基于空调制冷系统节能设计的分析

何健明

TCL空调器(中山)有限公司528427

摘要：我国是一个能源消耗大国，随着环境以及能源问题的不断突出，节能技术已经是人们选择空调的一个重要的指标了。这不仅要求我们使用高效率的电机和压缩机，还需要着重对制冷系统进行较为细致的节能设计。本文将对此进行分析论述，旨在为业界人士提供一定的参考。

关键词：冷热源；系统能效；暖通空调；节能；设计；建筑；能耗

目前我国己成为全球CO2排放量最大的国家。能源与环境问题日益严峻。如何更好的将现阶段的制冷系统进一步的节能优化，怎样最大限度的对现阶段的制冷系统进行完善等，都是现阶段空调研发而临的问题。因此，非常有必要探讨新技术，设计出节能环保的电器产品。

一、空调制冷系统的现状

随着节能减排的观念不断深入人心，我国政府针对空调制冷系统的能源浪费问题实施了许多政策，但是目前空调制冷系统的现状仍然不容乐观。目前各个生产部门在空调生产过程中的管理力度尚不足，致使工作效率低下、对环保的观念了解不深入、能源浪费严重。除此之外，我国目前的制冷技术与世界上的先进技术相比还有一定差距，就节能减排的观念来看，在空调制冷技术方面我国缺少创新技术，然而国家目前的创新技术研究主要针对的是房间的降温，这直接影响了空调制冷系统的研究发展。总之，应该加强空调生产的管理力度，重视监督审核环节，在技术方面要积极创新，不断优化制冷系统，以达到节能减排的目标。

二、空调制冷系统节能优化的重要性

空调制冷系统的节能优化有着非常重要的意义，主要的原因在于现阶段的空调制冷系统节能优化有着长远的发展方向，有着良好的发展基础，现阶段的能源问题日益严重，如何更好的对现阶段的能源进行进一步的保护，就是将空调等一些破坏能源的电气进行改良。而空调中，有污染性的地方，主要就是制冷系统中。如何更好的对其中的节能性进行优化，就显得非常重要。

三、空调制冷系统的节能设计

1、当前空调耗能的原因

1.1内部压力和温度

首先，制冷剂气体在高温高压条件下会经由管路流入到冷凝器中，冷凝器具有冷凝的作用，气体在冷凝器内散热，降温，冷凝成高温高压状态下的液态制冷剂，高温高压的液态制冷剂再经管路流入干燥储液器内，也太制冷器会在干燥储液器中被干燥，过滤，被干燥过滤后的液体会流进膨胀阀，经过节流变成低温低压的液态制冷剂，然后进入蒸发器内，在蒸发器内吸热，从而使空气温度降低，吹出冷风，达到制冷效果，这就是空调制冷的一个工作循环，此时制冷剂吸收热量变成低温低压气态制冷剂，压缩后变成高温高压状态，如此循环工作。正是因为压缩机反复对低压低温气体进行连续循环压缩工作，久而久之，机组内部压力减小，温度调节功能降低，机组工作效率降低，相同的功耗，工作效率的降低使得空调功耗加大，能源就会消耗增多。

1.2膨胀阀开启度的影响

膨胀阀开启度是影响空调节能的重要因素，膨胀阀的开启度应该适当，如果开启度过大会不但会影响空调正常的工作效果，还会造成能源大量损失。通常膨胀阀在保证压缩机回气过热度稳定的基础上，为蒸发器提供适量的冷凝剂，以达到增强制冷的效果。然而随着空调使用时间的增长膨胀阀会因为磨损而发生内部结构的改变，影响其原本的工作质量。工作人员必须定期对膨胀阀进行检查，在检查时应该关闭系统，使系统停止工作，将温度表插入回气口保温层，温度稳定后记录数值，在对出气口测量完毕后开机运行，当系统运行状态稳定后，一般在开机运转15分钟后认为状态稳定，进行高压测量，压力值若与标准值一致则认为系统正常运行。反之，则需要进行调整。

2、理论设计

2.1高效化的压缩机

要降低空调机的消耗功率，就需要选用高效的压缩机。对于变频空调，我们还需要合理选用压缩机的运转频率，使其在额定的运转频率下工作。

2.2高性能的热交换器

热交换器的性能就决定了制冷剂的冷凝压和蒸发压。如果冷凝压越低并且蒸发压越高，那么压缩机的功耗也就越小。所以，为了减小压缩机的功耗，就需要设计出高性能的热交换器从而降低冷凝压、提高蒸发压。

2.3掌握合适的风机风量

风机的风量如果越大，压缩机的输入功率就越小，但是风机的输入功率也将随之增加。所以存在最合适的风机风量，来最大限度的减低能耗。通常决定风量的设计思路是，在规定模式中，将风机的风量设定为根据噪声的最大上限值所决定的风量。变频空调，由于风机的输入功率在整体的输入功率中所占的比例较大，特别是装于室外的空调，则需要将风量改设为比额定模式中风量小的风量。

2.4减少压力的功耗

压缩的功耗是根据热交换器的性能和以及风机的风量所决定的冷凝压力、蒸发压力决定，而从压缩机排气口到冷凝器入口、以及从蒸发器出口到压缩机吸气口的压力损失则增加了压缩的功耗，所以需要尽量的减小压力损失。

3、空调制冷系统的节能设计措施

3.1控制内部压力和温度

空调制冷体统中，控制内部压力与温度是节能设计的关键。制冷体统的工作原理主要是冷凝器出来的高温高压液态制冷剂会分为两路，一路被称为工作流体，直接进入喷射器的喷嘴，另一路称作引射流体，经过节流在蒸发器中蒸发吸热。工作流体在进入喷射嘴后会在喷嘴内加速降压，压能转变为动能，形成局部真空，将引射流体倒吸入喷射器并与其混合，再在喷射器的扩压室内减速升压，使动能转变为压能，因此，只要在适当位置加入一个喷射器，在制冷量不变的同时使制冷剂在进入压缩机前压力大幅度升高，减小压缩机压缩比，就能达到节能的目的。

3.2利用设备自动控制技术对空调末端装置进行控制

通常通过采用设备自控系统，对空调末端的新风机、回风机、变风量风机、风机盘管等设备进行状态的实时监视和准确控制，从而以实现空调系统的节能。该技术是通过直接数字控制器，将检测到的相关数值进行比例、积分、微分运算，并实现对上述设备的数字化控制，最终达到节能效果。

3.3利用变频器对中央空调系统中的水泵和风机进行控制

为降低空调的能源浪费，通常是利用变频器来控制空调系统的水泵和风机，通过对水压差和温差等数值的采集，对水泵和风机进行直接数字调节，从而达到节能效果。

3.4动态变流量空调节能控制系统

当空调负荷发生变化时，通过对采集到的一组参数值进行模糊运算，及时调节控制冷水机组和冷却风机的运行状态参数，从而改变冷水机组工作的状态、冷冻（温）水和冷却水流量，以及冷却风机的风量，从而确保冷水机组工作在效率最佳状态。

结语：

综上所述，在空调制冷系统设计时要以节能为基础，如此才能创造出更多使系统整体优化、技术适宜、投资合理、低能耗低排放的空调系统。

参考文献

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[4]胡伟宏.关于空调制冷系统的节能优化[J].科技视界,2014,23:280+297.