空调制冷循环中的节能措施分析

洪文彬 韦华明

珠海格力电器股份有限公司 广东 珠海 519070

引言

在市场经济飞速发展的情况下，人们生活水平不断提高，对于节能环保方面的关注度也随之提高，对于空调等设备有了更高的要求，应当前社会需求以及国家可持续发展战略的指导，空调技术的节能环保水平也在不断提升。制冷循环系统作为空调运行过程中的重要部分，在节能方面有着较大的发挥空间。

1 空调制冷系统

常见的空调制冷循环主要包括蒸发器、压缩机、冷凝器以及节流机构等，在制冷系统运行的过程中，饱和制冷剂以低压蒸汽的形式被吸入到压缩机当中，在压缩机的作用之下，低压蒸汽转变为高压蒸汽，之后再被排入到冷凝器当中，在空调的作用下，使得室内空气不断循环，从而实现降温。在此过程中，外部空气在经过冷凝器的过程中，会带走制冷剂散发出来的热量，高压制冷剂蒸汽会凝结成为高压液体，然后高压液体经过过滤器以及节流机构之后，进入蒸发器，并且在低压状态下蒸发的同时，吸收周围热量。与此同时，在贯流风扇的作用下，外界空气会不断进入蒸发器实现热交换，在空气放热变冷之后，会被送回到室内当中，实现制冷功能[1]。

2 空调制冷系统节能措施

（1）控制蒸发和冷凝温度。针对空调制冷系统的运行原理进行分析，可以发现在空调制冷系统当中蒸发器功能的发挥过程是先通过沸腾蒸发，然后再从需要冷却的空气中吸收热量，进而实现对于空气的降温和制冷的。对于所有制冷功能而言，无论采用的是何种制冷方式，其制冷能力都是通过单位质量下制冷量的多少来决定的，而这与蒸发器进出口的焓差之间有着密切的联系，因此，对于空调制冷循环而言，蒸发器有着重要的地位和作用。除此之外，压缩机也是制冷循环过程中的重要组成部分，甚至在整个制冷过程中都占据着核心位置，而COP是制冷循环系统当中的重要参数，该参数代表着空调的制冷制热系数，空调制冷制热系数就是空调制冷或者制热量和压缩机输入功率之间的比值。通过对COP公式进行分析，可以发现空调制冷或者制热量不仅与蒸发器有着密切的关系，还与冷凝器有关，而COP的分母则与压缩机进出口的焓差之间有一定关系。

通过控制变量法对蒸发温度和冷凝温度对制冷量、压缩功以及吸气比容进行分析和讨论，可以发现，当蒸发温度不变的情况下，冷凝温度与单位质量制冷量之间成反比，与质量压缩功之间成正比，而由于蒸发温度不变，所以吸气比容未发生变化，因此制冷剂流量不变，在此情况下，制冷量降低而耗功增加，由于制冷系数为制冷量与压缩机输入功率的比，因此制冷系数COP减小。当控制冷凝温度保持不变时，蒸发温度与制冷量之间成正比，与压缩功之间成反比，此时，压缩机吸入状态会发生一定程度的改变，吸气比容随着蒸发温度的降低而增加，此时，制冷剂流量下降，对空调制冷制热系数COP产生一定影响。经上述分析可以发现，空调制冷系统的节能降耗可以通过调节蒸发温度和冷凝温度得以实现，即低功耗高制冷，因此在符合一定运行要求的情况下，可以尽可能地提高蒸发温度，降低冷凝温度。

（2）减少管道结垢。在空调制冷循环系统运行的过程中，冷凝器与蒸发器发挥作用时，需要经历导热环节，在此过程中，管壁和垢层对其传热效果会产生一定影响。若管壁具有较好的导热性能，那么冷凝器与蒸发器的换热效率就会更高，也就相对的更加节能。在实际进行制冷系统设计的过程中，通常需要结合制冷剂，选择性价比更好的换热面材料，以此提高换热效率。除此之外，由于在冷凝器与蒸发器运行的过程中，随着时间的推移，在换热管上会逐渐形成水垢、油垢等，这些污垢的形成会影响换热管的换热系数，造成热阻，随着污垢的长时间累积，换热管的导热能力会逐渐下降，影响整体换热效率，或者堵塞管道，在此情况之下，蒸发和冷凝的温度也会受到一定程度的影响，导致整个空调系统的制冷系数下降，使得空调运行能耗增加。因此，想要进一步提高空调制冷循环的效率，降低能源消耗，还需要加强对于管道污垢的清理，解决污垢堵塞和热阻等问题造成的能源浪费。

（3）确保系统气密性。压缩机对于整个制冷系统而言，有着重要的作用，在空调运行的过程中，外界需要通过压缩机向制冷循环系统输送能量，但在此过程中，若循环系统的气密性较差，就会导致一些不凝性气体进入到压缩机当中。尤其是当空调处于低温环境或低压环境下时，若采用了开启式制冷压缩机，那么就会有不凝性气体进入到压缩机中，而由于此类气体的特点，就会使得压缩机的内存容量下降，在同样制冷需求的情况下，压缩机容量下降就会降低整体制冷效率，COP降低，使得耗能增加。因此，需要确保空调系统的气密性，杜绝杂物进入。

（4）应用变频技术。随着空调技术的不断更新发展，为进一步提高其环保节能性能，变频空调应运而生。随着四季的交替，外界环境温度也是不断变化的，而且，不同的用户对于温度有着不同的需求，所以房间的负荷存在一定差异，因此在空调运作的过程中，并不是始终满负荷的，若空调制冷循环系统为定频，那么就会造成不必要的能耗浪费。而变频空调通过变频器，将固定电压、频率的电流转化为频率可变的交流电，使得空调制冷循环系统可以根据负荷情况的不同，改变制冷机等设备的转速，进而实现节能降耗的目的，有效减少了不必要能量的损耗[2]。

3 结束语

综上所述，空调作为建筑物耗能的主要来源之一，其节能水平也成为绿色建筑评价标准之一，对于空调制冷系统的节能处理，可以通过提高蒸发温度降低冷凝温度来实现，此外还需要减少管道结垢、确保系统气密性以及合理采用变频技术，从多个角度共同进行节能设计，以此更好地落实可持续发展战略。