淺談空調制冷系統節能問題

曹志法

摘要：隨著經濟的發展和人們生活質量的提高，環境污染和能源緊張問題越來越引起世界人民的關注，中央空調工程在建筑物中的耗能約占建筑物耗能的6成以上，所以制冷空調系統這一能源消耗大戶面臨著嚴重考驗，節能降耗成為空調系統的關鍵環節。

關鍵詞：空調;制冷;節能

[abstract] with the development of economy and the improvement of people's quality of life，the problems of environmental pollution and energy shortage have attracted more and more attention of people all over the world. the energy consumption of central air-conditioning projects in buildings accounts for more than 60% of the energy consumption of buildings. therefore，the refrigeration and air-conditioning system，which is a major energy consumer，is facing a serious test，and energy saving and consumption reduction has become the key link of the air-conditioning system.

1.空調制冷流程簡述

空調制冷系統由壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器四部分組成，其工作流程如下：制冷劑在壓力溫度下沸騰，低于被冷卻物體或流體的溫度，壓縮機不斷地抽吸蒸發器中產生的蒸汽，將它壓縮到冷凝壓力，然后送往冷凝器，在壓力下等壓冷卻并冷凝成液體，制冷劑冷卻和冷凝時放出的熱量傳給冷卻介質，與冷凝壓力相對應的冷凝溫度一定要高于冷卻介質的溫度，冷凝后的液體通過膨脹閥或其他節流元件進入蒸發器。在整個循環過程中，壓縮機起著壓縮和輸送制冷劑蒸汽并造成蒸發器中的低壓力和冷凝器中的高壓力的作用，是整個系統的心臟;節流閥對制冷劑起節流降壓作用并調節進入蒸發器的制冷劑流量;蒸發器是輸出冷媒的設備，蒸發器吸收被冷卻物體的熱量，從而達到制取冷量的目的;冷凝器是輸出熱量的設備，從蒸發器中吸取的熱量連壓縮機消耗的功轉化的熱量在冷凝器中被冷卻介質帶走。

2.空調制冷效果的因素分析及采取措施

2.1制冷系統的冷凝壓力

（1）空調冷凝器一般采用風冷式冷凝器，它由多組盤管組成，在盤管外加肋片，以增加空氣側的傳熱面積，同時，采用風機加速空氣的流動，以增加空氣側的傳熱效果。但因片距較小，飛蟲雜物及塵埃容易粘在冷凝器翅片上，減少空氣流動空間，致使空氣不能大流量通過冷凝器，影響傳熱效果，導致冷凝效果下降，高壓側壓力升高，制冷效果降低的同時，就會消耗更多的電力，冷凝壓力每升高1kg/cm2，耗電量增加6%～8%。

針對上述可能發生的現象，采用對應措施為：結合空調使用環境，根據結灰情況，定期對空調外機進行沖洗，具體方法是用水槍或壓縮空氣，由內向外沖洗空調冷凝器，清除附在冷凝器上的雜物和灰塵，增加空氣的流通空間，增大空氣與熱媒的熱交換值。

（2）系統內部有空氣，如果空調抽真空不夠，加液時不小心，就會混進空氣。空氣在制冷系統中是有害的，它會影響制冷劑的蒸汽的冷凝放熱，使冷凝器的工作壓力升高，如當時的冷凝溫度為35度，對應的冷凝壓力為12.5kg/cm2表壓，可實際壓力表的壓力可能是14kg/cm2，這些多出來的1.5kg/cm2的空氣占據在冷凝器中，由于排氣壓力增高，排氣溫度也升高，制冷量減少，耗電量增加，所以必須清除高壓系統中的空氣。

