空调制冷系统节能设计的研究

空调制冷系统节能设计的研究

徐茂启

康佳集团股份有限公司安徽滁州239000

摘要：科技的不断进步推动着社会经济的进步和发展，人们的生活水平也随之不断地提高，对环保问题也给予越来越多的注视。空调是当今社会中常见的电器，可以对室内温度进行调节，在不同的时间地点使人们日常的生活与工作环境变得更加舒适。空调的使用使得每年消耗着大量的能量，因此必定要对空调系统进行节能优化设计，以减少能量的损耗，实现环保的生活。空调的运行系统中，制冷系统是关键的组成部分，同时制冷系统在运行过程中也进行着大量的能源消耗。由此可知，想要从空调系统的源头上解决能源消耗问题，实现节能优化，就需要从制冷系统的各个环节入手，进行优化配置，以实现空调运作系统的节能性。

关键词：空调制冷系统；节能；设计

1空调制冷系统概述

空调制冷系统主要是由压缩机、蒸发器、膨胀阀以及冷凝器等部件组成，其工作原理并不复杂，主要是通过制冷剂液化放热、汽化吸热的原理来实现制冷功能。图1为空调制冷系统的工作示意图。

高温高压的气态制冷剂在冷凝器中经过冷却转化为中温高压的液态制冷剂，同时发散热量；然后经过干燥储液器的干燥和过滤，进入膨胀阀中；中温高压的液态制冷剂在节流后成为低温低压的液态制冷剂，进入蒸发器中；中温低压的液态制冷剂吸收热量，然后进入压缩机中被加压为高温高压的液态制冷剂，开始新一轮循环。

2空调制冷系统能耗分析

从空调制冷系统工作原理中可以看出，压缩机是整个空调制冷系统循环工作的关键。从能耗的角度看，压缩机工作时需要压缩气态制冷剂的容积来实现对制冷剂的加压，这个过程中会消耗大量能源。因此，空调制冷系统的节能措施中应当考虑优化压缩机的工作耗能情况。冷凝器也是空调制冷系统种重要的耗能单位。目前常见的冷凝器通常为风冷式冷凝器，这种冷凝器采用多组盘管结构，并且附带肋片，以此加大热交换的面积。风冷式冷凝器结构存在一个缺点：各散热肋片的间距很小，若缺少清洁保养便会使肋片积累灰尘杂物，增加冷凝器的风阻和传热热阻，从而导致冷凝器压力过大，能源消耗增大。相关研究数据表明：冷凝器的压力每升高1kg/cm2，就会增加6%~8%的能耗。

3空调制冷系统的节能设计

3.1交换器的优化设置

为了确保节能效果的发挥，需要采用最优的交换器，在机器的运行过程中，如果冷凝压数值的下降会使得蒸发压数值上升，在这种情况中，不必要的损耗就产生了。在蒸发器和压缩机之间，需要控制特别限度的压力损失，以达成节能高效的目的。该机器需要进行系统性改进，使冷凝压的数值升高，随之而来蒸发压的数值下降，运行过程中能耗将会减少。制冷系统中的一系列组成部分产生的能耗，在制冷过程的运行中都可以进行优化方案的配置，冷凝器、压缩机、风机等，其中交换器的能耗节省，整个制冷系统的能耗相对会降低。通常情况下，压缩机本身设置专门的排气口，与之相应的是冷凝器同样设置相应入口。

3.2风机的优化设置

风量的的输出需要和实际情况相匹配，系统将会存在较大可能减小输出的功率，在此情况下，风机也将出现大量的输入功率。因此，对风机风量需要进行控制，使其在最优范围内进行运转，将能够实现减少过量的系统能耗。由此可知，对不同时间段的系统风量都需要进行范围控制，具体在设计风量时还需考虑到最大限度内的系统噪声。

3.3压缩机优化设置

制冷的全过程都不能缺少压缩机，对压缩机需要加以降耗处理。在空调系统进行压缩机选型时，选择实效最优的机器。机器的性能良好，可以大大降低能量的损耗。变频空调在生活中使用的越来越普遍，其运行过程中对空调运转频率也要明确进行限定，控制压缩机的运行，使运行过程能够及时调整频率的变化，减少能耗。

