浅析空调制冷系统的节能措施

卢振辉

摘 要：随着我国空调行业不断发展，空调系统在机关、企业、家庭和国民经济的各个部门，已经得到广泛应用。空调节能，不仅关系到我们每一个公民日常生活，而且关系到环境保护和国民经济的可持续性发展。本文主要概述了空调制冷系统制冷及功耗的影响因素，还探讨了制冷系统管理运行中的节能措施。

关键词：空调制冷 影响因素 节能措施

1.引言

当今，国家经济不断发展，空调给越来越多的家庭带来了舒适生活环境的同时，也越来越多地消耗了能源和资源。节能、安全、环保，是永恒的发展趋势。

2.空调制冷系统概述

空调制冷系统，主要由冷凝器，压缩机、节流和蒸发器四部分组成，具体工作过程是：低温低压制冷剂蒸汽被压缩机吸入，压缩成高温高压蒸汽后，送往冷凝器；在冷凝器中，制冷剂蒸汽放出热量，由高温高压蒸汽冷凝成高温高压液体；冷凝的高温高压制冷剂液体通过节流元件后，变成低温制冷剂液体，在蒸发器中吸收热量，变成低温低压制冷剂蒸汽。

在空调系统制冷循环过程中，压缩机是输送和压缩制冷剂的心脏；节流器件的作用是节流降压；制冷剂是媒介，主是传输热量；而蒸发器和冷凝器主要承担热量交换的作用。

空调制冷系统的节能措施，在设计上，需从两个方面入手，一是降低单位制冷量功耗，一是提高单位功耗制冷量；在使用中，要加强日常维护保养和监控，降低不必要的能耗，使空调系统运行在经济、高效的工作状态。

3.空调制冷系统的节能措施

3.1空调制冷系统及参数对节能的影响

3.1.1冷凝压力

冷凝器内制冷剂蒸汽，在一定压力下会凝结成液体，这个压力就是冷凝压力，一般用该压力对应的冷凝温度来表示。

冷凝压力的高低，主要取决于冷却介质的温度及流量，冷凝面积及冷凝器的形式等。降低冷凝压力，可以减少压缩机的功率消耗，从而提高制冷系数，提高运行的经济性。

冷凝压力过高，不仅会使空调系统制冷量下降，功率消耗增加，而且会使压缩机的排气温度升高，造成润滑油温度升高，粘度降低，影响润滑效果，甚至结碳，导致气阀密封性能下降，减少到压缩机运行的使用寿命。

相关数据显示，其压力每升高1kg/cm2，就要多耗电6%到8%。

确定空调系统的冷凝压力时，应综合考虑到与冷却介质的传热温差、制冷剂冷凝压力、冷凝器工作压力、冬季采暖要求等，过低的冷凝压力将会影响到制冷剂的循环量，反而使制冷量下降。

3.1.2蒸发温度

蒸发温度是蒸发器内的制冷剂在一定压力下沸腾汽化时的温度。

蒸发温度的高低，主要取决于介质的温度及流量、蒸发器的迎风面积面积、蒸发器大小等条件。

理论和实践证明，在空调系统其他条件不变的情况下，蒸发温度提高后，冷凝和蒸发压力差减小，压缩机排气温度降低、耗功减少，可以提高制冷系数；而且提高蒸发温度后，还可以增加单位时间制冷剂循环量，从而增加制冷量。

3.1.3饱和制冷剂蒸汽过热度

饱和蒸汽过热度，是指制冷剂蒸气高于同一压力下的制冷剂饱和蒸气的温度的差值。

制冷剂在蒸发器吸热蒸发时，如果过热度的偏小，制冷剂蒸发不完全，夹杂的制冷剂液滴，会造成压缩机液击，从而影响压缩机使用寿命；过热度过大，由于压缩机排气量限制，会影响制冷剂的循环量，造成制冷量下降。

制冷剂过热度一般控制在5～8℃之间为宜，如果超出或者低于这个温度范围就需要进行调整。

3.1.4制冷剂过冷度

制冷剂液体温度低于同一压力下的饱和液体的温度叫做过冷，其差值叫做过冷度”。在蒸汽压缩制冷循环中，采用过冷度制冷循环，不仅可以改善膨胀阀的运行环境，而且还能增加单位制冷量和性能系数。过冷循环在压焓图上的表示如下图1所示，1-2-3-4为常规循环，1-2-3-4为过冷循环。

△q=（h1–h4）-（h1-h4）=h4-h4

△q：由于过冷引起的单位制冷剂制冷量的增加量

COP过冷 =（h1–h4）/（h1-h4）> COP常规 =（（h1-h4））/（h2-h1）

理论计算表明，过冷度每增加1℃，所引起的单位制冷量的平均增加率约1%（过冷度范围1℃～50℃），但随着过冷度加大，单位制冷量增加量稍有减少。

3.2空调系统日常使用、保养的节能方法

3.2.1定期清理冷凝器

空调冷凝器多采用的是风冷式的冷凝器，采用翅片增加传热面积，强制空气加速流动，达到传热的效果。如果空调长期使用并且不定期清理，冷凝器翅片表面就会粘黏一些飞絮、尘土、小飞虫等，增大风阻和传热热阻，造成冷凝器的冷凝效果下降，冷凝压力升高。

相关数据显示，其压力每升高1kg/cm2，就要多耗电6%到8%。

清理时机：夏季制冷开始及结束；冬季采暖开始及结束。

3.2.2监测空调系统的冷凝温度

一些厂家在生产空调时，为了节约成本，配置的冷凝器，仅仅可以满足标准实验室工况对制冷量、消耗功率的测试要求。当环境温度超过35℃或冷凝器散热不良时，空调系统的冷凝温度就会升高，造成制冷量减少，压缩机功耗增加，大大降低空调的制冷的效率。

因此，要监控夏天空调系统的冷凝温度，如果发现在夏天制冷空调冷凝温度异常，总是频繁的报警且多次冲洗外机无果后，就需要更换冷凝器来解决。

3.2.3制冷剂充装

维修空调时，制冷剂充装不宜过多。过量的制冷剂会占用冷凝器内部空间，使冷凝的效果变差，导致冷凝器内的压力变大，空调冷凝温度升高，造成制冷量下降，压缩机功耗增加，所以不是制冷剂加的越多越好。

3.3.4系统真空度

空调制冷系统内部是需要真空的，如果在加入制冷剂时真空度不够，或者混入空气，空调系统启动后，会造成压缩机的排气压力升高，功耗增加，冷凝温度和压力也升高，制冷系统的制冷量减少。

维持良好的真空度，可以是空调系统经济高效的运行。

3.3日常空调环境温度设定

房间的舒适度与空气的温度、风速、湿度和洁净度有关。研究表明，房间环境温度多降低1度，在空调制冷量不变的条件情况下，耗电增加约4%。适当提高房间空调设定温度，节能效果显著。

4.总结语

本文简单的阐述了空调设计参数和日常使用保养的节能方法和措施。经济高效运行的空调系统，不仅能够使空调性能系数提高10%到20%左右，而且还能降低故障率，延长空调系统使用寿命。总之，加强空调的维护，加快空调节能产品的研发，仍具有重要意义。

参考文献

【1】王钊辉 探究变频空调性能 科技学报 2010年12期

【2】马娟丽 空调系统的优化节能 西安科学大学 2011年1期

【3】肖步超 空调系统控制方法 南京理工大学 2012年56期

【4】冯蓓芬 中央空调建模优化 太原理工大学 2013年5期