空调制冷节能设计研究

符惠容

摘要：文章以空调制冷节能设计为研究对象，首先对影响空调系统制冷的因素进行了阐述，随后分析了节能设计基本思路，接着对节能设计流程进行了相应研究，最后对空调节能设计运用的技术与方法进行了总结。

关键词：空调；制冷；节能减排

当下我国经济发展与能源需求之间的矛盾日益突出，节能减排理念逐渐被人们熟知，许多人将这一理念应用于日常生活中，如在选择空调时，更倾向于选择节能省电的空调。因此，在对空调制冷设计中，要以节能减排理念为设计核心，并结合当下最新的节能技术，对现阶段的制冷系统进一步优化完善，从而有效实现空调系统的节能减排。

一、影响空调系统制冷的因素

（一）温差

温差越小，空调系统越容易实现制冷，消耗的能源也会越少。因此，在进行空调制冷节能设计时，做好温差的控制与调节对能源节约具有重要意义。具体来说，就是要确保机房中的热量能够正常传递给制冷剂，并控制好蒸发器内制冷剂的蒸发温度，保证蒸发温度低于空气温度。这样，由制冷剂吸热蒸发形成的气体才会被压缩机抽走，否则，蒸发器中的吸热气体聚集在一起，使内部压力越来越大，蒸发温度也会随之升高，最终影响制冷效果。

（二）膨胀阀

膨胀阀在对压缩机回气过热度的稳定性提供一定保障的同时，也为蒸发器提供适量的制冷剂液体，从而使空调系统的制冷效果得到进一步的保证。因此，膨胀阀的开启度要保持在适当范围内。膨脹阀开启度过大，不仅会影响压缩机的工作效率，还会对蒸发器正常工作造成一定的影响，导致空调制冷效果不佳，形成能源浪费。并且，随着空调使用时间变长，膨胀阀也会逐渐被磨损，导致其内部结构发生改变，对本身工作质量造成不利影响。因此，需要对膨胀阀进行定期检修维护。

（三）压缩机

压缩机作为空调系统的心脏，在空调制冷系统中起到压缩和输送制冷剂的作用。它通过将电能转化成制冷剂的动能，实现空调场所的制冷降温，即在空调制冷过程中，通过制冷剂吸收空调场所的热量，并将其运载到空调场所外，经制冷剂冷却再进行排放，从而实现连续不断的制冷循环和能量转换。由于制冷压缩机工作的稳定性和耗能性直接影响整个空调系统的能源消耗，因此，需要对压缩机工作能源进一步优化，从而达到节能的目的。

二、节能设计基本思路

（一）对压缩机进行节能化处理

压缩机种类繁多。按气体压缩原理，可分为速度型压缩机和容积型压缩机；按压缩机使用电源的频率，可分为定频压缩机和变频压缩机。因此，需要根据实际情况，选择合适的压缩机类型。尤其是要对变频空调的运转频率加以限制，从而实现压缩机在不同时段的额定功率控制，确保能源得到充分利用。

（二）做好热交换器的设计处理

如果热交换器具备良好的性能，那么冷凝压力与蒸发压力能得到很好的控制。比如，在某个特定的时间段内，系统的冷凝压力相对较低，那么蒸发压力就会变得很高。在此基础上，可以通过提升蒸发压力从而实现冷凝压力的适当减小，并在蒸发器与压缩机之间，实现压力损失的有效控制，从而有效减轻整体压力系统的能源损耗[1]。

（三）对风机、风量进行合理控制。

合理控制风机风量有助于提高空调制冷系统的节能效率。若系统风机的风量过大，那么输出功率就会减少，与此同时，输入功率会随之增加。对于变频空调来说，风机功率在各项输入功率中所占比例最大。因此，在对制冷空调进行优化设计时，要考虑好风机风量因素，尽量缩小风机风量，达到节能的目的。

三、节能设计步骤流程

对末端空调装置的实时控制，可通过自动控制技术来实现。一般情况下，很多空调都设有自控系统，以对新风机、回风机、风机盘管等空调系统构成部分进行监测。为实现更精准的实时监控，在条件允许的情况下，可在特定空调位置上安装数字控制器，进行特定微分过程运算，结合数字化控制手段，提升空调制冷节能效果。

