制冷空調能耗及減排節能技術(shù)研究論文
摘要：隨著(zhù)全球范圍內能源緊缺程度的不斷加劇，節能減排及能耗控制成為了電器類(lèi)產(chǎn)品研究的重點(diǎn)課題。在耗能設備中，制冷空調系統屬于最為常見(jiàn)之一，運行過(guò)程中消耗大量電能。本文簡(jiǎn)單闡述了制冷空調耗能原理，從開(kāi)源、節流兩個(gè)方面分析了制冷空調控制能源消耗的方法，并研究了幾種節能減排技術(shù)。
關(guān)鍵詞：制冷空調；節能減排；能源消耗；技術(shù)措施
隨著(zhù)人們生活水平的不斷提高，對生活質(zhì)量的要求也隨之升高。在炎熱的夏天，制冷空調使用率逐漸升高。在制冷空調這一高耗電設備逐漸普及過(guò)程中，大量電能的消耗造成能源短缺加劇。據調查，在夏季建筑整體能耗約有四成為制冷空調系統消耗，且多數時(shí)間壓縮機處于低負載運轉狀態(tài)。本文以制冷空調的節能減排為主線(xiàn)，研究了能耗控制方向及常見(jiàn)的幾種技術(shù)。
1能耗控制方向
1.1開(kāi)源方法
�。�1）應用燃氣空調。熱水器可分為電熱水器及燃氣熱水器兩種，制冷型空調同樣可利用燃氣提升能源利用率，降低電力消耗。若應用燃氣空調，可顯著(zhù)控制電網(wǎng)峰谷差并控制使用空調引發(fā)的環(huán)境污染。早在20世紀90年代中期，日本已經(jīng)推廣燃氣空調，但在我國仍未普及。應用燃氣空調可對冬季及夏季空調所消耗的能源量加以平衡，不僅對發(fā)電設備的經(jīng)濟投資起到顯著(zhù)控制作用，也可大力提升電力設備在各季節運轉利用率。（2）應用蓄冷型空調。蓄冷型空調工藝已經(jīng)在某些發(fā)達國家應用并得到了大力推廣。這一技術(shù)大多用于中央空調和局部區域制冷裝置之中，對于環(huán)境保護、經(jīng)濟發(fā)展及能源利用有益。蓄冷型空調的研發(fā)與應用讓中央空調裝置及局部區域制冷裝置在能源消耗上明顯節約，對于能源的高效率利用有益，這一新工藝可稱(chēng)之為成熟型節能。
1.2節流方法
�。�1）運用變頻工藝。變頻工藝建立在計算機技術(shù)、電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)以及控制技術(shù)基礎之上。通過(guò)變頻器來(lái)控制電路以及逆變電路提供直流電源，從而得到高質(zhì)量直流電源并將電路輸出的直流電源轉化為電壓與頻率，調節電機轉動(dòng)速度，提升設備性能。在制冷空調中，變頻工藝主要應用于風(fēng)機裝置、涼水塔旋轉風(fēng)機、冷凍型水力輸送泵、風(fēng)量?jì)�、冷卻型水力輸送泵、冷水型動(dòng)力裝備等。（2）熱力再利用。向外排風(fēng)的熱量、冷量以及氣體液化熱回收被稱(chēng)為熱力回收。通過(guò)回收之后的能源再利用可明顯降低能源消耗，控制無(wú)效外排量，熱力回收的重點(diǎn)在于幫助控制熱負載。根據研究發(fā)現，熱量回收再利用率可達到40%以上，有效降低了對周邊環(huán)境的熱力影響，符合節能減排觀(guān)念。
2節能減排技術(shù)研究
2.1太陽(yáng)能技術(shù)
