制冷系統(tǒng)的概述

一般家用的空調(diào)制冷系統(tǒng)由制冷劑和四大部件組成，即壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥（節(jié)流部件）、蒸發(fā)器。壓縮機(jī)是制冷循環(huán)的動(dòng)力系統(tǒng)，它從吸氣管吸入低溫低壓的制冷劑氣體，通過(guò)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)活塞對(duì)其進(jìn)行壓縮后，向排氣管排出高溫高壓的制冷劑氣體。冷凝器是一個(gè)熱交換設(shè)備，利用環(huán)境冷卻介質(zhì)，將來(lái)自壓縮機(jī)的高溫高壓制冷蒸汽的熱量帶走，使制冷劑冷凝。膨脹閥（節(jié)流部件）是一個(gè)節(jié)流元件，高壓中溫的制冷劑液體通過(guò)其節(jié)流成為低溫低壓的濕蒸汽，根據(jù)飽和壓力與飽和溫度一一對(duì)應(yīng)原理，降低制冷劑液體的壓力，從而降低制冷劑液體的溫度，將高壓中溫的制冷劑液體通過(guò)節(jié)流元件，得到低溫低壓制冷劑，再送入蒸發(fā)器內(nèi)吸熱蒸發(fā)。蒸發(fā)器是一個(gè)熱交換設(shè)備，節(jié)流后的低溫低壓制冷劑在其內(nèi)蒸發(fā)。

1.2 空調(diào)制冷系統(tǒng)的制冷原理

空調(diào)制冷系統(tǒng)的制冷原理大致分為四個(gè)步驟，分別是蒸發(fā)、壓縮、冷凝、節(jié)流，具體過(guò)程如下：液體的制冷劑在蒸發(fā)器中吸收了被冷卻的物體熱量之后，發(fā)生氣化，成為低溫低壓的蒸汽，進(jìn)而被壓縮機(jī)吸入，經(jīng)過(guò)壓縮而成為高壓高溫蒸汽，然后被排入到冷凝器，而在冷凝器中被冷卻，冷凝為高壓液體，經(jīng)過(guò)節(jié)流元件而變?yōu)榈蛪旱蜏氐闹评鋭?，再次進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱氣化，達(dá)到循環(huán)制冷的目的。由此可以看出，壓縮機(jī)是空調(diào)制冷系統(tǒng)的心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷氣體的作用，蒸發(fā)器是輸送冷氣的設(shè)備，冷凝器是放出熱量到外界的設(shè)備，節(jié)流元件對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓的作用。這四個(gè)部分之間的管道相互連接，形成一個(gè)密閉的循環(huán)系統(tǒng)，制冷劑在這個(gè)系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動(dòng)，將熱量帶到室外。

1.3 空調(diào)制冷系統(tǒng)的耗能所在

空調(diào)制冷系統(tǒng)主要部件上文已經(jīng)提及，有壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流元件等幾個(gè)最重要的部分，除此之外，還有其他一些元件，也同樣發(fā)揮著不可替代的作用，但這其中哪些元件是主要耗能的呢。我們也已經(jīng)知道了，壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)的心臟，所以也自然能明白它是系統(tǒng)中最耗能的元件。一般空調(diào)的壓縮機(jī)若是壓縮效果差，能耗比較高時(shí)，空調(diào)自然會(huì)多消耗不少能量；冷凝器也是同樣的道理，冷凝效果如果太差，也會(huì)多耗能；還有熱交換器、集熱器、過(guò)濾器、干燥器、自動(dòng)開閉器等等也是同樣需要提高效率能減少能耗。還有一個(gè)原因是不同的制冷劑的熔沸點(diǎn)不同，造成氣化與液化過(guò)程中消耗的能量不同。另外由于原理不同，水冷式換熱器和風(fēng)冷式換熱器耗能的多少也有差別。而最大的能耗是在送入新風(fēng)時(shí)產(chǎn)生的，這又是因?yàn)槭裁?。因?yàn)槭覂?nèi)的空氣會(huì)隨著不斷地呼吸和其他一些容易擴(kuò)散的污染物的混入而變得越來(lái)越污濁，如果不及時(shí)的更新，會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害。因此，必須送入一定量的新風(fēng)。而據(jù)統(tǒng)計(jì)，處理新風(fēng)時(shí)所消耗的能量占到總耗能量的25%-30%，而更大功率的送風(fēng)量會(huì)造成更多的能耗，所以減少新風(fēng)送入量所獲得的節(jié)能效果是十分顯著。

