关于空调制冷系统的节能优化

陈超新

【摘 要】空调作为一种夏季消暑必备的家用电器，随着我国经济的飞速发展和人们生活水平的提高而走入了千家万户、各大商场以及娱乐场所。在人们的生活水平不断提高的同时，人们的环境保护意识和节能意识也在逐渐地增强，不仅仅是追求空调的制冷效果，而且更加注重空调制冷系统的节能优化。本文在此将对空调制冷系统进行研究，分析空调制冷系统的运行情况，以及空调制冷系统在运行过程中耗能的所在部位，并且有针对性地提出一些优化节能方案，以供大家参考。

【关键词】空调；制冷系统；节能优化

0 前言

21世纪的人们更加注重节能环保，无论是在建筑材料行业，还是餐饮行业，亦或是家电行业，没有一家不将节能环保引入设计理念当中，各种比拼都围绕着节能技术的更优、更强而展开。空调作为一种必备的家电，制冷系统的节能优化势在必行。因为全球的空调使用量大得惊人，如果能减少一焦耳的能量消耗，那么节省下来的能量可以供一台空调最大马力全天开动一年。除此之外，空调制冷系统减少了能耗，还意味着减少了二氧化碳及其他废气的排放，减少一些有害气体的排放量，进而可以保护环境安全及人身安全，可谓一举多得。那么如何对空调的制冷系统进行节能优化。本文在此将会探究空调制冷系统的运行原理，指出空调耗能的部位，并且将会提出一些合理化措施，在某些方面促进空调节能优化，以达到人们满意的节能效果。但本文所提的意见也仅供参考。

1 空调制冷系统的概述及耗能问题

1.1 空调制冷系统的概述

一般家用的空调制冷系统由制冷剂和四大部件组成，即压缩机、冷凝器、膨胀阀（节流部件）、蒸发器。压缩机是制冷循环的动力系统，它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体。冷凝器是一个热交换设备，利用环境冷却介质，将来自压缩机的高温高压制冷蒸汽的热量带走，使制冷剂冷凝。膨胀阀（节流部件）是一个节流元件，高压中温的制冷剂液体通过其节流成为低温低压的湿蒸汽，根据饱和压力与饱和温度一一对应原理，降低制冷剂液体的压力，从而降低制冷剂液体的温度，将高压中温的制冷剂液体通过节流元件，得到低温低压制冷剂，再送入蒸发器内吸热蒸发。蒸发器是一个热交换设备，节流后的低温低压制冷剂在其内蒸发。

1.2 空调制冷系统的制冷原理

空调制冷系统的制冷原理大致分为四个步骤，分别是蒸发、压缩、冷凝、节流，具体过程如下：液体的制冷剂在蒸发器中吸收了被冷却的物体热量之后，发生气化，成为低温低压的蒸汽，进而被压缩机吸入，经过压缩而成为高压高温蒸汽，然后被排入到冷凝器，而在冷凝器中被冷却，冷凝为高压液体，经过节流元件而变为低压低温的制冷剂，再次进入蒸发器吸热气化，达到循环制冷的目的。由此可以看出，压缩机是空调制冷系统的心脏，起着吸入、压缩、输送制冷气体的作用，蒸发器是输送冷气的设备，冷凝器是放出热量到外界的设备，节流元件对制冷剂起节流降压的作用。这四个部分之间的管道相互连接，形成一个密闭的循环系统，制冷剂在这个系统中不断地循环流动，将热量带到室外。

