暖通空調制冷系統中的環保節能技術

劉 云

（合肥通用機械研究院有限公司，安徽合肥 230031）

0 引言

隨著社會的進步，人們正在尋求更舒適的居住環境。多數商業、民用建筑都配備了空調，暖通空調中制冷系統的能耗約占總能耗的25%～50%。暖通空調制冷系統是最耗能的組件。加強暖通空調制冷系統的優化和新技術的應用是減少系統能耗，提高運行效率的最重要方法。

1 暖通空調制冷系統的工作原理

在暖通空調操作中，冷卻效果是通過熱交換實現的。由于制冷劑在冷凝器、壓縮機、加速器裝置等裝置中不斷循環，制冷劑狀態改變的同時，熱量的吸收得以完成，蒸發器吸收熱量。在收集熱量中，制冷劑從液體轉變為低溫氣體。這部分低溫的氣體進入了空調的壓縮機，壓縮機內的低溫氣體直接進入冷凝器，將這些熱量傳遞給空氣，再將其返回液體，通過循環熱交換達到冷卻的目的。在實際的暖通空調操作中，不僅存在制冷循環，還存在冷卻水和空氣的有效循環。壓縮機將制冷劑轉化成液態，在此過程中進入蒸發器，然后與設備內的冷水結合。通過冷卻泵，冷水到達冷卻盤管，并通過吹氣冷卻。制冷劑蒸發后，冷凝器將其轉化為氣體，冷卻水通過冷卻泵送至冷卻塔，由水塔的風扇噴灑，最后通過熱交換提供，通過空氣釋放出來。在循環和熱轉換過程中，制冷劑進行熱交換，使循環達到制冷效果，降低室內溫度以達到比較舒適的室溫。由此冷卻系統完成了空調過程，它是重要的組成部分，也是主要的動力消耗。因此，如果要減少暖通空調能耗，達到減少能耗的目的，必須對冷卻系統進行優化和控制，以提高運行效率。

2 暖通空調制冷系統的發展現狀

空調必須通過制冷劑完成溫度調節，創造室內中舒適的環境。氟利昂是最常見的制冷劑是一種無毒的化合物，具有穩定的化學性質，在使用中還具有良好的熱力學性質。在暖通空調中，該化學品可以提供良好的冷卻效果，因此，氟利昂適用于現代化的各種制冷設備。氟利昂也有一些缺點，在大氣中其中的一小部分會進入空氣的平流層，并在強紫外線的作用下造成環境的污梁，會破壞臭氧層、影響植物的生長。氟利昂在大氣中濃度的增加導致了溫室效應。基于氟利昂對環境污染的負面影響，需要找到更合適的制冷劑。目前廣泛使用的R410A 制冷劑不僅性能穩定，而且更清潔，不會引起臭氧孔或溫室效應，獲得了業界的一致認可。

3 環保節能在暖通空調制冷中的意義

3.1 減少暖通空調造成的環境污染

作為暖通空調系統的重要部分，冷卻和加熱系統具有許多結構，因此操作原理相對復雜，冷卻系統中所需的制冷劑最常見的是氟利昂，但如果產生過量的氟利昂，容易導致全球變暖。因此，將節能技術應用于暖通空調冷卻系統的主要目的是保護環境。環境保護和節能技術采用特殊的冷卻系統。另外，必須注意通過使用水資源來改善空調和空氣凈化。綠色節能技術在暖通空調制冷系統中的應用是減少環境污染的重要途徑。

3.2 有效的資源保護形式

隨著國家對環境保護工作投入的日益重視，節能環保技術廣泛應用于各個領域。太陽能技術可以將太陽能轉化為熱能和電能，滿足人們的日常生活和其他需求，在很大程度上減少用電量。節能環保技術在暖通空調制冷系統中的應用可以減少電力的消耗，節能環保技術的應用可以實現水的循環利用，資源利用率大大提高，達到了節能的目的。

3.3 積極建設資源節約型社會的有效途徑

目前國家相關部門采取了一系列措施，大大改善了資源稀缺性，主要原因是節能環保技術在許多領域的應用。節能環保技術在暖通空調制冷系統中的應用是響應建設資源節約型社會，更好地實現節約型社會的重要措施。

