制冷空調節能減排實用新技術分析

摘 要：隨著社會經濟的發展和生活水平的提高，民眾對環保問題的關注度越來越高，基于此，各種空調節能減排技術應運而生。筆者將重點介紹空調制冷節能減排中的地源熱泵技術、制冷劑替代技術、熱回收技術和空調蓄冷技術，并詳細說明這些技術的應用和監控方法，以期在進一步提升民眾生活水平的同時利于環境的保護。

關鍵詞：制冷空調；節能減排；新技術

1 制冷空調節能減排的意義

民眾的生活水平因為制冷空調被廣泛應用而得到了明顯提高，然而由于空調節能相關技術的不足導致制冷空調的耗電量都比較大，這在一定程度上加劇了我國電力資源的壓力，提高了供電系統的運營奉仙，從而影響了社會生產與民眾的生命。對于地球生命而言，臭氧層是削弱紫外線傷害的天然屏障，若我們及時采取相應的策略，臭氧層的保護作用會在氟利昂的破壞下消失殆盡，屆時人類將面臨巨大的生存危機。所以，研發新的空調制冷技術，實現節能環保是迫在眉睫的問題。總而言之，研發先進的節能環保技術，尋找環保型能源、保護大氣層是人類共同的職責。而制冷空調應用新技術的研發意義在于二氧化碳排放量的控制以及能源的節約。

2 有關制冷空調節能減排實用新技術的介紹

2.1 地源熱泵技術

從本質上分析，地源熱泵技術是一種能源轉化技術，即將地表淺層的地熱能源轉為空調制冷能源的技術。地熱資源是指處于地表淺層的低品位能源，來源于地下水。因而地熱熱泵技術具有節能、環保、節約自然資源等特征。該技術讓空調系統散熱能力得到大幅度提升，通過土壤散熱在實現制冷的同時降低電力能源的消耗。最后，同傳統技術相比，該技術不再通過水資源實現散熱功能，因此無需另設鍋爐等設備，在一定程度上節約了水與土地資源。

2.2 制冷劑替代技術

傳統空調制冷劑氟利昂因為可以破壞臭氧層而被國際社會明令在一定時間內禁止使用，根據規定，發展中國家在2040年前不得使用氟利昂，發達國家則是在2020年前不得使用。因此，技術人員首要任務就是在最短時間內研發出可以替代氟利昂的新型制冷劑。新型制冷劑要以環保為原則，使用過程中要能達到兩方面的要求：一是全球變暖潛能（GWP）較低，二是臭氧層破壞潛能（ODP）較低。現階段，天然制冷工質和HFCs物資是制冷劑替代研究的兩個主要方向。其中，天然制冷工質方向已經研制出了R600a、R290和R717等替代物質，而HFCs物資開發方面也獲得了R407C、HFC134a（R134a）、R410A等替代環保制冷物質。

2.3 熱回收技術

熱回收技術是指回收空調運作時散發的熱能并將其并入能量循環的技術，該技術可提高熱能的利用率，實現能源的節約。熱回收技術可根據空調的性能和應用場地分為兩類類：冷凝熱回收技術和排冷風、熱分回收技術。冷凝熱回收技術可將空調多余的熱能轉化為空調運作的能源，減少污染物的生成，而排冷風、熱分回收技術可確保空調運作過程中實現制冷組部件低負荷運轉，在保障節能的前提下提升工作效率。

2.4 空調蓄冷技術

空調使用過程中存在高峰階段和低谷階段，根據這一特性，技術人員研發出了空調蓄冷節能技術。空調蓄冷技術可實現在空調使用高峰階段時將低谷階段儲存的冷能量釋放出來，通過冷凍機的運作實現空調制冷目的。該技術能夠讓空調使用率得到有效提高，降低電力供應對空調使用的影響，因此對某些電力供應不穩的地區而言具有極大的意義。

3 制冷空調節能減排新技術監控的核心內容

現階段，研究人員針對空調制冷新技術的研究方向和項目較多。而筆者重點說明的內容主要是空調蓄冷技術的監控。空調蓄冷技術系統可根據不同組件的協作分為幾個部分，其運行策略也會因為符合的不同而有所區別，進而監控內容也會有所差異。空調系統運行過程中要以實際情況為基準并進行調整。

3.1 主機的控制

對主機的控制目的在于通過調整主機負載情況確保主機出口溫度處于一定范圍之內。同時，在制冰工況方面，主機進口溫度在主機強制滿載情況下若未能達到預定值，那么主機應繼續工作。通常，主機會在三種情況下退出制冰模式。一是系統時間程序不在制冰時段；二是儲冰量傳感器顯示冰滿；三是主機進口溫度比預定值小或者剛好達到預定值。

3.2 冰槽的控制

從技術層面來說，系統不能直接控制冰槽出口的溫度，只能通過控制冰槽進入溫度和流量間接實現這個目的。系統判斷冰槽蓄冰量的標準是儲冰量傳感器顯示的信息。現階段，市場上有很多種儲冰量傳感器，應用交廣的一種是液位傳感器，該傳感器能夠進行信號模擬與轉化，通過4～20mA或1～5Vdc輸出信號顯示出冰槽水位變化情況，讓系統準確判斷出冰槽的蓄冰量。

3.3 空調系統控制相關策略

通過在用電低谷時期儲蓄冷負荷能源是空調蓄冷系統實現能源消耗降低、發揮節能減排作用的主要方式。為確保空調系統正常運作，需要對其系統工作模式進行科學規劃，而且規劃過程中要遵循以下幾點原則：

（1）冰槽優先原則：冰槽融冰應是冷負荷定制的首先策略；（2）冷機優先原則：系統運作過程要先讓制冷機處于滿負荷運作狀態，若負荷減少先讓冰槽將載；（3）限制原則：無論是主機用電量還是系統都需保持在一定標準或者達到某個預定值。

4 結語

綜上所述，對于自然環境和空調系統經濟效益而言，上文提到的制冷空調節能新型技術在應用方面都有一定的意義，應用、推廣前景良好。此外，從宏觀角度出發，節能減排并非是階段性的工作，需要人類不斷研發新的技術和能源運用策略，這樣才能在提升人類生活水平的同時更好地保護地球生態環境，實現能源節約，讓人類文明不斷延續。

參考文獻：

[1]范蕊.節能減排視角下推進綠色建筑發展的有效路徑[J].智能建筑與智慧城市，2018（05）：61-62.

作者簡介：張軍華，工程師（副主任科員）。