空调制冷系统节能设计

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摘要：本文围绕空调制冷系统的节能问题，首先探讨了空调制冷系统的原理，然后从根源上对空调制冷系统的能耗进行分析，并以此为基础提出针对性的优化措施，以期综合多方面措施，实现空调制冷系统的节能，推进我国建设资源节约型社会的进程。

关键词：空调制冷系统；节能设计；压缩机

空调制冷系统的节能不仅能够极大地提高其高效性和经济性，更具有重要的环保意义。本文围绕空调制冷系统的节能环保展开研究。

1空调制冷系统概述

空调制冷系统主要是由压缩机、蒸发器、膨胀阀以及冷凝器等部件组成，其工作原理并不复杂，主要是通过制冷剂液化放热、汽化吸热的原理来实现制冷功能。图1为空调制冷系统的工作示意图。高温高压的气态制冷剂在冷凝器中经过冷却转化为中温高压的液态制冷剂，同时发散热量；然后经过干燥储液器的干燥和过滤，进入膨胀阀中；中温高压的液态制冷剂在节流后成为低温低压的液态制冷剂，进入蒸发器中；中温低压的液态制冷剂吸收热量，然后进入压缩机中被加压为高温高压的液态制冷剂，开始新一轮循环。

2空调制冷系统能耗分析

从前文所述的空调制冷系统工作原理中可以看出，压缩机是整个空调制冷系统循环工作的关键。从能耗的角度看，压缩机工作时需要压缩气态制冷剂的容积来实现对制冷剂的加压，这个过程中会消耗大量能源。因此，空调制冷系统的节能措施中应当考虑优化压缩机的工作耗能情况。冷凝器也是空调制冷系统种重要的耗能单位。目前常见的冷凝器通常为风冷式冷凝器，这种冷凝器采用多组盘管结构，并且附带肋片，以此加大热交换的面积。风冷式冷凝器结构存在一个缺点：各散热肋片的间距很小，若缺少清洁保养便会使肋片积累灰尘杂物，增加冷凝器的风阻和传热热阻，从而导致冷凝器压力过大，能源消耗增大。相关研究数据表明：冷凝器的压力每升高1kg/cm2,就会增加6%~8%的能耗。

3空调制冷系统的节能设计

根据前文中对空调制冷系统能耗的分析，笔者从压缩机、冷凝器以及变频技术等方面，提出空调制冷系统的节能方案。3.1使用节能的新型压缩机。压缩机是空调制冷系统中能耗最大的部件，因此，空调制冷系统的节能设计中应当采用更加节能的新型压缩机。相对而言，涡轮式压缩机与三螺杆压缩机具有较为显著的节能效果。涡轮式压缩机目前有数码漩涡压缩机、直流变频压缩机等类型，适用于小型的空调制冷系统，具有运行噪声小、使用寿命长等优点。在节能方面，涡轮式压缩机能够对转数进行灵活调整，从而减少不必要的能耗，达到节能目的。三螺杆压缩机是由旧式的两螺杆压缩机发展而来，不仅可以使压缩机具有更加优秀的平衡性，还能形成两个互不影响的工作容积，从而能够根据气压量的变换来灵活控制压缩机的排气量，达到节能目的。3.2冷凝器的清洁保养。前文对空调制冷系统能耗的分析中曾提到，目前常见的风冷式冷凝器若缺乏清洁保养，会增加能耗。因此，定期对冷凝器进行清洁保养是有效的节能手段。一般情况下每年需要对冷凝器进行两次清洁，清洁时间选择夏季前后以及冬季前后这两个时间段为宜。3.3变频技术。针对餐厅、商场等人流量变化较大的公共场所，空调制冷系统的节能可以从风力调节着手。传统的风力调节手段为风阀调节，但这种方法能耗巨大。因此，需要采用变频技术来实现风力调节。通过变频技术来调节风力的工作原理是：以电流转换来控制压缩机转速。我国220V电网的频率为50Hz,利用变频技术能够将其调节为30Hz~130Hz。空调制冷系统的供电频率与压缩机转速成正比，供电频率高，则压缩机转速快，空调制冷系统的制冷量随之增大；供电频率低，则压缩机转速低，空调制冷系统的制冷量随之降低。3.4加强对自动控制技术的应用。要加强对空调系统的节能，加强自动化技术在空调制冷系统当中的应用是其中的一个重要途径和方式。通过在空调制冷系统中加入自动控制技术，并对空调末端进行相应的控制，就可完成对空调的风机、回风机和风机盘等进行实时的监控。3.5合理选择设计参数。在对空调节能的措施选择中，合理的选择空调参数具有非常重要的作用。一方面要掌握合适的风机风量。对风机风量来讲，风机的风量大小与压缩机自身的输入功率是成反比的关系，也就是说风机的风量越大，那么其输入的功率就越小，反之则越大。因此，从这个关系来讲，设定合理的风机风量，对减少空调的能耗具有非常重要的作用和价值。而在对空调制冷进行设计中，如果整体的规模一定，此时可以根据噪声的最大上限值所确定的风量即为风机风量；如空调本身为变频空调的化，那么在选择风机风量的时候，就需要选择实际的风机风量小于额定风量。另一方面，在实际的设定中，还需要减少压力损失。一般情况下，热交换器的性能、风机的风量决定了冷凝压力和蒸发压力，而这两个参数又对压缩功耗产生直接影响，由于从压缩机排气口到冷凝器入口、再从蒸发器出口到压缩机吸气口会产生压力损失，从而对压缩功耗产生影响，因此要尽可能降低压力损失。

4结束语

对于传统的空调制冷系统而言，其节能措施主要依靠定期的清洁保养。而采用涡轮式压缩机与三螺杆压缩机等新式压缩机，并且应用变频技术的新型空调制冷系统，其节能效果将更加显著。

参考文献

[1]吴俊峰,张秀平,张朝晖,何亚峰,贾磊.中央空调系统节能改造方案的节能量测量及验证方法初探[J].制冷与空调,2013,13(09):78-83.

作者:吴伟 单位:大连冰山空调设备有限公司