空调系统节能措施的探讨

苗立亚

【摘要】本文首先介绍了当前空调使用能耗的状态，然后着重对空调系统节能的重要性进行了分析，再探讨当前空调系统节能的大方向，通过分析和探讨找出空调系统节能的有效方式，人文只有在实际空调使用过程中，从多个方面节省能源，强化能源使用率，才能为未来节省更多的能源。

【关键词】空调系统；节能能源；节省方式

1.前言

目前，世界能源逐渐显现出紧张状态。由于我国经济的快速发展，能源消耗、环境污染成为了我国未来发展的头等问题，使相关部门不得不开始注重对空调能源的合理高效使用。关于如何正确地对空调系统进行节能，需要从空调使用环境和空调系统设计等多个大方向来展开分析和探讨。

2.合理的空调风道曲线

风量的要求是设计风腔首先考虑的问题，风腔也就是蜗壳。蜗壳作用：将离开叶轮的气体集中、导流，并将气体的部分动能扩压转变为静压。

风道曲线是影响风量主要因素，除此之外还有进风面积、出风面积、蒸发器厚度和片距、风扇和电机转数等。在大概确定了上述影响因素后，再绘制风道曲线。

风道曲线为对数螺旋线、简化为阿基米德螺旋线.它的大概推论如下：

首先基于两个假设：

2.1蜗壳各不同截面上流过的流量Qφ与该截面和蜗壳起始截面之间所形成的夹角φ成正比

Qφ=Q*φ/2π

2.2已知气流进入蜗壳不再获得能量，当不计壁面摩擦对气流的作用时，则气流的动量保持不变.即蜗壳内任意截面上的气流圆周分速度V与其所在半径R的乘积保持不变。

V*R=V2*R2=常数

根据上述假设来推倒蜗壳内壁型线。对于空调而言，因转数较低，采用可取第一项便可因后面项数占的比例较少.即

Aφ= R2mφ

就是阿基米德螺旋线

A=Q/B*V2

3.合理利用毛细管和制冷剂灌注量的关系

毛细管作为一种简单、可靠、廉价的节流元件，广泛应用于小型空调制冷装置中。毛细管特性对制冷装置的系统性能影响显著。制冷剂灌注量与制冷装置的工作特性紧密相关，特别是对于以毛细管作为节流元件的制冷装置，由于毛细管的调节能力远比膨胀阀要差，灌注量的变化更明显地影响着系统性能。

通过大量实验验证可知毛细管和制冷剂灌注量存在如下关系：

3.1在灌注量一定的情况下，随着毛细管长度的增加，制冷量增加，并且达到一个最大值，其后便随着毛细管长度的增加而制冷量降低。这是因为，在毛细管较短的情况下，节流阻力较小，进入蒸发器的制冷剂量过大，致使蒸发器出口过热度为零，甚至于少量制冷剂进入压缩机，在压缩机壳体内蒸发，整个循环存在有较大的有害过热部分。随着毛细管长度的增加，毛细管的阻力增加，蒸发压力和蒸发温度降低，有害过热部分减小，制冷量增加，但随着长度的继续增加时，沿着毛细管长度方向的制冷剂闪蒸量增加，导致制冷剂流量降低，制冷量下降。

3.2在毛细管长度一定的情况下，随着制冷剂灌注量的增加，制冷量增加，后来便趋于缓慢。在灌注量较小的情况下，毛细管入口不能形成液封，因而，进入毛细管的制冷剂为气液两相，流动阻力较大，制冷剂质量流量小，这时的制冷量主要取决于通过毛细管的质量流量。随着灌注量的增加，进入到蒸发器的制冷剂量增大，制冷量随之增加，灌注量继续增加，当毛细管的液封作用形成后，通过毛细管的质量流量基本上达到最大值，如果灌注量继续增加，实际进入蒸发器的制冷剂增加得很少，此时灌注的制冷剂将存留于冷凝器，继而影响了冷凝器的传热面积，使冷凝压力升高，致使制冷量逐渐减小。

4.最佳的换热器设计

确定原则：选择换热效果好的流路，防止凝露（使空气阻力增加，风量减小，传热恶化），流路均匀，配合风量的分布。

（1）从换热器流路考虑：蒸发器（冷凝器）中部和出口的饱和温度差不大于2℃，各出口间温度差不大于3℃；前者是考虑到冷媒流动阻力，充分发挥压缩机能力；后者是考虑到冷媒分配的均匀性，充分发挥蒸发器换热能力；