2 空調(diào)制冷的節(jié)能優(yōu)化方案

2.1 取用最小必要新風(fēng)量

空調(diào)系統(tǒng)攝入新風(fēng)的目的自然不言而喻，一方面是為了調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣的質(zhì)量，防止室內(nèi)的空氣二氧化碳含量過(guò)高，另一方面是為了排除室內(nèi)的污染物。因此，要根據(jù)室內(nèi)空氣的污濁程度來(lái)決定新風(fēng)吸入量的多少，在以人體為主要污染物發(fā)生源的空調(diào)環(huán)境，比如大型的百貨商場(chǎng)、辦公室、電影院、體育館等人員密集場(chǎng)所通常是以室內(nèi)的二氧化碳濃度值作為設(shè)計(jì)每人最少新風(fēng)量的依據(jù)的，目前的標(biāo)準(zhǔn)是每人新風(fēng)量約12-18m3每小時(shí)；而在賓館、飯店等人員滯留時(shí)間較長(zhǎng)的場(chǎng)所，所需要的新風(fēng)量必須加大，大約為30m3每小時(shí)。

2.2 空調(diào)風(fēng)力輸送系統(tǒng)的節(jié)能控制

在空調(diào)制冷系統(tǒng)中風(fēng)力輸送是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，當(dāng)送風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量與其應(yīng)有負(fù)荷相適應(yīng)時(shí)，節(jié)能效果最佳。如果送風(fēng)的流量過(guò)大使得內(nèi)部壓力過(guò)大時(shí)，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)的方法有兩種，其一是改變系統(tǒng)的特性，依靠調(diào)節(jié)管道中閥門的敞開程度對(duì)流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，依靠增減管道阻力的大小來(lái)改變管道系統(tǒng)的阻力特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)。另一種方法是采用改變送風(fēng)機(jī)特性的方法，控制送風(fēng)機(jī)入口導(dǎo)葉片的開度，改變送風(fēng)機(jī)葉片節(jié)距，或改變送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等來(lái)改變送風(fēng)機(jī)的特性。這兩種方法各有優(yōu)點(diǎn)，前一種方法容易實(shí)現(xiàn)，但會(huì)造成節(jié)流損失，從而浪費(fèi)電力。而后一種方法改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)效果最好，但卻稍微繁瑣一些。

2.3 能量回收利用

空調(diào)排出的風(fēng)中仍有一部分冷量，因此，在空調(diào)系統(tǒng)的新風(fēng)引入管道上安裝排風(fēng)能量回收裝置，使排出的風(fēng)通過(guò)該裝置，并且與新風(fēng)進(jìn)行熱交換，利用排風(fēng)的能量預(yù)冷新風(fēng)，從而減少了冷卻新風(fēng)時(shí)的所需的能量。而能量回收裝置有兩種，一種是全熱交換型，另一種是顯熱交換型。這兩種裝置應(yīng)該如何使用。在這里可以舉個(gè)例子，我國(guó)南方夏季天氣十分炎熱，空氣中的冷量較低，無(wú)法利用較多大自然中的冷量，那么居住在南方的人就應(yīng)該選擇全熱交換型，從而更大程度上利用空氣中的冷量，節(jié)約能源。

3 結(jié)語(yǔ)

本文所提到的空調(diào)制冷系統(tǒng)的耗能也僅僅是一個(gè)方面，因此要想最大限度的降低空調(diào)制冷系統(tǒng)的能耗，必須在滿足使用要求的前提下設(shè)計(jì)最小的空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷，降低制造成本，還要考慮空調(diào)的使用年限、材料儀器的耐久度等問(wèn)題。還有就是要盡可能地回收利用系統(tǒng)舍棄的能量以及外界的能量。能耗的大小還與空調(diào)設(shè)備的規(guī)模有關(guān)，而空調(diào)設(shè)備的規(guī)模又與需要制冷的環(huán)境大小有關(guān)，因此，也就與環(huán)境的位置是否受光照及緯度因素相關(guān)?？偟膩?lái)說(shuō)，空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能可以從各個(gè)不同的方面切入，可以收到不同的效果。而我們要做的是努力研究更先進(jìn)的制冷技術(shù)，除此之外，還要懂得節(jié)能的好處，在生活的一點(diǎn)一滴中，學(xué)會(huì)如何節(jié)能，將節(jié)能環(huán)保的理念恒久發(fā)揚(yáng)下去。

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[責(zé)任編輯：王偉平]