浅谈环保节能技术在暖通空调制冷系统中的应用

夏信川

【摘  要】暖通空调是能耗比较大的电器设备之一，制冷系统作为暖通空调的核心部分，其能源消耗在空调总能源消耗中占比较高。因此，必须要在暖通空调中推广应用环保节能技术，以促进节能降耗和保护环境与健康。

【关键词】环保节能技术;暖通空调;制冷系统;

暖通空调是指室内或车内负责暖气、通风及空气调节的系统或相关设备，其能控制空气的温度及湿度，提高室内的舒适度，丰富了建筑的功能，改善了人们生活与工作的环境，在很多大型建筑中都有广泛的安装与应用。如今，暖通空调系统已成为很多建筑工程不可或缺的一部分。暖通空调系统包含冷热源及空气处理设备、空气和冷热水输配系统、室内末端装置，各系统通过工作，对室内空气温度、湿度以及气流速度等进行调节，从而起到散热、供暖、通风的功效。暖通空调系统在给人们生活带来舒适、便利的同时，其能源消耗大的问题也逐渐引起了重视。制冷系统是暖通空调的核心部分，其能源消耗相对较大，如何在暖通空调制冷系统中应用环保节能技术，以降低能源损耗，是一个值得深入研究和解决的课题。

一、影响暖通空调制冷系统能耗的主要因素

暖通空调系统庞大复杂，很多因素都会对其能耗产生影响。从暖通空调的压焓图来看，只有在最佳工况和条件下运行，暖通空调才能实现最大制冷量和节能降耗。影响暖通空调制冷系统能耗的主要因素如下：一是温差的影响。只有大气温度高于蒸发器内制冷剂蒸发的温度，制冷剂才能将热能吸走，保持压力处于平衡状态。通过计算，如果冷凝温度保持不变，随着蒸发温度的降低，压缩机的制冷效果也会降低，而排气温度则会升高。对于暖通空调制冷系统来说，蒸发温度降低1度，其蒸发器中的制冷剂，要产生同样的冷量，就需要多消耗4%左右的电能。二是膨胀阀开启度的影响。暖通空调膨胀阀过热度应在5-8℃之间，但在运行过程中，膨胀阀开启度会发生一定的变化。如果不定期根据过热度进行检测和校准，就会影响暖通空调的使用效果。三是建筑物自身情况的影响。建筑物的朝向和平面布置、围护结构的保温性能、窗户隔热效果等，都会影响暖通空调制冷系统的能耗。因此，在设计暖通空调时，应综合考量不同因素的影响，在制冷系统中应用环保节能技术，力求在最大程度上降低暖通空调能耗。

二、环保节能技术在暖通空调制冷系统中的应用

（一）制冷剂替代技术

制冷剂又名叫制冷工质，其主要功能是在制冷循环作业中用作工作介质，暖通空调制冷循环中，通过制冷剂热量传递来实现制冷。暖通空调蒸发器会将产生的热量吸收走，然后再进行冷却，最终使之回到液体状态。世界上目前暖通空调使用的制冷剂，主要有氟利昂、氨、水等，而在各种制冷剂中，水是最为廉价的，也是最容易得到的，不仅不污染环境，还能进行循环利用。而常用的氟利昂会产生大量二氧化碳，破坏臭氧层，造成温室效应。二氧化碳环保型制冷剂是一种新型的制冷剂，其制冷均匀，余热回收产生的热平衡能显著地节约电力能源，进而大幅度减少碳排放量，是目前最清洁、最低碳的制冷剂，2022年北京冬奥会将首次在奥运会冰上场馆使用二氧化碳制冷剂。下一步可在暖通空调制冷系統中应用二氧化碳环保型制冷剂。

（二）高效能压缩机换热技术

暖通空调制冷系统的核心技术是压缩机，为了提高暖通空调的环保节能技术，就要不断改进压缩机的结构，提高其工作效率，使用涡旋压缩机取代传统的活塞式、旋转式压缩机。同时，优选环保节能材料，这样才能增加换热接触面积，提高压缩机传热效果和换热性能，使产生的热量得到及时排放，从而控制能耗。

（三）蓄冷系统技术

在我国不同地区，都在着电负荷峰谷差较大的问题。也就是用电高峰时，由于用电人数较多，电力供应不足，而在用电低谷时，由于用电人数较少，就会发生电力供应过剩现象。将蓄冷系统技术应用在实施电力峰谷电价的地区，可以实现低电价时段，通过冰蓄冷系统将水制成冰，达到储存冷量的目的。当在高电价时段，这些储存的冷量可再被释放出来。将这种技术应用于暖通空调中，既能促进电力负荷移峰填谷，也能节省电费，降低能源消耗，经济效益和社会效益显著。

（四）变频技术

变频技术是近年来发展起来的一种新技术，在具体应用中，其能将直流电逆变成各种频率的交流电。同时，也能将交流电变成直流电。其显著的优点就是能将电机的转速进行任意改变，即便是普通的三相异步电机，在应用变频技术后，就能具有调速的功能。试验结果表明，应用变频技术后，可以节约电力能力25%-80%，并且对于机械设备没有任何危害。目前，变频技术在不少领域都得到了越来越广泛的应用，其在现代空调中应用已成为必然趋势。将变频技术引入到暖通空调中，能有效改善空调系统制造工艺的不足，还能实现空调设备的输出功率随着负荷变化，自动改变风流量或者水流量，这样就会大幅降低能耗，节约运行成本。应用变频技术后，就可借助暖通空调系统的末端装置，来对室内负荷进行补偿，从而优化调整送风量，使室内温度基本一直保持舒适。与定风量系统相比较，变频技术能节约电能50%，节能效果非常显著。此外，变水量系统应用变频技术后，也能通过控制数量来调节温度，与定流量系统相比，也同样更加省电省钱。

三、结语

综上所述，暖通空调具有采暖、通风和空气调节的功能，但其制冷系统能耗较大。现在，暖通空调生产企业不断加大研发投资，力推环保、节能型产品，而从长远来看，环保节能也是暖通空调行业发展的主流趋势。将环保节能技术引入到制冷系统中，既能提高设备的安全可操控性能，也能使暖通空调以良好的状况运行，可以实现暖通空调运行低能耗、无污染、健康、绿色，对保持暖通空调制冷效果，延长使用寿命，实现节能降耗具有重要的意义。

参考文献：

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（作者单位：山东克莱默电子科技有限公司）