在能源緊缺的今天，太陽(yáng)能的利用可謂一種無(wú)運輸、安全、開(kāi)采方便、清潔性高的優(yōu)勢資源，不但能用于供熱，還可應用于制冷方面。在制冷空調的工藝上，太陽(yáng)能可將熱能與光能實(shí)現光電轉換，實(shí)現用電制冷和熱驅動(dòng)制冷�，F階段，采用太陽(yáng)能能源作為制冷空調的能源來(lái)源可分為以下兩種技術(shù)：吸附式制冷與吸收式制冷。（1）吸附式制冷。吸附式制冷多用于制冷量偏低的制冷空調系統中，常用于家用空調制造�；钚蕴俊兹┫到y可利用太陽(yáng)能實(shí)現冷媒水泵運轉達到制冷效果；硅膠—水系統在熱源溫度上僅需65℃左右即可驅動(dòng)。吸附式制冷具有節約能源、環(huán)境污染小、每日持續運行時(shí)間維持較長(cháng)的優(yōu)勢。相對于傳統系統而言，通過(guò)太陽(yáng)能驅動(dòng)吸附硅膠轉輪可結合空調形成混合式系統，不僅可達到較好的降溫、除濕效果，還可明顯提升工作效率，在經(jīng)濟性上較強。（2）吸收式制冷。傳統太陽(yáng)能的熱制冷常見(jiàn)于太陽(yáng)能溴化鋰吸收方式，約需85℃左右熱源方可啟動(dòng)。這一溫度要求較高的太陽(yáng)能集熱裝置性能，若通過(guò)兩級系統則熱源溫度需達到130℃以上。若能夠通過(guò)高效太陽(yáng)能集熱裝置，其熱源溫度可控制在140℃左右，聯(lián)合輔助熱源便可對雙效溴化鋰吸收機組產(chǎn)生驅動(dòng)作用。這一方式雖然沒(méi)有充分利用太陽(yáng)能這一自然資源，但相對于燃氣和燃油這類(lèi)資源的消耗而言經(jīng)濟性上明顯更強。
2.2變頻技術(shù)
壓縮機是制冷空調能耗消耗量最大的部分，傳統空調系統的啟動(dòng)與停止多依靠壓縮機完成，對室內溫度的調節同樣需消耗大量能源，并在壓縮機加速過(guò)程中磨損各個(gè)零部件，對空調正常使用壽命產(chǎn)生影響。變頻技術(shù)下，空調的壓縮機部分可完全避免出現這類(lèi)現象，其利用變頻器對轉速加以調節，從而達到控制制冷劑流量，改變室內溫度的效果。（1）變頻空調的應用優(yōu)勢。變頻空調是現階段人們購買(mǎi)家用空調的首選，相對于定頻空調而言，變頻能夠在能源節約上體現出明顯優(yōu)勢。其內部裝設有變頻控制器，通過(guò)對壓縮機轉動(dòng)速度的'調節以及對制熱量、制冷量的連續性調節，讓變頻空調更符合人體舒適度要求，因此在家用空調中應用廣泛。應用變頻空調時(shí)，室內溫度連續曲線(xiàn)可幫助達到降噪、舒適、節能效果。①自動(dòng)啟動(dòng)功能。能夠幫助使用者在突發(fā)狀況下，例如突然停電再來(lái)電時(shí)，由于不必受到傳統空調器限制，因此在來(lái)電后可自行啟動(dòng)，無(wú)需像傳統空調一樣需手動(dòng)啟動(dòng)。這一優(yōu)勢可加速空調啟動(dòng)并讓其盡快進(jìn)入到正常運行軌跡，讓系統更具穩定性。②提升性能。變頻空調可加快空調的制熱速度以及制冷速度，由于現階段人們對空調性能要求較高，利用變頻技術(shù)可在每次啟動(dòng)過(guò)程中在功率上處于最大額度，此時(shí)風(fēng)量最大，在短時(shí)間內便可達到設定溫度。達到預計溫度時(shí)，壓縮機轉速會(huì )自動(dòng)下降，并維持低能耗狀態(tài)。這樣不僅可以在更短時(shí)間內達到人體舒適程度，還能在維持設定溫度前提下避免壓縮機頻繁開(kāi)停，對于壓縮機的耗電量可明顯控制并延長(cháng)壓縮機壽命。③制熱效果強。在低溫環(huán)境中，變頻空調制熱能力明顯更高。相對于傳統空調器而言，變頻空調制熱量可達到150%效果。（2）常見(jiàn)變頻技術(shù)。變頻空調開(kāi)機后，壓縮機能夠讓空調以較大功率快速制冷，并在短時(shí)間內接近預計溫度，在達到計劃溫度后便轉入低速運行狀態(tài)，以維持室內溫度。這一操作可讓壓縮機節約能耗20%左右，在相關(guān)技術(shù)上可分為以下幾種。①稀土永磁電機。這類(lèi)電機的轉子為稀土永磁，能夠幫助壓縮機在較寬幅度的頻率及電壓范圍內實(shí)現高效率運轉，達到節能效果。②模糊控制技術(shù)。這一技術(shù)可幫助變頻空調自動(dòng)感知室外溫度變化并加以調節，讓室內溫度始終維持在設定溫度左右。③超寬變頻。超寬變頻通過(guò)微電腦技術(shù)控制，可在短時(shí)間內測量出環(huán)境變化，并精確判斷溫度改變，讓室內溫度維持在設定溫度恒定狀態(tài)。
