空調(diào)能效提升方案及應(yīng)用

羅龍海

摘 要：隨著全球經(jīng)濟的穩(wěn)步發(fā)展以及人民生活水平不斷提高，人民對生活、工作環(huán)境舒適度的要求日益提高，因而空調(diào)迅速進入了千家萬戶、各種辦公活動場所，空調(diào)的耗電占比越來越高。既要讓空調(diào)創(chuàng)造室內(nèi)舒適環(huán)境，提高工作效率，同時又要減少其對環(huán)境碳排放的污染。所以，提高空調(diào)的能效比刻不容緩。

關(guān)鍵詞：空調(diào)；能效比；電機效率

0 引言

空調(diào)在營造舒適環(huán)境的同時，也消耗了大量的能源。空調(diào)的發(fā)展方向影響著國民經(jīng)濟的發(fā)展、能源應(yīng)用等方面。本課題提出空調(diào)能效提升的一些改善措施，希望為以后的研究做鋪墊。

1 空調(diào)能耗的現(xiàn)狀及問題

由于1965年美國的東北部的大面積停電斷電導(dǎo)致了很多人重新審視了全國對電力的需求、電力系統(tǒng)的可靠性以及電廠對環(huán)境的影響，也就順勢提出了能效的概念。1984 年加州的能源委員會頒布了嚴格的電冰箱和中央空調(diào)的能效標準。除去國外的空調(diào)能耗的概念出現(xiàn)。與國內(nèi)建筑發(fā)展相對應(yīng)的是空調(diào)市場的高速增長。我國已經(jīng)成為繼美國，日本之后世界第三大空調(diào)市場，占全世界空調(diào)市場利用率的12%。隨著人們對環(huán)境以及舒適度的要求越來越高，空調(diào)的快速普及帶來了新的能源消耗的問題。新增電廠的裝機容量基本被中央空調(diào)的裝機容量消化掉了。總電量中的比重仍呈上升的趨勢，空調(diào)用電已經(jīng)直接影響到國家能源安全戰(zhàn)略和國民經(jīng)濟的可持續(xù)性發(fā)展[1]。

2 空調(diào)能效提升的主要方案及應(yīng)用

（1）由于我國已經(jīng)對能源的使用采取了一些規(guī)定和相應(yīng)的政策，也就是"提高電力在終端能源消耗中的比重，降低煤炭在一次能源中的比重，有效利用石油和天然氣資源"的政策，這一政策已經(jīng)貫徹到了我國在空調(diào)的選用上的硬性條件。根據(jù)我國國內(nèi)的能源政策，在制冷機組的選用中，一般采用電制冷機組，從而限制了采用燃煤鍋爐的產(chǎn)品。另外還要積極的發(fā)展太陽能空凋與燃氣空調(diào)（直燃機）同時要合理利用其他熱源。

（2）太陽能方案及應(yīng)用。現(xiàn)如今，尤其是夏天的陽光充足，所以可以充分利用太陽散發(fā)的能量，利用太陽所散發(fā)出的熱能，建立太陽能空調(diào)。這一太陽能是在太陽能熱水器應(yīng)用的基礎(chǔ)上的利用的，具有很強的經(jīng)濟性以及使用方便性。利用太陽能供冷與供熱，不僅可以節(jié)省電力和常規(guī)能源，對環(huán)境保護尤其有重要意義[2]。2010年順德區(qū)經(jīng)濟促進局統(tǒng)籌部署科技發(fā)展計劃，計劃中核心科技項目--"混合能源（太陽能+市電）空調(diào)系統(tǒng)技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)"，由廣東美的制冷設(shè)備有限公司全權(quán)承辦，項目組經(jīng)歷2年的潛心專研，攻克下世界先進的直流準并網(wǎng)技術(shù)、MPPT太陽能最佳效率跟蹤技術(shù)、太陽能控制器內(nèi)置空調(diào)技術(shù)，最終推出世界首創(chuàng)太陽能家用空調(diào)MOA2-09HDN1-QC2（1匹）、MOB2-12HDN1-QC2（大1匹）。其節(jié)能環(huán)保特性，廣泛應(yīng)用歐美發(fā)達國家。使用太陽能的變頻空調(diào)耗電量大幅度下降，在美的多功能環(huán)境實驗室進行比對試驗所得數(shù)據(jù)反應(yīng)出節(jié)能明顯。能效比EER提升11.4%（12.52提升到14.19），歐洲季節(jié)能效SEER提升96.2%（18.14提升到35.59）。

（3）水源熱泵方案及應(yīng)用。水源熱泵系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)是一種水冷的整體式供冷以及供熱機組，可進行制冷制熱循環(huán)，因而是一種全年運行的空調(diào)設(shè)備。優(yōu)點是制冷（熱）性能受外界環(huán)境變化的影響較小，換熱效率高于空氣源熱泵。作為冬季輔助供暖。水源熱泵系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)是一種極具特色的新產(chǎn)品，具有不同于傳統(tǒng)中央空調(diào)系統(tǒng)的諸多技術(shù)特點，是一個熱回收和內(nèi)部能量平衡的系統(tǒng)，尤其在過渡季其節(jié)能的效果非常顯著。空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的冷熱源是利用地球表面的淺水水源，如：地下水或者河流吸收的太陽能或者熱能從而形成低溫地位熱能，同時采用，熱泵原理把不能直接使用的熱能轉(zhuǎn)換成可以利用的高位能。水源熱泵廣泛應(yīng)用于靠近江、河、湖、海周邊及地下水層較淺的區(qū)域。空調(diào)名義制冷量7000W以上水源熱泵能效比最低限定值與空氣源最高能效相等，均為3.2，而且制冷量越大，水源熱泵能效越高，水源熱泵是目前空調(diào)系統(tǒng)中能效比（COP值）最高的制冷、制熱方式，理論計算可達到7，實際運行為4～6。與空氣源熱泵相比，實際運行能效比要高出20%～60%，運行費用僅為普通中央空調(diào)的40%～60%。

