对空调制冷系统节能设计的研究

1 空调制冷系统节能的影响因素

前文分析了空调制节能的重要性，空调对能源的消耗主要是在制冷过程中，因此，如何改善空调的制冷系统是我们空调节能的首要工作。首先我们需要了解对空调节能系统产生影响的相关因素。

1.1 制冷工质

制冷工质主要涉及到制冷系统对环境的影响，早期的制冷工质主要是使用CFCs，目前主要采用的工质有HCFCs和HFCs，从环保的角度来看，这类工质的效果并不佳，目前也有大量的制冷系统采用二氧化碳、水等作为制冷的工质。氯氟氢等制冷剂对大气层尤其是臭氧层有着非常大的破坏作用，我们需要对其予以高度的重视，通过开发新的制冷工质来进行替代。

1.2 压缩机

压缩机是空调制冷系统中最为重要的一个部分，被称为制冷系统的心脏，是我们进行节能技术升级的关键。压缩机一般情况下可以分为复式活塞压缩机和回转式压缩机两种，它通过改变气体的容积来完成气体的压缩和输送。在这个过程中，需要消耗大量的动力来完成，因此其为提高节能措施的重要手段。

1.3 冷凝压力以及制冷系统蒸发温度

这主要是制冷系统的问题，一般空调都是采用风冷式冷凝器来进行调解温度。一般情况下，空气通过冷凝器来起到制冷的效果，但如果冷凝器翅片上有尘埃黏贴堵塞就需要以更大的压强来迫使空气进入，随着压力的增加，所需消耗的电力也将增多。一般情况下，每升高1kg/cm2相应的能源消耗量将增加7%左右。在制冷系统中蒸发温度也是对能耗影响比较大的一个因素。一般情况下，我们需要保持13℃左右的温差即可，但受制于系统的有效性因素，我们往往要保持20℃左右的温差，即系统中的蒸发温度值将降低，据统计，该蒸发值没降低1℃，同等情况下的能耗将要上升4%。

2 空调制冷系统节能的措施

前文分析了空调制冷系统中对节能效果影响比较大的几个方面，针对以上几个方面，我们可以总结出响应的空调制冷系统节能的措施。

2.1 采用环保型制冷剂

合理选择有效的制冷剂，这对节能并没有直接明显的效果，但它的主要落脚点在于环保，节能的目的之一也是减少能源排放量，保护环境。目前国内国外已经将环保制冷剂的使用上升到非常高的地位，世界各国就制冷剂的使用达成了广泛的共识。欧盟早在2006年就通过了氟气体法，对含有氟的制冷剂的使用有着严格的规定，对于HFCs这类气体只能在缺乏其他可行条件的环境下进行。在2007年《蒙特利尔议定书》的缔约方会议上，缔约方一致同意对当时占主导地位的制冷剂HCFCs（氢氯氟烃）进行限制，逐步淘汰该制冷剂的使用。并且对各个国家制定了具体的淘汰表，发展中国家需要在2010年起逐步降低HCFCs（的数量，并且在2020年削减35%，到2030年则基本上消除使用。发达国家到2020年就要基本停止使用氢氯氟烃。目前已经有部分替代制冷剂问问世，例如碳氢化合物以、人工合成制冷剂。从目前实际使用情况来看，最主要的有R600a、R717、R744、HFCs人工合成剂以及目前正在逐步兴起的CO2等。

2.2 新型压缩机的应用

压缩机是空调制冷系统的关键因素，只有提高压缩机的技术含量，才能为制冷系统整体节能工作提供最终的保障。压缩机属于资本性投资，只有压缩机的性能确定，才能够对后续系统运行进行有效的调节。

目前市面上已经有大量的先进压缩机的存在，接下来笔者就几个比较具有典型的进行简单的介绍。

（1）涡轮压缩机。

涡轮压缩机比较适宜的使用范围主要是在小型的制冷器，对于大型的制冷器而言就显得不那么具有实际效用。涡轮压缩机也可作进一步细分，如数码涡旋压缩机，它通过利用顶部的气腔吸排气来调节电磁阀通断的时间，以此来影响压缩机的吸排气量，最终调节压缩机的容量。这样可以确保压缩机能够有效地调节所需耗费的能源，达到环保的最终目的。例如直流变频涡旋压缩机，该压缩机将其他压缩机上由永久性的磁铁所组成的定子，通过由稀土为原料制作的永久磁钢转换成为转子。这种特殊的结构可以有效降低其他压缩机的电磁干扰、降低噪声以及产生火花等缺陷，使用的寿命也比较长，能够对空调制冷的转速做出迅速调整，并且不会产生涡轮损失。

（2）螺杆式压缩机。

螺杆式压缩机目前已经成为冷水机组上使用的主流压缩机，目前我国螺杆式压缩机的生产在世界上占据一定的优势地位，该类型的压缩机的运用在国内比较普遍。随着技术的发展，螺杆式压缩机已经由两螺逐步向三螺杆转变，成为节能的一个重要发展方向。三螺杆压缩机可以有增强压缩机的平衡性，并且形成两个独立的工作容积，以此来调节排气量，及时有效地应对气压量的变化，有效节省能源消耗。

2.3 制冷系统的合理维护

前两者所阐述的是资本性的投入，是我们节能工作的基础，在此基础上我们需要对制冷系统进行合理的设置，以达到节能的效果，从某种角度而言，这需要空调的使用者积极配合。首先是冷凝器的清洁工作，空气通过冷凝器来进行交换，但冷凝器由于长时间工作容易沾上灰尘，堵塞空气孔，需要更大的压力才能进行空气交换，造成能源的大量损失。因此，我们需要定期清洁，降低冷凝器所需的内部压力。一般情况下一年进行两次清洁是有必要的。其次是合理调控制冷系统的蒸发温度，前文分析了蒸发温度过高会带来不利的影响，目前我们采用的降低蒸发温度的措施有增加制冷剂、保障整个制冷系统的干净清洁。

3 空调制冷系统节能的发展前景

随着人们对节能环保的日益重视，空调制冷系统对于节能的重视程度也日益增加。目前行业节能发展的重点放在新型制冷剂替换以及压缩机技术的更新。但从宏观角度出发，我们需要建立一个有效的国家标准，强化资本投入的硬性要求，提高市场参与者的节能的动力和压力。政府部门需要制定详细的排放标准，对于达不到标准的企业要从市场中淘汰出去，促使整体市场向上发展。