3.4利用变频技术

随着空调节能技术的不断发展与进步，更多新型的科学技术得到广泛的应用，然后采用变频技术对空调系统中的水泵以及风机进行控制，变频器可以对空调系统中的水压差以及温度差进行相应的数据采集，然后通过系统数值的不断分析，将更多的命令的传递到变频器中，然后对水泵以及风机进行相应的控制与调节，从而得到节能的目的与效果，这样才能让设备的运行更加高效。通常空调在运转的过程中会出现一定范围内的变化，而系统会对这些数据进行相应的估算，同时及时的对各种参数进行调节，让冷却风机的风量达到正常的标准，这样机组中的设备都能够处于最佳的状态中，可以将系统分析的结果直接传送到冷水机组中，保证空调系统的可靠运行，让这些设备始终处于工作效率高的状态中。

4具体的优化措施

4.1明确各项影响因素

在蒸发器的内部，制冷剂应当低于整个的空气温度。只有将制冷剂控制于特定的温差限度内，那么挥发后的制冷剂才会表现为气体状态，压缩机可以将其带走。由此可见，空调整体上是否能达到特定的制冷实效，直接决定于上述的温差。除了温差的要素之外，空调制冷的实效性还决定于冷凝压力、开启膨胀阀的限度等要素。目前的状态下，多数机房都配备了冷凝器，这类冷凝器通常设计为风冷式的装置，在这之中包含了各个组的盘管。在必要的时候，技术人员可以把肋片安装在盘管的外侧，确保盘管能够符合最大限度的传热面积。除此以外，某些冷凝器的翅片位置上很可能附着杂物，这种现状将会导致冷凝器迅速增大热阻，进而影响到了热传导的整体效果。为此每隔特定的时间段，技术人员针对开启膨胀阀的角度就要予以监测，在此基础上对此加以调整。然而，膨胀阀最好不要超出8℃的过热度，这是由于过高的温度有损于膨胀阀本身的性能。

4.2节能设计的步骤与流程

在自动控制技术的辅助下，针对末端的空调装置应当能够予以实时性的控制。一般来讲，多数空调都设有相应的自控系统，据此可以实时监测整个系统中的回风机、新风机、风机盘管与变风量风机等构成部分，在此前提下实现精确度更高的监控。如果条件允许，设计人员还可以把数字控制器安装于特定的空调位置上，以此来实现特定的微分运算过程。通过运用数字化控制的措施和手段，就能实现多层次的空调节能实效。针对系统中的风机与水泵来讲，具体在实现节能调控时可以借助变频器。这是由于变频器可以直接用来监控各个时间段的风机运行与水泵运行，在实现全程监控的前提下采集温差与水压差等相关信息。从数字调节的角度来讲，变频器运用于节能设计的措施有助于优化整个的空调制冷模式。每隔特定的时间段，空调系统将会改变负荷量，对此有必要算出精确的参数值，同时也要完成模糊运算的全过程。由此可见，节能设计与节能控制还会涉及到动态式的变流量监控。近些年来，与模糊运算有关的技术措施正在迅速获得改进，因此可以把模糊运算的基本原理运用于空调制冷装置中。在完成模糊运算的前提下，对于各项控制参数就能进行明确。具体来讲，控制参数可以运用于冷冻水系统、冷水机组及其他系统，因此有助于从根源上确保整个系统符合现行的节能指标。为了消除空调制冷系统潜在的安全隐患，负责系统维护的有关人员对其应当进行实时性的系统检测，一旦察觉到故障风险那么应当予以及时的消除。

结语

综上所述，主要对空调制冷系统的节能设计方法进行分析，可以看出，随着经济快速发展，人们对资源的需求量也越来越大，既要做到节能减排又要充分符合社会的真正要求，在空调设计的同时能够以节能为基础，在很多的方面都应该要求优化与改进，通过这些方法能够让空调处于最好的状态中，从而达到节能的效果，相信在众多专业技术人员的共同努力下，未来我国该方面的工作会取得更大的发展，迈上新的历史阶段。

参考文献

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[2]冯岚靖.空调制冷系统的节能设计[J].住宅与房地产，2016(18):257.

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