（4）冰蓄冷方案及應(yīng)用。冰蓄冷技術(shù)是有與電價會在不同的時期有著不同的價格，針對這個理由可以將用電高峰時的空調(diào)負荷轉(zhuǎn)移到電價較為便宜的夜間，從而達到節(jié)約電費的目的。在全部蓄能系統(tǒng)常用于改建工程，它可利用原有的冷水機組，只需加設(shè)蓄冷設(shè)備和有關(guān)的輔助裝置。另外還有部分蓄能系統(tǒng)。利用的是冷水機組連續(xù)運行，它在夜間用來制冷蓄能，在白天利用蓄存的制冷量為建筑物提供制冷。西北電力集團公司調(diào)度中心總建筑面積38000m2，主建筑面積24500 m2，主樓夏季設(shè)計日空調(diào)尖峰冷負荷3378KW，冰蓄冷量為3564RTH（12530KW.h），為目前國內(nèi)最先進的冰蓄冷與低溫送風(fēng)中央空調(diào)系統(tǒng)。

3 空調(diào)產(chǎn)品設(shè)計及安裝使用時的節(jié)能措施

"空調(diào)--熱水機"系統(tǒng)設(shè)計，提升能效比40%以上。空調(diào)系統(tǒng)在運行過程中會產(chǎn)生大量的熱量，這些熱量達到一定程度若不進行轉(zhuǎn)移會影響空調(diào)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性，因此在空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化中可以采用水環(huán)熱泵空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)既滿足房間制冷需求，由將熱量轉(zhuǎn)化為生活用熱水，綜合能效比在5以上。

采用直流電機方案，提升能效比1.5%以上。空調(diào)在設(shè)計的時候要減少循環(huán)水泵電機的能耗。由于中央空調(diào)系統(tǒng)中的循環(huán)水泵耗電量非常大，水泵的耗電量占整個空調(diào)系統(tǒng)耗電量的15%～30%，所以水泵節(jié)能非常重要，節(jié)能的潛力也很大。中央空調(diào)的節(jié)能設(shè)計方面，減少中央空調(diào)系統(tǒng)中的風(fēng)機包括空調(diào)風(fēng)機、排風(fēng)機。變流量模糊控制變頻節(jié)能技術(shù)在水系統(tǒng)中的得到了廣泛采用[3]。直流電機效率比交流電機高10%～30%。

噴氣增焓可提升能效比5%以上。噴氣增焓系統(tǒng)，是由噴氣增焓壓縮機、噴氣增焓技術(shù)、高效過冷卻器組成的新型系統(tǒng)，這三個技術(shù)的組合可提供高效的性能。這是一個有機的整體，即高效的噴氣增焓壓縮機、高效過冷卻器及電子膨脹閥形成的經(jīng)濟器、高效換熱器共同構(gòu)成了高效節(jié)能的噴氣系統(tǒng)。而且，增大了壓縮機在嚴寒下的制熱能力，-15℃下制熱能力提高近20%～50%，

空調(diào)安裝及管理維護，確保系統(tǒng)在高能效區(qū)間運行。（1）安裝位置。內(nèi)外機盡量安裝在開闊、便于檢修的位置，確保回風(fēng)少受出風(fēng)的影響，避免換熱效果差。（2）空調(diào)系統(tǒng)安裝完之后，有專業(yè)人員對系統(tǒng)進行調(diào)試，有機電維護工程師定期維護系統(tǒng)清潔并檢查系統(tǒng)壓力、功率。空調(diào)清潔包括風(fēng)管水管、換熱器，換熱器里太多的灰塵，會使空調(diào)的工作效率降低，嚴重時可能并不能達到制冷效果并引起系統(tǒng)頻繁停機。當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)壓力、功率偏離安裝使用手冊中對應(yīng)工況規(guī)定值的10%以上時，注意檢漏并追加冷媒。

4 結(jié)語

綜上，伴隨我國社會經(jīng)濟、能源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，空調(diào)行業(yè)的節(jié)能方案探索是一門與時俱進、經(jīng)久不衰的課題。現(xiàn)代社會對空調(diào)需求量的逐年增加，而全球能源逐年耗散、短缺，空調(diào)產(chǎn)品設(shè)計、終端空調(diào)方案選用、安裝維護各環(huán)節(jié)做好節(jié)能措施，逐步采用太能能、水源、冷凍水等多種節(jié)能技術(shù)，確保空調(diào)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1] 狄洪發(fā)，袁濤. 分布式變頻調(diào)節(jié)系統(tǒng)在供熱中的節(jié)能分析[J].暖通空調(diào)，2003，32（2）： 90-93.

[2] 李春，沈晉明，郁惟昌. 干盤管技術(shù)與系統(tǒng)的適用性[C].見：2004 年全國暖通空調(diào)年會論文文集，北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[3] 吳清前，龍惟定，王長慶，等.風(fēng)冷熱泵冬季運行模擬與理論計算[J].能源技術(shù)，2001，102（5）：186-189.endprint