制冷空調(diào)關(guān)鍵節(jié)能減排技術(shù)的現(xiàn)狀及進(jìn)展

任鳳 朱成文

摘 要：在臭氧層空洞及溫室效應(yīng)日益加劇的今天，如何在制冷空調(diào)中應(yīng)用節(jié)能減排技術(shù)，貫徹環(huán)保理念，已成為制冷工業(yè)必須攻克的堡壘?，F(xiàn)階段，我國在電冰箱、房間空調(diào)器、冷水機組、多聯(lián)機系統(tǒng)等多種制冷設(shè)備的應(yīng)用中均明確規(guī)定了相關(guān)能效標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)的制定，促進(jìn)了制冷劑替代技術(shù)、地源熱泵技術(shù)、熱電冷聯(lián)技術(shù)及太陽能制冷技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用，為制冷空調(diào)節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)提供了技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：制冷空調(diào)；關(guān)鍵節(jié)能減排技術(shù)；現(xiàn)狀；進(jìn)展

隨著我國經(jīng)濟(jì)體制的深化改革，市場活力日漸提升，為制冷空調(diào)行業(yè)的發(fā)展提供了良好的市場環(huán)境，目前，制冷空調(diào)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于家庭制冷及食品冷藏鏈中。制冷空調(diào)的使用，提升國民的生活質(zhì)量，但同時也消耗了大量的能源，據(jù)調(diào)查，在建筑能耗中，制冷設(shè)備的能耗占比達(dá)到了30%。在這種情況下，國家頒布了制冷空調(diào)能效標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定了電冰箱、房間空調(diào)器、冷水機組、多聯(lián)機系統(tǒng)中制冷設(shè)備的能源消耗規(guī)章[1]。因此，基于環(huán)境保護(hù)、節(jié)能降耗及市場競爭的需求，優(yōu)化制冷空調(diào)設(shè)計，采用科學(xué)合理的節(jié)能減排技術(shù)，降低制冷空調(diào)能源消耗，已是制冷行業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。

1.制冷空調(diào)現(xiàn)有能效標(biāo)準(zhǔn)

制冷空調(diào)能效標(biāo)準(zhǔn)的制定，為制冷空調(diào)科學(xué)研究及生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)的技術(shù)研發(fā)應(yīng)用，提供了指導(dǎo)思想?，F(xiàn)階段，我國關(guān)于制冷空調(diào)的能效標(biāo)準(zhǔn)主要有以下幾個方面：①電冰箱。主要為2009 開始施行的新 GB12021.2—2007 電冰箱標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)的實施淘汰了市場上約15%的高能耗電冰箱產(chǎn)品，以10年為一個單元進(jìn)行統(tǒng)計，可節(jié)省電力能源 260 億 kWh，CO2排放量將降低 0.32 億 t；②房間空調(diào)器?，F(xiàn)行能效標(biāo)準(zhǔn)有《房間空氣調(diào)節(jié)器能源效率限定值及能效等級》（GB12021.3—2004）、《單元式空氣調(diào)節(jié)機能源效率限定值及能效等級》（GB19576—2004），以10年為一個單元進(jìn)行統(tǒng)計，可節(jié)省電力能源 288 億 kWh，CO2排放量將降低 0.188 億 t；③冷水機組?，F(xiàn)行能效標(biāo)準(zhǔn)有冷水機組能源效率等級（GB19577-2004）；④多聯(lián)機系統(tǒng)。現(xiàn)行能效標(biāo)準(zhǔn)有《多聯(lián)機空調(diào)機組國家標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T18837-2002），并且通過了《多聯(lián)式空調(diào)（熱泵）機組綜合性能系數(shù)限定值及能源效率等級》的征求意見稿[2]。

隨著這些能效標(biāo)準(zhǔn)的制定，我國制冷空調(diào)的生產(chǎn)制造研發(fā)都進(jìn)入了一個新的階段，并且開始使用季節(jié)能效比（SEER）來衡量空氣調(diào)節(jié)器的季節(jié)性運行能效水平，使用綜合性能系數(shù)（IPLV）來衡量多聯(lián)式空調(diào)的能效水平，為加強制冷設(shè)備能源消耗管控提供了概念性指導(dǎo)，有利于相關(guān)節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。

2.制冷空調(diào)關(guān)鍵節(jié)能減排技術(shù)

2.1制冷劑替代技術(shù)

1974 年，美國科學(xué)家莫里納和羅蘭德提出了氯氟烴類物質(zhì)對大氣臭氧層有破壞作用，引起了世界各國的關(guān)注，并且作出了禁止以氟利昂作為空調(diào)制冷劑的決定。為了保護(hù)臭氧層，減輕溫室效應(yīng)，科學(xué)家經(jīng)過不懈的努力，先后研究出了R134a、DP-1、Fluid-H等新型制冷劑，但是都被否定，直至2007 年 11 月，杜邦和霍尼韋爾公布了一種新型汽車空調(diào)制冷劑HFO-1234yf（CF3CF=CH2），該物質(zhì)為 DP-1 和Fluid-H 中的一種成分，具有環(huán)保、低毒、穩(wěn)定、兼容的優(yōu)點[3]。在我國，科學(xué)工作者也研發(fā)出了多種制冷劑替代物，并且獲得專利認(rèn)證，比如說 R22 替代混合物 R32/125/152a、R22 和 R407C 的替代物R32/125/161。

