浅谈制冷空调的节能技术

王荣梅

摘 要：节能减排是实现社会可持续发展的重要措施，而作为能耗大户的空调系统，其节能设计有着重要的现实意义。文章主要针对空调制冷系统的节能降低措施进行研究。

关键词：空调；制冷系统；节能设计

1 影响空调制冷能耗的主要因素

由于投资初期已经决定了压缩机的效率，因此对空调制冷系统产生直接影响的因素主要包括以下几个方面：首先温差。一般情况下蒸发器内制冷剂蒸发的温度必须低于空气温度，才能将机房中的热能转给制冷剂，压缩机再将挥发成气体状态的制冷剂吸走，促使蒸发器的压力保持平衡状态，整个过程中由于温度会升高，所以空调的制冷效果也受到直接影响。在制冷空调系统中，制冷工作时的能耗、空调的投资成本来决定实际温差的大小。其次，膨胀阀开启度。要对膨胀阀的过热度进行定期检测，参照相关说明书对其开启度进行调整，使其过热度保持在5℃～8℃的范围内。最后，一般情况下风冷式冷凝器比较常用，其结构包括多组盘管，且为增加空气面的热传面积，盘管外还添加肋片，并且风机转动加速空气流动，以保证空气面的传热效果。由于肋片间距相对较小，且空调运行时间长，冷凝器翅片上容易附着杂物，导致冷凝器热阻增加，从而影响其冷凝效果，增加电能消耗。

2 制冷系统的节能设计

2.1 合理选择设备

首先要尽量降低压缩机的消耗功率，保证压缩机的工作效果。如果是变频空调系统，还要注意合理选择压缩机的运转频率，保证其处于额定状态下运行；其次，要保证热交换器的性能。从某种程度上讲，制冷剂的冷凝压与蒸发压是由热交换器的性能来决定的，即冷凝压越低、蒸发压越高，则压缩机就会获得比较小的功耗，反之则功耗会增加。因此要保证热交换器的高性能才能进一步降低冷凝压、提高蒸发压。

2.2 合理选择设计参数

一方面要掌握合适的风机风量。因为风机的风量与压缩机的输入功率成反比关系，即风机风量越大，压缩机输入功率就越小，相应的会增加风机的输入功率。因此要保证风机风量选择的合理性。设计过程中，如果系统规模已经确定，则根据噪声的最大上限值所确定的风量即为风机风量；对于变频空调而言，由于在整个系统的输入功率中，风机的输入功率所占比重较大，尤其是室外空调，因此在选择实际风机风量时要小于额定模式中的风量。另一方面，要减少压力损失。热交换器的性能、风机的风量决定了冷凝压力和蒸发压力，而这两个参数又对压缩功耗产生直接影响，由于从压缩机排气口到冷凝器入口、再从蒸发器出口到压缩机吸气口会产生压力损失，从而对压缩功耗产生影响，因此要尽可能降低压力损失。

2.3 合理选择适用的节能措施

首先利用设备自动控制技术实现空调末端设备的控制。一般情况下通风系统均有自控功能，其可以实现对空调末端一系列设备运行状态的实时监测与控制，比如新风机、回风机、变风量风机及风机盘管等，从而降低整个空调系统的功耗。自动控制技术是利用直接数字控制器，对检测到的设备运行数据进行分析，实现对设备的数字化控制。其次，对于中央空调系统而言，可以利用变频技术对其水泵及风机进行控制。变频器可以准确采集到空调中的相关运行数据，比如水压差或温差等，然后对水泵及风机进行直接数字调节，降低空调的电能消，实现节能目标。最后，还可以采用动态变流量控制技术。制冷空调运行过程中负荷发生变化在所难免，利用动态变流量控制技术可以对系统采集数据进行模糊运算，对冷水机组及冷动风机的运行状态参数进行实时调节、控制，促使冷水机组的工作状态发生改变，包括冷冻水、冷却水的流量、冷却风机的风量等各项参数，保证冷水机组处于最佳的运行状态。当冷水机组处于运行状态时，系统还可以对采集到的数据进行模糊运算，分析出合理的控制参数，再将这些参数分别传送至冷水机组、冷冻水控制子系统、冷却水控制子系统及冷却风控制子系统等，以保证整个系统均处于平衡的运行状态，最终实现节能降耗的目标。

3 制冷空调系统中新型节能技术的应用

随着科学技术的不断进步，越来越多的新型节能技术被广泛应用于制冷空调系统中，下面主要介绍两种：一是热声制冷技术，该技术是本世纪初出现的一种新型制冷技术，相比传统的蒸汽压缩式制冷系统，热声机的优势十分突出：比如该技术采用的是惰性气体或相关混合物作为工质，无需使用制冷剂，最大程度上降低制冷剂对臭氧层的破坏，加重温室效应；并且热声制冷技术结构简单、可靠性强，无需使用贵重材料，大大降低了投资成本；此外，其设备结构中不存在振荡的活塞、油密封、润滑等运动部件，大幅增加了其使用寿命。与传统制冷系统相比，可以说热声制冷技术近乎完美，因此可以断言，其将成为新一代制冷技术的发展方向。

另外一种即是人工智能技术。可以说人工智能技术的出现与发展是当代科学技术进步的里程碑。现在人工智能的应用领域还局限于智能控制、故障检测及诊断、负荷预测等，尽管其可以克服传统仿真技术的诸多不足之处，但是短期内其部分功能仍然无法达到仿真技术能够实现的效果。因此，在制冷空调应用领域，可以将人工智能与传统仿真技术互相结合应用，实现智能化仿真，二者取长补短、相辅相成，因此仿真技术与人工智能技术可以在理人论上为制冷空调的准确控制提供可靠依据。制冷系统实现计算机自动控制，可以最大程度上保证控制器的冷量输出，更加安全、可靠，并且可以保证空调系统处于最佳的经济状态运行。由此可见，空调系统的控制中，加入一系列的自适应控制与智能控制方法，与常规控制系统相比，智能控制系统会获得更高的能效比。

参考文献

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