节能减排开启家用空调制冷新方向

前言

对于家用空调我国正式实施了《GB 12021. 322004房间空气调节器能效限定值及能源效率等级》政策，此政策的出台对空调企业敲响了警钟。在当今环境问题日益严重的今天，要想在竞争激烈的家用空调行业提高自己的信誉与知名度，产品质量固然重要，长久来看更为重要的是降低对环境的危害，而空调行业对环境造成直接影响的便是制冷剂，因此高效节能环保制冷剂的使用是家用空调制冷的发展趋势。

1、传统家用空调制冷剂的种类及其对环境的危害

1.1制冷剂的使用历程

古代冰的使用是制冷剂应用的开始，乙醚是最早使用的化学药品制冷剂，随后又有科学家相继提出以CO2和SO2作制冷剂。制冷剂的发展大体经历了三个时期，从19世纪30年代至20世纪30年代可以归为制冷剂发展的第一时期，在该历史时期使用的制冷剂有NH3、SO2、CO2、空气等无机化合物，但是这些无机化合物都存在一些致命的缺点如SO2有毒、空气利用效率低等；由于无机化学物存在以上缺点于是从20世纪30年代到90年代初出现了CFCs和HCFCs制冷剂，但他们对环境产生了严重的危害，造成了臭氧层空洞的严重危害，因此在1990年初我国坚持环保的理念开始研发其他一些替代品；从90年初至今我国的制冷剂都是以HFC为主。我国环境有关部还发表郑重声明：从2010年1月1日起我国全面禁止使用氟利昂类物质作为制冷剂，至此，我国制冷剂的使用开始了新的篇章。

1.2传统家用空调制冷剂的种类

传统家用空调制冷剂有无机化合物、氟利昂22（CHF2CL，R22）、氟里昂502（R502）以及R11、R12、R113、R114、R115、R500等。制冷剂的使用类型与家用空调的制冷效果以及该空调的经济性和安全性都有着密切的联系，但是传统的家用空调制冷剂都存在着一定的缺点，因此开发利用节能环保的制冷剂类型成为家用空调发展的一个重要环节。

1.3传统制冷剂对环境的危害

无机化合物制冷剂包括NH3、SO2、CO2、空气以及CH化合物等，SO2的使用对环境产生毒害作用；NH3作为制冷剂增加室内的碱度，对人体造成不适；CO2的使用会造成空气中CO2含量增加，产生温室效应；而空气的利用 效率又低，因此无机化合物为作制冷剂的使用随着社会的发展很快被淘汰了。氟利昂制冷剂的使用在很长一段时间内占据着空调制冷的市场，但是随着社会经济的发展以及人们环保意识的增强，该类物质的使用引起了众多的质疑。氟利昂类制冷剂的过多使用在给人来生活带来了许多便利的同时也带来了严重的污染，它不仅造成了臭氧层空洞的严重危害，还产生了温室效应，因此，寻找新的节能环保型制冷剂成了家用空调乃至其他制冷领域的重要一课。

2、实现家用空调制冷节能减排的有效方法

实现家用空调制冷节能减排的有效方法不仅要从制冷剂的使用上入手，还要考虑到制冷系统设备的优化情况，二者有效结合，充分实现家用空调制冷环节的节能减排。

2.1节能环保型家用空调制冷剂的研究使用

20世纪90年代限于经济和技术的落后，无机化合物制冷剂如NH3、SO2、CO2、空气以及CH化合物等因未能解决其缺点而被淘汰，但是随着技术的不断发展和进步这些天然的无机化合物制冷剂再次成为人们研究的热点。此外R410A制冷剂成为当前家用空调制冷剂向节能环保型制冷剂过渡的主要的替代品，相对于我国市场上广泛使用的R22家用空调制冷剂，该产品对臭氧层破坏为零，但还是会产生温室效应，其在美国、日本等一些发达国家已经实现批量使用，但在我国市场占有率还比较少；而对臭氧层破坏为零并且产生的温室效应也非常小的R290家用空调制冷剂是未来使用的理想制冷剂，其分子式为C3H8。R290制冷剂有广阔的市场前景，该制冷剂的使用将会对家用空调的节能减排做出巨大贡献。

2.2优化家用空调制冷系统

除了要抓紧研发新的制冷剂外，合理的优化家用空调的制冷系统也能给家用空调的节能减排做出巨大贡献。家用空调制冷系统的优化可以考虑以上几个方面，即室内外循环风量的优化、制冷系统中的蒸发器的优化、制冷系统中的冷凝器的优化和压缩机、制冷管路系统等的优化设计。

2.2.1优化室内外循环风量

室内、外侧循环风量的优化是优化制冷效果的有效途径，优化该步骤要在空调制冷系统的正常运行下，结合室内外风机产生的噪音要求，调节合适的室内外风机转速，把噪声控制在要求的范围内，实现风机循环风量的优化设计。

2.2.2优化制冷系统中的蒸发器

空调制冷系统的蒸发器部件有铝翅片、铜管。铝翅片有波纹片和桥片之分，

考虑到经济因素翅片的厚度有一定的范围。波纹片和桥片各有特点。铜管分为内螺纹管和光管，空调制冷中的铜管规格都为Φ7mm，相对而言，内螺纹管的换热能力高于光管，桥片的换热能力大于波纹片。因此制冷系统中蒸发器的优化就在于铝翅片和铜管的类型选择，通过以上分析可以得出蒸发器的部件选择为内螺纹管和桥片时能够更好的实现蒸发器的优化，提高能效。而在实际应用中还应结合诸多因素，如蒸发器的结构等。蒸发器主要用于室内。

2.2.3优化制冷系统中的冷凝器

冷凝器通常在室外装置，它也是有铝翅片和铜管构成，每年在室外使用的冷凝器由于灰尘的不断不积累造成了其冷凝效果的大大降低，对空调制冷系统的整体制冷效果产生了严重的影响。因此冷凝器部件的选用关键要减少灰尘的积累，这就要求选择使用波纹片和Φ9mm的内螺纹铜管，并且波纹片之间要有一定的距离，这样才能提高冷凝器的冷凝效果。通过优化冷凝器的冷凝效果来提高空调制冷系统的整体优化。

2.2.4压缩机、制冷管路系统等的优化设计

压缩机的类型一般选用滚动转子式压缩机，压缩机的额定制冷量应高于整机的，为了降低成本可以选用能效比在一定范围的压缩机，要想实现压缩机的优化还必须使其在规格书所给出的范围内工作，否则就会造成压缩机的损坏。

此外制冷管路的管径要根据系统允许的压降和流速来确定。不能盲目的使用，对于排气管、输液管、吸气管，流速都有不同的要求。同理其实换热器管内的流动情况也应满足以上条件。只有实现制冷系统的整体优化并结合新型的制冷剂才能真正实现家用空调制冷系统的节能减排。

3、结语

目前的家用空调制冷系统 还存在着许多环境问题，并且随着经济社会的发展，人们的环保意识逐渐加强，最近国家又提出了建设“社会主义生态文明”的需要，因此家用空调的制冷方向必然朝着节能减排的方向发展。而实现家用空调的制冷不仅需要国家相关部门加大力度研发新型环保的R290制冷剂替代对环境造成严重危害的氟利昂类制冷剂，还需要优化家用空调的制冷系统，而实现这两方面的成功并非易事，需要社会的共同努力，真正实现家用空调制冷乃至其他社会领域的共同节能减排。