4 冷暖空調制冷應用節能環保技術的要點

4.1 確保空調制冷系統的環保節能設計

作為設計師，在將節能環保技術應用于制冷系統時，必須充分考慮節能環保技術的長期利益，從最大限度地提高經濟效益的角度來設計冷卻系統。在設計過程中，相關人員不僅必須具有扎實的制冷、供暖和空調基礎知識，還必須根據實際情況調整設計，不是根據設計的工作經驗盲目設計冷卻系統的節能環保技術，而是將新的節能技術與新產品緊密結合起來。

4.2 保證冷暖空調系統與設備的安裝質量

為了達到節能和保護環境的目的，必須在人員活動的高峰期使用空調和冷卻系統。中央空調系統還可用于從熱源傳輸能量，從而提高空調的冷卻效率。要根據當地監管機構發布的法規和標準安裝空調冷卻系統的設備和相關附件，以最大程度地減少能耗，并需要減少設備安裝和運行過程中的能源消耗[1]。

4.3 確保空調制冷系統的附件設計標準化

由于空調制冷系統的設計水平直接決定節能和環保效果的水平，因此設計人員應根據標準使用少量投資和能耗設計的附件。空調制冷系統的設計師需要不斷提高節能和環保意識，并將這種意識應用于空調制冷系統的不斷開發和設計研究中[2]。

5 節能環保技術在暖通空調中的應用措施

5.1 做好暖通空調制冷系統設計規劃

暖通空調主要負責室內空調的溫度，還可以保持環境溫度恒定，此過程必須通過能耗來完成。首先，必須仔細考慮建筑物的微觀經濟環境，并考慮建筑物的位置、方向和距離，合理地對太陽能的最佳利用，以及考慮相關的地形和輻射。窗戶和建筑物表面會影響建筑物的熱性能，因此應采用高熱量的材料設計，以避免空調加熱產生不必要的熱量損失，降低空調能耗[3]。

5.2 技術與設備的有機結合

節能技術不僅體現在空調供暖系統的設計實施中，還體現在空調制冷系統的實施中。將設備作為重要的載體工具與環保和節能技術相結合，可以更好地應用環保節能技術。熱力空調系統是變頻技術和多循環技術的結合，是我國最常用的系統之一，并已在相關領域得到推廣。在現代供暖和空調系統中使用技術和設備組合可以有效擴展產品范圍，不僅可以控制功耗，而且可以解決電壓不平衡問題[4]。

5.3 優化使用空氣源熱泵

在對環境有益的空調制冷系統的實際應用中，應注意空氣源熱泵的最佳使用，它具有室內制冷和室內供暖功能。室外空氣源熱泵在冬天可以提供熱量，并且主要使用電力。外部空氣的轉化不會污染環境，空氣源熱泵已成為將煤轉化為電的重要選擇。在加熱狀態下，空氣源熱泵的COP 可以達到3。在室外溫度不斷升高的情況下，COP 值將相應增加，從而發揮更大的節能效果。特別是在應用新技術之后，在低于15 ℃的環境中COP 值可能會超過2.0。目前，華北地區廣泛使用氣源熱泵蓄熱或輔助加熱結合氣源熱泵+太陽能集熱器的方式。

5.4 新風預處理系統

新風空氣預處理系統主要用于濕式空氣預處理系統和余熱回收空氣預處理系統，兩者均滿足實際應用中濕度控制的環境要求。根據應用可以有效控制加熱和空調的冷卻，同時可以通過控制能量避免冷熱補償。由于可以單獨控制溫度和濕度，因此可以提高整體調節的精度。新風收集和熱回收預處理系統主要用于控制系統環境中的濕度和冷卻，精確控制空調系統。

5.5 空氣源熱泵在供暖和空調制冷系統中的應用

在冷卻周期的影響下，空氣源熱泵可以在夏季高溫時通過吸收外界空氣中的冷氣來冷卻房間，吸收外界空氣中的熱量來加熱房間。冬季氣溫較低時，作為空氣源熱泵的原動力的電能比傳統的電加熱更有效，因為它在冷熱傳遞中不會污染環境。

6 結束語

綜上所述，環保節能技術在暖通空調制冷系統中的使用具有非常突出的重要價值，有益于環境保護和提高經濟效益。