2.3蓄冷技術(shù)
傳統蓄冷技術(shù)包含水蓄冷以及冰蓄冷兩種，現如今不乏一些新型蓄冷技術(shù)為制冷空調提供了能源消耗控制幫助�，F階段新型蓄冷技術(shù)，可從以下幾個(gè)方面展開(kāi)討論。（1）水合物漿體。水合物漿體指的是在常規大氣壓力下，一部分氨鹽溶液受到壓力影響生成類(lèi)似于冰漿狀態(tài)的漿體，為籠狀水合物。相對于傳統冰漿生成裝置而言，水合物漿體在生成難度上明顯更低，現階段空調中應用的冷量傳送介質(zhì)以及蓄冷介質(zhì)為此類(lèi)漿體。相變溫度處于0～12℃之間，調節難度較低，蓄冷密度可達到冷凍水的三倍左右。（2）水油蓄冷。水油蓄冷其傳熱流體為水，并使用石蠟之類(lèi)的油類(lèi)物質(zhì)作為變相蓄冷介質(zhì)，由于密度差關(guān)系可調配成流體狀態(tài)。在密度差值明顯偏大狀態(tài)下，石蠟之類(lèi)的油類(lèi)物質(zhì)以及水能夠處于相互分離狀態(tài)，繼而調配成流體狀態(tài)，在蓄冷系統中以十四烷為石蠟。（3）共晶鹽。共晶鹽蓄冷材料最早在日本被研制，其主要成分為十水硫酸鈉，經(jīng)過(guò)添加劑的化學(xué)變化后，相變溫度可控制在9℃左右，因此對于常規制冷空調而言可應用于機組蓄冷之中。共晶鹽的蓄冷密度相對于水而言可達到3.5倍左右，但其有一明顯缺勢，即易發(fā)生老化，影響到蓄冷持續能力。若在未來(lái)研究中能夠通過(guò)共晶鹽并提升其抗老化功能，共晶鹽必將成為蓄冷首選。
3發(fā)展趨勢
除了在制冷空調節能減排技術(shù)層面加強空調研發(fā)之外，還應注重制冷空調的能效標準。能效標準的合理制定有利于空調生產(chǎn)商及研究廠(chǎng)家更注重能效的控制，通常每隔5年我國修訂一次節能減排要求。根據現階段已經(jīng)制定的相關(guān)標準而言，能效標準正逐漸重視能源效率比，對空調的能效指標起到顯著(zhù)性指導作用。同時(shí)，通過(guò)運行季節的區分來(lái)對能效展開(kāi)衡量，讓能效標準更具針對性與科學(xué)性，對空調的節能減排起到明顯促進(jìn)作用，可促使我國空調產(chǎn)品盡快接軌于國際水平。
4結語(yǔ)
綜上所述，對于制冷空調而言，節能減排是現階段研究的重點(diǎn)課題以及未來(lái)發(fā)展趨勢。能耗的控制需從多方面展開(kāi)，并在相關(guān)技術(shù)上不斷投入，在意識上也應重視環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展之間的協(xié)調性，讓節能減排技術(shù)及能源控制思想真正體現在制冷空調中。
參考文獻：
[1]戴銳青.制冷設備冷凝壓力及冷凝溫度的節能控制研究[J].科技創(chuàng )新與生產(chǎn)力,2013,No.23205:82-83+88.
[2].關(guān)于召開(kāi)2013年中國制冷空調工程節能減排新技術(shù)研討會(huì )的會(huì )議通知[J].制冷與空調,2013,v.1308:108.
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