制冷空调节能减排实用新技术分析

摘 要：随着社会经济的发展和生活水平的提高，民众对环保问题的关注度越来越高，基于此，各种空调节能减排技术应运而生。笔者将重点介绍空调制冷节能减排中的地源热泵技术、制冷剂替代技术、热回收技术和空调蓄冷技术，并详细说明这些技术的应用和监控方法，以期在进一步提升民众生活水平的同时利于环境的保护。

关键词：制冷空调；节能减排；新技术

1 制冷空调节能减排的意义

民众的生活水平因为制冷空调被广泛应用而得到了明显提高，然而由于空调节能相关技术的不足导致制冷空调的耗电量都比较大，这在一定程度上加剧了我国电力资源的压力，提高了供电系统的运营奉仙，从而影响了社会生产与民众的生命。对于地球生命而言，臭氧层是削弱紫外线伤害的天然屏障，若我们及时采取相应的策略，臭氧层的保护作用会在氟利昂的破坏下消失殆尽，届时人类将面临巨大的生存危机。所以，研发新的空调制冷技术，实现节能环保是迫在眉睫的问题。总而言之，研发先进的节能环保技术，寻找环保型能源、保护大气层是人类共同的职责。而制冷空调应用新技术的研发意义在于二氧化碳排放量的控制以及能源的节约。

2 有关制冷空调节能减排实用新技术的介绍

2.1 地源热泵技术

从本质上分析，地源热泵技术是一种能源转化技术，即将地表浅层的地热能源转为空调制冷能源的技术。地热资源是指处于地表浅层的低品位能源，来源于地下水。因而地热热泵技术具有节能、环保、节约自然资源等特征。该技术让空调系统散热能力得到大幅度提升，通过土壤散热在实现制冷的同时降低电力能源的消耗。最后，同传统技术相比，该技术不再通过水资源实现散热功能，因此无需另设锅炉等设备，在一定程度上节约了水与土地资源。

2.2 制冷剂替代技术

传统空调制冷剂氟利昂因为可以破坏臭氧层而被国际社会明令在一定时间内禁止使用，根据规定，发展中国家在2040年前不得使用氟利昂，发达国家则是在2020年前不得使用。因此，技术人员首要任务就是在最短时间内研发出可以替代氟利昂的新型制冷剂。新型制冷剂要以环保为原则，使用过程中要能达到两方面的要求：一是全球变暖潜能（GWP）较低，二是臭氧层破坏潜能（ODP）较低。现阶段，天然制冷工质和HFCs物资是制冷剂替代研究的两个主要方向。其中，天然制冷工质方向已经研制出了R600a、R290和R717等替代物质，而HFCs物资开发方面也获得了R407C、HFC134a（R134a）、R410A等替代环保制冷物质。

2.3 热回收技术

热回收技术是指回收空调运作时散发的热能并将其并入能量循环的技术，该技术可提高热能的利用率，实现能源的节约。热回收技术可根据空调的性能和应用场地分为两类类：冷凝热回收技术和排冷风、热分回收技术。冷凝热回收技术可将空调多余的热能转化为空调运作的能源，减少污染物的生成，而排冷风、热分回收技术可确保空调运作过程中实现制冷组部件低负荷运转，在保障节能的前提下提升工作效率。

2.4 空调蓄冷技术

空调使用过程中存在高峰阶段和低谷阶段，根据这一特性，技术人员研发出了空调蓄冷节能技术。空调蓄冷技术可实现在空调使用高峰阶段时将低谷阶段储存的冷能量释放出来，通过冷冻机的运作实现空调制冷目的。该技术能够让空调使用率得到有效提高，降低电力供应对空调使用的影响，因此对某些电力供应不稳的地区而言具有极大的意义。

3 制冷空調节能减排新技术监控的核心内容

现阶段，研究人员针对空调制冷新技术的研究方向和项目较多。而笔者重点说明的内容主要是空调蓄冷技术的监控。空调蓄冷技术系统可根据不同组件的协作分为几个部分，其运行策略也会因为符合的不同而有所区别，进而监控内容也会有所差异。空调系统运行过程中要以实际情况为基准并进行调整。

3.1 主机的控制

对主机的控制目的在于通过调整主机负载情况确保主机出口温度处于一定范围之内。同时，在制冰工况方面，主机进口温度在主机强制满载情况下若未能达到预定值，那么主机应继续工作。通常，主机会在三种情况下退出制冰模式。一是系统时间程序不在制冰时段；二是储冰量传感器显示冰满；三是主机进口温度比预定值小或者刚好达到预定值。

3.2 冰槽的控制

从技术层面来说，系统不能直接控制冰槽出口的温度，只能通过控制冰槽进入温度和流量间接实现这个目的。系统判断冰槽蓄冰量的标准是储冰量传感器显示的信息。现阶段，市场上有很多种储冰量传感器，应用交广的一种是液位传感器，该传感器能够进行信号模拟与转化，通过4～20mA或1～5Vdc输出信号显示出冰槽水位变化情况，让系统准确判断出冰槽的蓄冰量。

3.3 空调系统控制相关策略

通过在用电低谷时期储蓄冷负荷能源是空调蓄冷系统实现能源消耗降低、发挥节能减排作用的主要方式。为确保空调系统正常运作，需要对其系统工作模式进行科学规划，而且规划过程中要遵循以下几点原则：

（1）冰槽优先原则：冰槽融冰应是冷负荷定制的首先策略；（2）冷机优先原则：系统运作过程要先让制冷机处于满负荷运作状态，若负荷减少先让冰槽将载；（3）限制原则：无论是主机用电量还是系统都需保持在一定标准或者达到某个预定值。

4 结语

综上所述，对于自然环境和空调系统经济效益而言，上文提到的制冷空调节能新型技术在应用方面都有一定的意义，应用、推广前景良好。此外，从宏观角度出发，节能减排并非是阶段性的工作，需要人类不断研发新的技术和能源运用策略，这样才能在提升人类生活水平的同时更好地保护地球生态环境，实现能源节约，让人类文明不断延续。

参考文献：

[1]范蕊.节能减排视角下推进绿色建筑发展的有效路径[J].智能建筑与智慧城市，2018（05）：61-62.

作者简介：张军华，工程师（副主任科员）。