1.3 空调制冷系统的耗能所在

空调制冷系统主要部件上文已经提及，有压缩机、冷凝器、蒸发器、节流元件等几个最重要的部分，除此之外，还有其他一些元件，也同样发挥着不可替代的作用，但这其中哪些元件是主要耗能的呢。我们也已经知道了，压缩机是制冷系统的心脏，所以也自然能明白它是系统中最耗能的元件。一般空调的压缩机若是压缩效果差，能耗比较高时，空调自然会多消耗不少能量；冷凝器也是同样的道理，冷凝效果如果太差，也会多耗能；还有热交换器、集热器、过滤器、干燥器、自动开闭器等等也是同样需要提高效率能减少能耗。还有一个原因是不同的制冷剂的熔沸点不同，造成气化与液化过程中消耗的能量不同。另外由于原理不同，水冷式换热器和风冷式换热器耗能的多少也有差别。而最大的能耗是在送入新风时产生的，这又是因为什么。因为室内的空气会随着不断地呼吸和其他一些容易扩散的污染物的混入而变得越来越污浊，如果不及时的更新，会对人体产生危害。因此，必须送入一定量的新风。而据统计，处理新风时所消耗的能量占到总耗能量的25%-30%，而更大功率的送风量会造成更多的能耗，所以减少新风送入量所获得的节能效果是十分显著。

2 空调制冷的节能优化方案

2.1 取用最小必要新风量

空调系统摄入新风的目的自然不言而喻，一方面是为了调节室内空气的质量，防止室内的空气二氧化碳含量过高，另一方面是为了排除室内的污染物。因此，要根据室内空气的污浊程度来决定新风吸入量的多少，在以人体为主要污染物发生源的空调环境，比如大型的百货商场、办公室、电影院、体育馆等人员密集场所通常是以室内的二氧化碳浓度值作为设计每人最少新风量的依据的，目前的标准是每人新风量约12-18m3每小时；而在宾馆、饭店等人员滞留时间较长的场所，所需要的新风量必须加大，大约为30m3每小时。

2.2 空调风力输送系统的节能控制

在空调制冷系统中风力输送是一个重要的环节，当送风机的送风量与其应有负荷相适应时，节能效果最佳。如果送风的流量过大使得内部压力过大时，应该及时进行调节。调节的方法有两种，其一是改变系统的特性，依靠调节管道中阀门的敞开程度对流量进行调节，依靠增减管道阻力的大小来改变管道系统的阻力特点，实现流量调节。另一种方法是采用改变送风机特性的方法，控制送风机入口导叶片的开度，改变送风机叶片节距，或改变送风机转速等来改变送风机的特性。这两种方法各有优点，前一种方法容易实现，但会造成节流损失，从而浪费电力。而后一种方法改变转速调节效果最好，但却稍微繁琐一些。

2.3 能量回收利用

空调排出的风中仍有一部分冷量，因此，在空调系统的新风引入管道上安装排风能量回收装置，使排出的风通过该装置，并且与新风进行热交换，利用排风的能量预冷新风，从而减少了冷却新风时的所需的能量。而能量回收装置有两种，一种是全热交换型，另一种是显热交换型。这两种装置应该如何使用。在这里可以举个例子，我国南方夏季天气十分炎热，空气中的冷量较低，无法利用较多大自然中的冷量，那么居住在南方的人就应该选择全热交换型，从而更大程度上利用空气中的冷量，节约能源。

3 结语

本文所提到的空调制冷系统的耗能也仅仅是一个方面，因此要想最大限度的降低空调制冷系统的能耗，必须在满足使用要求的前提下设计最小的空调运转负荷，降低制造成本，还要考虑空调的使用年限、材料仪器的耐久度等问题。还有就是要尽可能地回收利用系统舍弃的能量以及外界的能量。能耗的大小还与空调设备的规模有关，而空调设备的规模又与需要制冷的环境大小有关，因此，也就与环境的位置是否受光照及纬度因素相关。总的来说，空调制冷系统的节能可以从各个不同的方面切入，可以收到不同的效果。而我们要做的是努力研究更先进的制冷技术，除此之外，还要懂得节能的好处，在生活的一点一滴中，学会如何节能，将节能环保的理念恒久发扬下去。

【参考文献】

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[3]朱福寿.空调制冷系统的节能设计[J].科技视界，2015.19：81+195.

[责任编辑：王伟平]