制冷空调节能设计技术的发展分析

邵巨灿

(浙江盾安禾田金属有限公司 浙江诸暨 311800)

摘要: 空调作为全球能源消耗的主要设备，加强对制冷空调水系统结构的改善，降低空调系统的运行成本及能源消耗已成为必然的发展趋势。文中所分析到的变频技术、大温差技术、冷凝器的选择等方法均可以在一定程度上实现制冷空调水系统的节能环保，可为制冷空调的节能提供参考依据。

关键词: 制冷空调;节能设计;技术现状;发展趋势

引言

现阶段，石化能源在不断减少，并且能源出现了紧缺的现状、环境受到了严重污染，这样就使得节能受到了高度关注。在空调制冷方面，采用先进的节能技术及可以有效减少能源的消耗，还能够大大提升空调制冷的效果，减少环境的污染，从而提升人们的生活质量。

一、制冷空调节能设计技术现状

1、太阳能节能技术

作为一种可再生能源，从某种意义上来讲太阳能是取之不尽的，用之不竭的绿色资源，这在节能技术的应用中起到了十分重要的作用。地球从太阳获取的年均能量可达到1018kh，因此太阳能制冷空调技术与系统就对此加以了充分的利用，具有较强的环保性与节能性。目前，现代空调制冷对太阳能的利用方式有很多种，而主要的技术手段有两种，具体阐述如下:

第一，太阳能的吸收式制冷技术。该项技术主要是通过太阳能集热器将太阳的热量吸收，然后收集到的热量利用到空调制冷当中。在制冷系统中，通过能量向制冷剂施加一定的压力，使其蒸发吸热，蒸发的蒸汽又被系统中的吸收剂吸收，通过对这种溶液浓度转换的利用，来实现冷能量的获取。

第二，通过现代研制的太阳能电池来转换能量，太阳能电池吸收积蓄太阳能，然后将其进行向电能的转化，在对电能加以利用，实现对制冷装置的驱动，以此实现空调制冷。

2、变频技术

当前的节能技术应用中，最广泛和最成熟的技术是变频技术。该技术是在空调电动机中应用变频器技术，提高电动力的应用效率。电动机是空调的核心部分之一。其是冷水机组、风柜、风机、冷冻和冷却水泵、冷却塔风机等的供能部件。变频器可以通过传感器等根据实际环境对电动机的转速等参数进行调节，在满足系统需求的基础上节约电能。应用变频器将电动机启动模式变为软启动，还可以减少电机启动时对电网的冲击，提高温度控制能力。制冷空调系统的负荷需求是不断发生变化的，其影响因素很多，如受环境温度的影响等，因此结合制冷空调水系统的结构来使用变频技术才能更好地实现空调的节能环保。比较先进的空调系统一般都采用泵变流量水系统，目前常用的变流量水系统有一次泵变流量和二次泵变流量水系统，为了实现变流量的调节，需要借助变频器的使用。

3、蓄冷技术

蓄冷技术是一种用于非用电峰期的用电蓄冷，用来储存能量，到用电高峰期时进行蓄冷释放。此技术具有以下几点优势:平衡电网的使用峰谷，合理的配置资源;使空调的运行费用得到减少。蓄冷空调技术的运用避开了电网使用高峰期的高价电费;可作为应急冷源。蓄冷空调在突发停电的情况下相当于一个备用的冷源，在自备电源的带动下能够启动蓄冷空调装置，以达到空调的负荷进行制冷。

4、热电冷联技术

热电冷联产技术是一种综合的能源利用系统，该技术不仅提高了低品位热能的利用率，而且增加了热电联产中夏季的热负荷，增大了汽轮机组的负荷率，从而提高了整个机组的效率。利用天然气作为动力源供燃气轮机发电，燃气轮机的排热进入吸收式冷热水机组，所产生的冷冻水用于制冷，从冷热水机组排出的热量则用于除湿型空调该机组为液体式吸收型除湿处理机，吸收式机组的排热用于其溶液再生，以提高热电冷联产的综合效率。比如20世纪90年代初建成的日本新宿区域供热供冷中心的热电冷联产是一个大规模系统的典型实例，该系统能适应一年中冷、热负荷的变化而保持高效运行，节能达10%。近年来我国上海浦东国际机场和上海市黄浦区中心医院也建成了燃气轮机热电冷联产系统，节能效果明显。

