基于空调制冷系统节能设计的分析

摘要：】随着我国经济发展水平的不断提高，空调制冷设备的使用也越来越普及，在空调制冷设备功能逐渐完善的同时，其性能也趋于优良。与此同时，随着经济全球化趋势的进一步增强，在全球范围内常规能源的消耗量持续增加，其储量也不断降低，导致能源结构失衡，能源价格居高不下。为解决这一问题，各国必须积极调整能源使用结构，提高能源利用率，积极推动节能减排目标的实现。而空调能耗作为全球能源消耗的重要构成之一，在总能源消耗结构中所占比例较高。因此，积极推动节能空调制冷系统更新换代，不断提高其能源利用率，降低能耗和废物排放量，对于提高空调产品的节能效率，顺利完成节能指标意义重大。

【关键词：】空调制冷；系统化；节能设计

1.、空调制冷系统概述

空调制冷系统，主要由冷凝器，压缩机、节流和蒸发器四部分组成，具体工作过程是：低温低压制冷剂蒸汽被压缩机吸入，压缩成高温高压蒸汽后，送往冷凝器；在冷凝器中，制冷剂蒸汽放出热量，由高温高压蒸汽冷凝成高温高压液体；冷凝的高温高压制冷剂液体通过节流元件后，变成低温制冷剂液体，在蒸发器中吸收热量，变成低温低压制冷剂蒸汽。

在空调系统制冷循环过程中，压缩机是输送和压缩制冷剂的心脏；节流器件的作用是节流降压；制冷剂是媒介，主是传输热量；而蒸发器和冷凝器主要承担热量交换的作用。

2.、空调制冷系统节能优化的重要性

空调制冷系统的节能优化有着非常重要的意义，主要的原因在于现阶段的空调制冷系统节能优化有着长远的发展方向，有着良好的发展基础，现阶段的能源问题日益严重，如何更好的对现阶段的能源进行进一步的保护，就是将空调等一些破坏能源的电气进行改良。而空调中，有污染性的地方，主要就是制冷系统中。如何更好的对其中的节能性进行优化，就显得非常重要。

3.、空调制冷系统节能的影响因素

3.1空调制冷系统化中的制冷剂

空调制冷系统化中制冷剂的选择直接关系到空调的制冷系统化的节能环保。早期的空调制冷系统的制冷剂采用CFCs，而现当代空调制冷系统的制冷剂采用HCFCs和HFCs，然而此类制冷剂会对大气层中的臭氧层造成严重的破坏，不是保护环境的理想制冷剂。目前，很多空调系统也有采用二氧化碳、水等物质作为制冷剂，然而二氧化碳容易产生温室效应，对空气环境造成污染，也不是理想的节能环保制冷剂。因此，关于空调制冷系统化中的制冷剂还需不断的开发新的制冷材料取代氯氟氢等制冷剂或二氧化碳制冷剂，以保障空调制冷系统化的节能环保。

3.2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。

3.3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%。

4.、探讨空调制冷系统化节能的相关策略

4.1科学合理的选择新型环保制冷剂

科学合理的选择新型环保制冷剂能有效的减少对环境污染气体的排放量，促进空调制冷系统化的节能环保。目前，新型环保制冷剂已经受到国内外的广泛关注，并对选择新型环保制冷剂达成共识。以往的氯氟氢等制冷剂已经被世界各国逐渐淘汰，而取代氯氟氢等制冷剂的新型环保制冷剂主要有碳氢化合物、人工合成制冷剂等，其中，人工合成制冷剂有R600a、R717以及R744等。通过科学合理的选择新型环保制冷剂，改善对环境污染气体的排放量，从而促进空调制冷系统化的节能环保。

4.2科学合理的选择新型节能压缩机

4.2.1涡轮式压缩机

涡轮式压缩机是一种新型节能压缩机，适用于小型空调制冷系统化中[3]。涡轮式压缩机又可分为数码漩涡压缩机、直流变频涡轮压缩机等。数码漩涡压缩机是采用压缩机顶部的气腔进行气体的吸排来调节电磁阀的通断电的时间，从而影响压缩机的排气量，控制压缩机的容量，进而实现对压缩机能源消耗的有效控制，促进空调制冷系统化的节能环保。直流变频涡轮压缩机是利用其它压缩机上永久性的磁铁作为压缩机的定子以及采用稀土为原材料制成永久性永久性磁钢作为压缩机的转子。此类型的压缩机装置能降低空调制冷系统化装置的噪声，延长空调的使用寿命，并能对空调制冷系统化中的转速作出合理的调整，提高能源的利用率，降低能源消耗，促进空调制冷系统化的节能环保。

4.2.2螺杆式压缩机

螺杆式压缩机作为一种新型节能压缩机主要运用于大部分空调制冷系统化中。现如今我国关于螺杆式压缩机的生产已经处于国际领先地位。为加大空调制冷系统化的节能环保，螺杆式压缩机正逐渐朝着上螺杆式压缩机的转变。三螺杆式压缩机是能有效的增强压缩机的平衡稳定性，并且压缩机具有两个工作容积以调节气体的排放量，从而对压缩机的能源消耗进行有效的控制，实现空调制冷系统化的节能环保。

4.3空调系统日常使用、保养的节能方法

4.3.1定期清理冷凝器

空调冷凝器多采用的是风冷式的冷凝器，采用翅片增加传热面积，强制空气加速流动，达到传热的效果。如果空调长期使用并且不定期清理，冷凝器翅片表面就会粘黏一些飞絮、尘土、小飞虫等，增大风阻和传热热阻，造成冷凝器的冷凝效果下降，冷凝压力升高。相关数据显示，其压力每升高1kg/cm2，就要多耗电6%到8%。清理时机：夏季制冷开始及结束；冬季采暖开始及结束。

4.3.2监测空调系统的冷凝温度

一些厂家在生产空调时，为了节约成本，配置的冷凝器，仅仅可以满足标准实验室工况对制冷量、消耗功率的测试要求。当环境温度超过35℃或冷凝器散热不良时，空调系统的冷凝温度就会升高，造成制冷量减少，压缩机功耗增加，大大降低空调的制冷的效率。

因此，要监控夏天空调系统的冷凝温度，如果发现在夏天制冷空调冷凝温度异常，总是频繁的报警且多次冲洗外机无果后，就需要更换冷凝器来解决。

4.3.3制冷剂充装

维修空调时，制冷剂充装不宜过多。过量的制冷剂会占用冷凝器内部空间，使冷凝的效果变差，导致冷凝器内的压力变大，空调冷凝温度升高，造成制冷量下降，压缩机功耗增加，所以不是制冷剂加的越多越好。

5.、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。

6.、结语

空调在给人们提供舒适环境的同时，又消耗了大量的能源，所以我们必须考虑节能控制，针对不同的问题，提出相应的控制措施，使空调系统发挥最佳的运行效果，实现可持续性发展。同时我们也应当积极开发新能源，积极推动太阳能、地热能、原子能等新能源在建筑中的应用。

参考文献：

[1[1]]王起霄，刘淑静，汝长海.变频空调的性能研究[J].哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2001.

[2][2]马娟丽.中央空调系统的最优化运行[D].西安科技大学，2006.