針對上述可能發生的現象，采用對應措施為：進行放空氣操作，在停機情況下，從排氣口或冷凝器絲堵處放氣進行放氣操作。

（3）冷凝器配置不當。有些廠家為了節約成本，追求利潤最大化，故意配置偏小的冷凝器，使空調制冷效果降低，這種情況盡量在空調設計時進行避免，但有時也會發生，夏天造成空調頻繁高壓告警，頻繁沖洗空調外機也無濟于事，嚴重加重了維護人員的工作量。

針對上述可能發生的現象，采用對應措施為：廠家要合理配置冷凝器，質檢部門要加大質量檢查力度，對不合格的產品嚴禁流入市場。

2.2制冷系統的蒸發溫度

蒸發器內制冷劑的蒸發溫度，應該比空氣溫度低，這樣機房的熱量才會傳給制冷劑，制冷劑吸收熱量后蒸發成氣體，被壓縮機吸走，使得蒸發器的壓力不會因受熱蒸發的氣體過多而壓力升高，從而使蒸發溫度也升高，以致影響制冷效果，而這個溫差，是結合空調的投資成本及制冷工作時能耗費用而綜合決定的。在我們機房空調中，蒸發器采用的是直接蒸發式，這個溫差為12～14℃，而實際上，由于種種不良因素的影響，不能很好的保證這個溫差，有時在20℃以上，這樣能耗就增加了，通過計算，在冷凝溫度不變情況下，蒸發溫度越低，壓縮機制冷效果降低，排氣溫度升高。制冷系統中蒸發器的制冷劑，蒸發溫度降低1度，要產生同樣的冷量，耗電約增加4%左右。

2.3選擇合適的空調方式是空調節能的一個重要方面

近幾年來，變頻空調由其具有節能和提供舒適環境的顯著特點，而得到飛速發展，到目前為止，變頻空調器占日本空調器市場銷售份額的80%以上。根據日本jra404標準，變頻空調器季節能效果遠高于定頻空調器，在冷負荷相當的情況下使用變頻空調器消耗的功率僅為定頻空調器的66%，即省電34%。因此，變頻空調應是空調發展的一個趨勢，使空調盡可能達到節能要求。在中央空調系統中，我們應采用變頻技術，其主要有兩種形式：用變速泵和變速風機替代調節閥，減少系統內部消耗，提高整機效率。或者采用變流量技術，根據空調負荷改變水流量或風流量，從而達到節能效果

2.4建筑環境對空調節能的影響

首先，空調負荷的確定是建立在克服室外環境影響的基礎上的，室外干球溫度、空氣的相對濕度以及太陽輻射是對空調負荷影響較大的氣象因素。設計人員在建筑規劃設計階段必須充分考慮這些氣象因素，有效結合當地的大氣環流因素和地理因素，使得暖通空調節能規劃設計更加符合節能標準，實現預期的節能目標。由于空調建筑周圍良好的植樹和綠化能降低小氣候的溫度，減少建筑物吸收的太陽輻射量，改變環境的熱、濕平衡，降低建筑空調負荷，實現建筑節能。

應采取的措施為：盡可能的在建筑物周圍進行綠化，一方面降低空調的負荷，使建筑物周圍可空氣環境清新舒適，另一方面可配合建筑物的美觀需要，使建筑物達到既節能又環保舒適。

其次，空調內環境也要盡量能滿足節能要求。一方面，研究設計人員應該注重改善建筑條件和采用適當的建筑措施以降低空調負荷，從而降低空調能耗。建筑設計不要片面追求建筑立面效果，而應充分考慮建筑節能設計。另一方面，適當增加墻體、屋頂的保溫性能，可以減少通過這些圍護結構產生的冷熱負荷。

空調在給人們提供舒適環境的同時，又消耗了大量的能源，所以我們必須考慮節能控制，針對不同的問題，提出相應的控制措施，使空調系統發揮最佳的運行效果，實現可持續性發展。同時我們也應當積極開發新能源，積極推動太陽能、地熱能、原子能等新能源在建筑中的應用。

參考文獻：

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（作者單位：江蘇省鹽城市機關事務管理局）