制冷空调能耗及减排节能技术的分析

袁敏

摘    要：全球的能源短缺在不断加剧，节能减排成为了电气产品研究的重点。在耗能的设备里面，制冷和空调系统是最为常见的。但是在使用空调的过程中，能耗问题不容忽视。当前是一个能源紧缺的社会，如何在发展制冷空调的过程中最大化地保障能源消耗最少，成为该行业在今后一段时期内重点关注的问题。

关键词：制冷空调;节能减排;能源消耗

1  引言

我国是一个生产制造大国，尤其是进入改革开放以后，我国工业行业和制造业的迅速发展带动了我国制冷空调行业的发展。随着人们的物质生活水平不断提高，制冷空调生产量只增不减，我国也逐渐完成了由制冷空调制造大国向制造强国的过渡，但随之而来的就是能源消耗给我国制冷空调行业甚至我国生态环境建设带来的负面问题。

2  制冷空调行业在能耗方面存在的问题

2.1  制冷空调能耗巨大

人们的生活水平不断提高，对生活质量的要求也越来越高。在炎热的夏季，制冷空调的利用率也在逐渐提高。在制冷空调推广的时候，高功耗和高能耗导致了能源短缺的加剧。据统计，我国建筑能耗约占全国总能耗的35%，而制冷空调系统的能耗又占建筑能耗的50%～60%左右，制冷空调用压缩机大部分时间在低负荷状态运行，许多制冷空调系统得不到及时维护保养，造成或在制冷剂不足的状态下运行，或在风量循环不畅的状态下运行等等，这些势必加大能耗。针对压缩机大部分时间在低负荷状态运行的情况，应创新发展变频技术。

2.2  空调制冷剂对臭氧层的破坏

大部分制冷剂使用的过程中，都为环境带来了较大的破坏。其对臭氧层造成破坏以后，会导致温室效应，并引起气候发生变化，甚至会导致海平面上升，为沿海养殖业的发展带来不利影响，同时也破坏了农业生态的平衡，导致出现各种农业灾害。此外，空调制冷剂在一定程度上威胁着人类的健康，在气候逐步变暖的今天，各种传染病发病率有较大幅度的提升，人们患病率与死亡率也逐步提升。HCFs、CFCs 和 HFCs 等应用较多的空调制冷剂，均为温室气体，分析其给气候变暖带来的影响可知，其造成的影响主要取决于停留在大气的时间和红外线吸收能力。一般主要通过 GWP 衡量上述气体对全球气候变暖的作用，并通过 ODP 衡量物质对臭氧层造成的破坏程度。

3  制冷空调节能减排技术

3.1  人工智能技术

随着科学技术的全面发展，人工智能技术为制冷空调的发展带来了新的机遇。目前，在制冷空调领域，人工智能主要应用于智能控制、故障检测和诊断。它克服了传统仿真技术的许多缺点，但在短期内无法完全取代传统仿真技术的发展。因此，下一步我们可以尝试将两者有机地结合起来，相互学习，实现智能仿真，为制冷空调的精确智能控制提供前提条件。

3.2  高效换热技术

要进一步提高节能减排效果，要注意灵活运用多种方法。我们可以选择优质材料，也可以安装冷凝器、风机盘管和蒸发器翅片表面，以提高其传热性能和换热面积。为了提高传热面积，应注意提高传热性能。我们可以选择改善过冷度和调整管排数。在材料的选择上，既要注意其成本，又要保证其具有良好的换热性能，从而达到提高冷凝器风机转速的目的。

3.3  环保型制冷剂技术

随着严重消耗臭氧层的温室效应的出现，清洁的制冷剂正在逐步发展。目前广泛使用无害环境的制冷剂。在使用清洁制冷剂的过程中，可以减少能源消耗，有效控制排放，节省经济成本。它在实践中得到广泛应用。

3.4  二氧化碳制冷技术

在过去一个世纪里，二氧化碳制冷技术得到了广泛应用。在这种情况下，二氧化碳制冷剂迅速被市场吸收，其作用越来越明显。在制冷空调压缩机中使用二氧化碳制冷剂可在降低能源效率方面发挥重要作用。