对水泵和风机来说，可以借助变频器来实现节能。究其原因是变频器可对水泵和风机的运行进行实时监控。这种全程监控采集到的水压差与温差等相关信息更加真实有效。从数字调节的角度来讲，在空调技能设计中，运用变频技术可以使空调制冷模式更为优化，因为空调会随着时段的不同改变系统的负荷量，从而达到节能的目的[2]。在此过程中，需要对相应参数值进行精准运算，与此同时，也要完成模糊运算全过程。明确各项控制参数。控制参数可应用于冷水系统或其他系统，从根源上保证整个系统与现行的能源指标相符。

近几年来，模糊运算及相关技术发展迅猛，在空调制冷装置中应用模糊运算基本原理，将会极大推动空调节能技术的发展。

四、空调节能设计运用的技术与方法

（一）变频技术

在空调节能技术发展中，变频技术应用最广泛。在商场或餐馆中，夏季制冷存在的能源浪费现象非常严重。尤其是在商场人流量及餐馆就餐的人数量较少的情况下，若不对空调制冷输出量进行相应调节，一方面会使得商场或餐馆内温度过低，无法保证舒适度，另一方面，对能源来说是一种极大的浪费。因此，需要空调根据室内散发的热量自动进行相应调整，这样既保证了一定的舒适度，又有效节约了能源。在空调设计中应用变频技术很好地满足了这一要求。控制空调系统中的水泵与风机通常采用的便是变频技术。利用变频器来采集空调系统中的温度与水压差数值，并通过系统对相应数值进行分析，从而生成相应指令，再回传给变频器，变频器接收到指令之后，对空调系统中的送风温度与供水水压加以控制，有效达到节能减排的目的。

（二）动态变流量技术

如果空调系统运转超出了设定的运转负荷，系统会对收集到的数据信息进行估算，并及时控制调节冷却风机与冷水机组的控制参数，从而使相应冷风机送风量、冷却水流量和冷冻水流量的工作状态达到正常标准，保证机组的工作效率与状态时刻处于最佳水平。利用动态变流量技术可以有效实现对机组运行状态的收集与模糊运算，进一步将系统分析得到的参数传送到冷水机组、冷冻水的控制子系统、冷却风机控制子系统、冷却水控制子系统，使得空调系统运行状态迅速从不良转变为最佳，有效提升工作效率，对空调节能产生积极影响。

（三）维护空调制冷系统

空调制冷节能设计的实现仍离不开相应专业工作人员的维护。因此，需要相应工作人员积极学习空调节能技术知识，不断更新自身的知识结构，提高节能知识储备，以推动空调制冷节能的发展。在对空调进行具体节能控制时，应结合实际情况合理分析温度需求，在满足空调运行需求的前提下，尽量少开甚至不开机组。在夏季，由于对空调依赖性及制冷性需求较大，因此需要相应工作人员对空调机组运行状况进行密切关注，以免出现机组超负荷运载的状况。为了确保冷凝器与蒸发器正常工作，需要相应工作人员定期对其进行清理，从而确保热交换正常运行。此外，也要落实空调的各种保温工作，保证空调运行一直处于良好的状态，以实现能源的节约。在空调制冷系统的维护中，减少运行负荷，提升运行状态，是实现空调制冷节能的主要努力方向，这在空调制冷设计方面也有着较为深远的影响。

五、结语

我国当下资源状况并不乐观，尤其是随着经济发展速度的加快，对能源的需求也在逐渐增加，因此需要做好相应的节能减排工作，提升能源利用效率。在对空调制冷系统进行设计时，需要通过生产更高效的压缩机，利用各种新型节能技术，减小电机与风机损耗，以达到节能减排目的。

参考文献

[1]朱福寿.空调制冷系统的节能设计[J].科技视界，2015（19）：81.

[2]成精华.制冷空调节能设计技术探讨[J].工程技术（全文版），2017（2）：270.