（2）对于双排换热器，采用‘U型回路，以利于在不同工况下换热器都处于良好的换热状态；从配管简化角度考虑，也可以采用上进下出分段设计；对于必须采用分流管才能分流均匀的换热器，应尽量采用ф5×3.5以上的规格铜管，且尽量使分流管长短一致及盡量的短，以提高制冷系统在变工况下的使用性能；为强化换热，双排冷凝器可采用外排片距宽、内排片距密以提高风量及使内外排换热负荷均衡等，也可以采用内外U型管规格如管径、是否内螺纹等设计，在保证换热能力的前提下降低成本；

（3）蒸发器输入管（制冷状态下）应在循环空气流的迎风面，有利于减少制热状态下的不可逆换热。

（4）从设计上要考虑蒸发器与出风框接水槽底部及侧面不能直接接触，以免形成‘冷桥，进而使结构件外表面形成凝露；如果风量过小，出风温度低时，出风口及导风板易形成露；如果蒸发器流路设计不合理或单路U型管过长或换热面积过分大，在接近凝露工况下运行时，U型管尾端形成循环空气‘热通道，冷热空气混合后易形成喷水滴现象；同理，再保证空调器能力的情况下，应尽量使用流量大的毛细管，同时蒸发器分流管流量的设计以尽量的大为原则，以满足在冷露工况下蒸发器不偏流和冷媒流量不至于减少太多而造成U型管尾端过热严重，一般要保证压缩机回气温度不高于20℃。在具体实验中，还要不断地改进系统。

5.及时除霜提高制热效果

热泵空调器目前是消费者首选。热泵空调器夏季制冷，冬季供暖，全年长期运行。特别是在冬季供暖运行期间，当室外侧换热器表面温度低于零度时，换热器表面会出现结霜现象。换热表面上的积霜如不及时清除，将堵塞空气通道和减少传热表面，空气的流动阻力显著增大，换热效率明显降低，使空调的总体性能下降。因此，必须适时进行除霜，以保持系统高效率运行。在空调运行中准确地控制融霜时间和次数是节能的关键。

6.新型能源的利用

6.1使用太阳能

太阳能作为清洁能源之一，因此如何从太阳照射中收集热量和存储热量是使用太阳能的基本要素。收集热量需要研制集热器，通过相关设备将太阳照射的光照转化成所需要的热能，然后将这些热能进行控制，以水为媒介来传递能量。其中蓄热槽就是一种可以将热能有效储存起来的设备。在需要热能的时候，蓄热槽能随时提供能量。在空调系统中可以充分运用太阳能，来使制冷机组产生热源。同时，还可以利用太阳能起到去湿效果。

6.2使用地热能

地表随时都在散发着热量，有效地吸取地表所产生的热能，在冰天雪地的冬季可以将其运用到采暖过程里。而在夏季可以反向将室内热量收集起来，将其传递到地质中去。这一过程有着诸多的作用。首先，可以根据这一过程，来了解该片区域里电能消耗程度和使用情况。其次，可以检查相关线路的损耗情况，从而为各种通路工作提供重要的参数。还可以从中发现电网存在的线路问题，帮助开展电路工作，来进行线路监测。最后，还可以借此查明线路损坏的原因，从而调整工作内容进行整改工作。

7.节约能源的必要性

中国人口占据世界前列，并且我国所拥有的能源较少，资源贫乏。再加上我国对于能源的利用和转化程度较低，使得我国能源消耗巨大，未来能源少之又少。在21世纪初，我国电力能源负担越来越重，空调系统的使用面临着诸多问题。因此，为了使子孙后代能够正常生活，必须不断节省能源的消耗，强化能源利用率，实现可持续发展，来降低能源短缺对国家未来发展的影响。

结论

综上所述，面对当代我国所出现的能源问题，我国需要予以极大的重视。在空调系统的使用上，通过空调系统设计方面的进行优化和改善，并适当控制其能源的损耗的同時，要适当利用太阳能、地热能等新能源从而最终起到节约能源的作用。

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