3.5  变频技术

作为制冷空调的一个重要组成部分，压缩机对总的能源消耗有很大的影响。为了减少能源消耗，必须保证压缩机的效率，所以应该注意使用变频技术。普通空调系统通常在启动时使用压缩停止，以控制室内温度。对变压器压缩机的分析表明，可以通过控制技术实现这一目标。首先，超宽位置，即通过有效控制微电脑技术，实时环境温度测量;为了保证判断的准确性，温度始终保持不变，以实现提高能效的目标。其次，控制不明确，自动感觉室内外温度变化，通过频率控制，实现室内温度控制目标，使室内温度保持良好状态。稀土磁电机转子在电压和频率范围内高速运转。采用变频技术实现风扇、水泵等无级调节，降低了空调的能耗。

3.6  太阳能的技术

在能源短缺的今天，太陽能的利用可以说是一种易于开发、安全清洁的资源，它不仅可以用于供热，还可以用于制冷。在制冷空调过程中，太阳能可以转化为电能和热能，采用电制冷和热驱动制冷。

（1）吸附式制冷。研究发现，一些固体物质在一定的温度和压力下吸收一些气体和水蒸气，另一种物质在一定的温度和压力下释放。吸附和解吸过程是压力变化对压缩机的作用。固体吸附制冷就是利用这一原理来分配空调。沸石分子筛吸附制冷是人们常用的制冷方式。该制冷系统结构简单，无运动部件，无噪音，无维护。利用太阳能或低温余热可以达到较高的制冷效果，是一种很有前途的制冷方法。

（2）吸收式制冷。传统的太阳能热制冷通常是溴化锂吸收式制冷。太阳能集热器的性能要求很高。如果高效太阳能集热器能将热源温度控制在140℃左右，则组合辅助热源可以驱动双效溴化锂吸收装置。如果人们充分利用太阳能的自然资源，将大大节约电力、天然气和燃料油。

3.7 蓄冷的技术

调峰用电、平衡调峰“移动”供电、提高发电效率已成为许多国家十分重视的问题。运用“分时电价”政策以及一些鼓励性政策，促进低功耗使用的积极性，并注重储能技术在储能罐中的使用和发展。

对于普通的冷藏介质，采用冷水冰。虽然是水，但前者不会发生。温度高于0℃。低温共晶无机或有机材料也可作为储存介质，发生相变。例如，在一定的温度和压力下，水在外来气体分子中形成固体晶体包层形状，形成的晶体释放出相当于水冰的相变热。由于大多数制冷剂和水的作用，在5～12℃条件下，天然气水合物的形成和较大的晶体相变热（单位体积相变热的大冰）被认为是一种理想的空调蓄冷介质。共晶盐蓄热是另一种潜热蓄热。储存介质由无机盐、水、成核剂和稳定剂组成。在冷库和空调工程中，较常见的相变温度约为8～9℃，共晶盐储能材料，相变潜热为95kg/kg。

4  制冷空调发展的趋势

除了加强空调节能减排技术的研发外，还应关注空调的节能标准。合理制定能效标准有利于空调科研生产企业更加重视对能效的控制。中国通常每五年修订一次节能减排要求。根据现阶段制定的相关标准，能效标准逐渐重视能效比，这对于指导空调行业调整能效指标非常重要。同时，通过不同的运行季节和能效测量，使能效标准更具针对性和科学性。

5  结束语

综上所述，节能减排是制冷空调领域当前研究的重点和未来的发展趋势。从各方面控制能源消耗，继续投资相关技术。在意识上，还要注重环保与经济发展的协调，使节能减排技术和节能控制的理念真正体现在制冷空调的设计、制造、使用管理等方面。

参考文献：

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[3] 李锐.制冷空调能耗及减排节能技术的分析[J].制冷与空调（四川），2015（1）.

[4] 刘义坤.浅谈建筑空调能耗与城市热岛效应[J].资源节约与环保，2016（12）.