5、热泵技术

热泵技术包括土壤源热泵技术和水源热泵技术。热泵技术是一种高效节能、环保无污染、性能可靠的绿色环保冷暖空调;可以冬季制两热线热、夏季制冷以及供生活热水;热泵系统设计简单，运行可靠，自控度高，节能效果显著。热泵技术发展很快，在国外广泛应用，在我国也有许多设计和运行良好的实例。有研究对北京、宁波及广州的三座美国土一气型地源热泵示范工程情况进行了各个方面的论述，并指出热泵技术的投资费用比传统的中央空调的投资费用略低，但是运行费用远低于传统的中央空调。建设热泵技术工程需要在经济技术分析的层面上，就初投资、采暖制冷效果、技术稳定性、运行费用、节能效果以及环保等方面进行详细的、科学的论证，进而提出合理的方案进行建设。

二、制冷空调节能技术未来的发展趋势

1、极性活化分子技术

在制冷空调未来的发展过程中，极性活化分子技术也将成为重要的发展趋势之一。因为运用了这种技术之后，制冷空调能够具有非常好的节能效果，其节能至少在10%-25%之间，具有非常大的应用市场。这种技术主要是将AR极化冷冻油添加剂、制冷剂和冷冻油运用在空调制冷装置中，这样机组各压缩机在摩擦的过程中，表面就会形成一个网状内层，这样就要使得各个机组的表面比较光滑，从而在很大程度上减小了金属之间的摩擦，不仅节约了电量、而且还延长了设备的使用寿命。

2、热声制冷节能技术

随着人类进入21世纪，热声制冷技术得到了研究与运用，这种空调节能制冷技术主要是对惰性气体或者其混合物加以利用，以此为空调制冷提供动力。该项技术产生非常简单的基本结果，不仅大幅度降低了成本，同时结构运行也不需要有运动的部件参与，并且延长了空调的寿命，与传统制冷空调相比有着巨大的优势。该项技术的运用，使得传统制冷空调节能系统的缺点暴露无遗，随着现代技术的不断发展，相信热声制冷空调的应用将会越来越广泛。

3、人工智能技术

人工智能的研究，发展和应用是当代科学技术发展的一个重要特征。目前人工智能主要应用于:智能控制、故障检测和诊断，负荷预测等方面。人工智能技术在发展阶段，虽然在不少方面可以克服传统仿真的不足之处，但也有相当部分的功能在短期内还没法达到传统仿真现有效果。将传统仿真与人工智能相结合的智能化仿真，是制冷空调装置仿真技术发展的方向，它可以取长补短，充分发挥两者各自长处，而且传统仿真领域与人工智能应用的研究成果，又为两者的结全提供基础。所以说仿真技术、人工智能技术为制冷空调的准确控制提供了理论依据。采用计算机实现制冷系统控制后，控制器在保证系统冷量输出，并安全、可靠运行的前提下，更明确的任务就是使系统在更加经济的状态下运行。因此，在系统的控制中，加入一系列的自适应控制与智能控制方法，与常规控制系统相比，系统具有更高的能效比。结语面对人们空调制冷的追求，导致能源需要越来越大同日益严重的能源短缺之间的矛盾，从眼下来看可以通过开发变频控制技术实现空调制冷节能，从能源利用角度看可以通过利用天然气作为空调制冷的能源替代，但是从长远来看开发清洁、可再生的能源用于空调制冷应该成为主流，但是由于技术不成熟还需要技术进一步革新才能得到良好的推广应用。

参考文献:

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