2.2地源熱泵技術(shù)

在地表淺層中，土壤、水等物質(zhì)吸收太陽能或地?zé)岷髸⒅畠Σ仄饋硇纬傻推肺荒茉矗瑧?yīng)用地源熱泵技術(shù)，可通過能源轉(zhuǎn)換手段實現(xiàn)地表淺層地?zé)豳Y源的高效利用。整體上來說，地源熱泵技術(shù)具有以下幾項技術(shù)優(yōu)勢：①節(jié)能。通過土壤熱源泵，可取代制冷設(shè)備的散熱功能，減少設(shè)備散熱的電力能源消耗；②環(huán)境友好性。這一技術(shù)措施沒有燃燒的過程，避免了污染物質(zhì)的排放；③節(jié)約水資源。一般情況下，制冷設(shè)備是通過水來散熱得的，而該技術(shù)通過土壤散熱，減少了水資源的消耗；④經(jīng)濟(jì)效益。以可再生綠色能源，取代了對于電力能源的消耗，也就是減少了煤礦等發(fā)電能源的消耗，社會效益及經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)良。

2.3熱電冷聯(lián)技術(shù)

使用熱電冷聯(lián)技術(shù)，能夠提高熱能的綜合利用率，減輕制冷設(shè)備機組的運行負(fù)荷。這一技術(shù)裝置的動力源為燃?xì)廨啓C，在裝置運行過程中，輪機排出的熱能可進(jìn)入冷熱水機組，為以液體式除濕處理機為核心的除濕性空調(diào)提供能源，然后液體式除濕處理機產(chǎn)生的熱能，再作為溶液再生的能量。在這一過程中，實現(xiàn)了對于熱能的循環(huán)使用，節(jié)能效果顯著，而且在上海浦東國際機場實踐后，其節(jié)能效果得到了驗證。

2.4太陽能制冷技術(shù)

就目前看來，太陽能是一種無窮無盡的清潔能源，而且無需開采，即可直接利用，是制冷設(shè)備新能源開發(fā)中的主要研究方向。通過太陽能制冷技術(shù)，可實現(xiàn)光熱到熱能再到動力能源的轉(zhuǎn)化，或者是通過光電轉(zhuǎn)化來進(jìn)行電能制冷，現(xiàn)階段，后者的可研發(fā)性是比較高的，我國在光電轉(zhuǎn)化方面已經(jīng)取得了一定研究成果，而在太陽能制冷中，也已經(jīng)產(chǎn)生了太陽能吸附式制冷及吸收式制冷兩種技術(shù)途徑。其中，太陽能吸附式制冷裝置可在65℃以上溫度中啟動并長時間運行，不會產(chǎn)生污染，而太陽能吸收式制冷的熱源驅(qū)動溫度則需達(dá)到90℃。

3.結(jié)語

隨著社會的發(fā)展，能源消耗量日益增長，我國每年對于電力需求的增長達(dá)到了14%，而且呈現(xiàn)出較大的電力供應(yīng)峰谷差，在用電高峰期，電力供不應(yīng)求，為了優(yōu)化電力使用，國家電網(wǎng)多次采取拉閘限電措施，以填補電力供需缺口。制冷設(shè)備被廣泛應(yīng)用于在電冰箱、房間空調(diào)器等高電能消耗設(shè)備中，隨著節(jié)能降耗呼聲的高漲，以及《蒙特利爾議定書》、《京都議定書》等環(huán)保協(xié)議的簽訂，制冷工業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)[4]。如何攻克節(jié)能減排的技術(shù)難關(guān)，依據(jù)現(xiàn)有的制冷設(shè)備能效標(biāo)準(zhǔn)，將高效壓縮機、高效離心式壓縮機、高效渦旋壓縮機等節(jié)能設(shè)備應(yīng)用于制冷空調(diào)中，提升能源利用率，是制冷空調(diào)生產(chǎn)制造企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略制高點。

參考文獻(xiàn)

[1]仲宇娟.節(jié)能創(chuàng)新，摒棄定勢思維勢在必行——專訪重慶市制冷學(xué)會秘書長 吳治娟[J].機電信息，2017（28）：46-47.

[2]白金.IDC機房空調(diào)系統(tǒng)優(yōu)化配置方法及綜合節(jié)電的研究[J].信息通信，2017（06）：278-279.

[3]王思琴，李宏哲，牛曉文，羅田彥，曹晨，劉駿亞.蒸發(fā)冷卻空調(diào)技術(shù)在節(jié)能減排中的作用分析[J].中國設(shè)備工程，2017（02）：125-126.

[4]呂偉華，黃翔，宋姣姣，韓正林，劉佳莉.蒸發(fā)冷卻空調(diào)在數(shù)據(jù)中心節(jié)能減排中的作用[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2016，35（02）：60-62.

（作者單位：1、沈陽天航偉業(yè)機電設(shè)備安裝工程有限公司；2、遼寧江南工程管理咨詢服務(wù)有限公司）