空调制冷系统自控节能设计分析

摘要：空调系统的应用与普及，在改善人们生活质量方面发挥了重要作用，但是空调能源消耗问题也越来越受到重视。空调制冷系统的节能设计是实现空调节能的主要方向，通过科学的节能设计，可以提高压缩机的有效利用率，同时保证空调制冷系统的高效、节能运行。 随着我国经济的不断发展，电气设备在我们日常生活中的应用也越来越广泛，它为我们的生活带来了大量的便利。但同时，电气设备的使用对能源的需求较为巨大，其中制冷行业已经成为我国家电中重要的一个行业。据统计，我国建筑物能耗已经占我国整体能耗的40%，其中建筑物空调设备占建筑物能耗的30%左右。因此，加强对空调的维护管理与进行技术改造，使空调的制冷系统更好的实现节能降耗，十分必要。 1影响空调节能的主要因素 1.1蒸发温度 蒸发器内制冷剂蒸发的温度比空气温度低，机房的热能才会转给制冷剂，制冷剂在吸收了热量后挥发成气体状态，并由压缩机吸走，从而使得蒸发器的压力不会因为挥发气体过多而升高，影响空调的制冷效果。 为了减少影响蒸发温度，对空调的专项调试的方案应认真编写与制定，空调的施工与管理者还应对空调的冷却水与冷冻水的水压试验进行论述，对于管道的冲洗、冷凝水中坡度的调整以及各系统中风量与噪音的调整等都应进行调试，进而采取合理的措施加以改进。此外，对空调系统的联动调试工作需要和其他的专业配合进行。空调的施工与管理者应该积极主动配合有关单位的工作，必要时更应该提供帮助，确保空调系统的联动调试工作顺利完成，做好调试及工作记录以及资料存档的工作，以免日后出现故障能有资料供参考。 1.2膨胀阀开启度 可以依据厂商提供的热力膨胀阀调整参数，对空调制冷系统中膨胀阀的开启度进行定期测量，确保其的热度适中，先停机，把温度表探头插到蒸发器内的保温层中，读出温度，记为T1；将压力表和压缩机的低压阀三通相互连接，将蒸发器的出口压力读数对应温度记为T2。进而开机，使压缩机正常运行15分钟以上，待进入正常的状态之后，确保系统的压力与温度均达到恒定的值，此时的高压压力的值为8Kg/cm2，且其的高压开关为闭合的状态，因此无需进行特别的处理。当T1与T2出现温度差时，两温度的读数之差即为过热度，读数时应该同时读出两个读数，确保膨胀阀的过热度范围在5℃到8℃之间。 1.3冷凝压力 机房空调通常采用风冷式冷凝器，它主要由多组盘管组成，并在盘管外添加肋片，以增加空气面的传热面积。同时，利用风机加速空气的流动，以增加空气面的传热效果。因肋片的间距较小，加上机房空调长时间工作，有很多杂物附着在冷凝器翅片上，从而致使空气不能最大流量的通过冷凝器，热阻增大，极大的影响传热效果，从而导致冷凝效果下降，高压侧压力不断升高，制冷效果在降低的同时，也消耗了更多的电力。本文曾参加过某大型商场空调安装调试工作，我们结合当时空调的使用环境和实际工作经验，根据空调通风口的状况，对空调外机进行清洗，提高了空调的散热效果，解决了空调制冷差的问题，同时还节约了大量的能源。 2空调制冷系统自控节能设计 2.1设计原理 当空调器在通电之后，压缩机吸入制冷剂中的低压蒸汽，并将蒸汽压缩成高压蒸汽，进而排到冷凝器。轴流风扇也将吸入的空气向冷凝器传输，将制冷剂散发出的热量带走，空调制冷剂中的蒸汽也会凝结成高压液体，并通过过滤器与节流机构，喷到蒸发器，进而蒸发、将周围的热量吸取，进行空气的热交换，最后将冷空气向室内输送，如此循环，达到了降温的作用。 为了减小压缩机的功耗，就需要设计出高性能的热交换器从而降低冷凝压、提高蒸发压。在规定模式中，将风机的风量设定为根据噪声的最大上限值所决定的风量。由于风机的输入功率在整体的输入功率中所占的比例较大，特别是装于室外的空调，则需要将风量改设为比额定模式中风量小的风量。 2.2空调制冷系统优化设计 （1）技术参数的确定 对空调进行制冷系统优化设计中最重要的是按空调的型号，对整个空调技术参数进行确定，有详细的技术规范，将各个部件的技术指标进行明确。还有一些结构上的参数，使用的制冷剂的流动方向、传热管的大小，空调叶片的形状、距离等。空调循环风量大小的指标，比如说将空调电机的转速、功率等参数进行优化设计等。对空调的制冷系统进行优化设计时为了减少资源的浪费，降低空调的能耗，提高资源的利用率。 （2）冷水机组的选择 对空调冷水机组的选择，优先选用能量调节自动化程度较高机组。在一般的情况下，冷水机组是处在高效率的负荷范围内，主要是通过对冷水机组进行控制，将冷水机组的负荷分布进行调整，让其处在最好的状态，在工作中节约能源，降低能耗，同时将空调的成本进行相应的降低。冷水机组台数不应超过4台，单机制冷量的大小应合理搭配。在一般的情况下，冷水机组是处在高效率的负荷范围内，主要是通过对冷水机组进行控制，将冷水机组的负荷分布进行调整，让其处在最好的状态，在工作中节约能源，降低能耗，同时将空调的成本进行相应的降低。 （3）变频器的应用 空调是由很多系统组成的，能够影响冷水机组工作效率和两种水的温度的是冷却水泵的变频，也会影响到冷却塔的工作效率。单独使用变频器时，会因为没有对其进行整体控制，进而影响到冷水泵的节能作用，即使有节能功能也不能进行节能，相反会增加能耗。冷却水泵的变频还会影响到冷冻水的出水温度，如果只是单独的使用变频器，就会影响到冷水机组的工作效率。 变频控制只是以温差作为反馈信号，如果温差变化很大，就会将空调系统对负荷的敏感度，使空调整体系统处在不稳定的状态中。如果以压力为反馈信号，因为其变化很快，也会形成变频器出现频繁工作，导致空调整个系统处于振荡状态。空调的变频选择不合适，会影响到空调的工作效率，增大能耗，将冷却水泵变频的节能作用进行消除。对空调温差控制设定，让其在部分负荷下可以进行节能工作，起到空调自控节能的目的，但是温差的控制要保证在100%的冷冻水和冷却水流量下进行。 （4）新型压缩机的应用 压缩机是影响空调制冷系统节能的主要因素，提高压缩机的技术含量也就为制冷系统节能提供了保障。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。 （5）优化冷却系统 对冷却水和冷冻水系统进行的优化设计：冷冻水系统进行失衡管道的改造；在冷冻水和冷却水总管上分别安装温度传感器和变频器；冷水机组中的冷冻（却）水总管上安装压差计、流量传感器；将冷却水和冷冻水的水阀进行控制，让其跟着冷水机组的加卸进行运动。 3结语 空调制冷系统节能设计的主要任务是减小压缩机的功耗，为了使压缩机的功耗减低，就需要降低压缩机的排气压力，并且提高压缩机的吸气压力，同时减小制冷剂的循环流量。要达到以上的目的，就要从以下几方面做起：使用高效率的压缩机和电机，降低风机和电机的损耗；提高热交换器的热交换性能；掌握好室内、外风机的风量；改善热交换器的回路平衡性；掌握好电子膨胀阀的最佳开度。