暖通空调制冷系统中的环保节能技术

2021-01-25刘云

设备管理与维修 2021年24期

刘云

（合肥通用机械研究院有限公司，安徽合肥 230031）

0 引言

随着社会的进步，人们正在寻求更舒适的居住环境。多数商业、民用建筑都配备了空调，暖通空调中制冷系统的能耗约占总能耗的25%～50%。暖通空调制冷系统是最耗能的组件。加强暖通空调制冷系统的优化和新技术的应用是减少系统能耗，提高运行效率的最重要方法。

1 暖通空调制冷系统的工作原理

在暖通空调操作中，冷却效果是通过热交换实现的。由于制冷剂在冷凝器、压缩机、加速器装置等装置中不断循环，制冷剂状态改变的同时，热量的吸收得以完成，蒸发器吸收热量。在收集热量中，制冷剂从液体转变为低温气体。这部分低温的气体进入了空调的压缩机，压缩机内的低温气体直接进入冷凝器，将这些热量传递给空气，再将其返回液体，通过循环热交换达到冷却的目的。在实际的暖通空调操作中，不仅存在制冷循环，还存在冷却水和空气的有效循环。压缩机将制冷剂转化成液态，在此过程中进入蒸发器，然后与设备内的冷水结合。通过冷却泵，冷水到达冷却盘管，并通过吹气冷却。制冷剂蒸发后，冷凝器将其转化为气体，冷却水通过冷却泵送至冷却塔，由水塔的风扇喷洒，最后通过热交换提供，通过空气释放出来。在循环和热转换过程中，制冷剂进行热交换，使循环达到制冷效果，降低室内温度以达到比较舒适的室温。由此冷却系统完成了空调过程，它是重要的组成部分，也是主要的动力消耗。因此，如果要减少暖通空调能耗，达到减少能耗的目的，必须对冷却系统进行优化和控制，以提高运行效率。

2 暖通空调制冷系统的发展现状

空调必须通过制冷剂完成温度调节，创造室内中舒适的环境。氟利昂是最常见的制冷剂是一种无毒的化合物，具有稳定的化学性质，在使用中还具有良好的热力学性质。在暖通空调中，该化学品可以提供良好的冷却效果，因此，氟利昂适用于现代化的各种制冷设备。氟利昂也有一些缺点，在大气中其中的一小部分会进入空气的平流层，并在强紫外线的作用下造成环境的污梁，会破坏臭氧层、影响植物的生长。氟利昂在大气中浓度的增加导致了温室效应。基于氟利昂对环境污染的负面影响，需要找到更合适的制冷剂。目前广泛使用的R410A 制冷剂不仅性能稳定，而且更清洁，不会引起臭氧孔或温室效应，获得了业界的一致认可。

3 环保节能在暖通空调制冷中的意义

3.1 减少暖通空调造成的环境污染

作为暖通空调系统的重要部分，冷却和加热系统具有许多结构，因此操作原理相对复杂，冷却系统中所需的制冷剂最常见的是氟利昂，但如果产生过量的氟利昂，容易导致全球变暖。因此，将节能技术应用于暖通空调冷却系统的主要目的是保护环境。环境保护和节能技术采用特殊的冷却系统。另外，必须注意通过使用水资源来改善空调和空气净化。绿色节能技术在暖通空调制冷系统中的应用是减少环境污染的重要途径。

3.2 有效的资源保护形式

随着国家对环境保护工作投入的日益重视，节能环保技术广泛应用于各个领域。太阳能技术可以将太阳能转化为热能和电能，满足人们的日常生活和其他需求，在很大程度上减少用电量。节能环保技术在暖通空调制冷系统中的应用可以减少电力的消耗，节能环保技术的应用可以实现水的循环利用，资源利用率大大提高，达到了节能的目的。

3.3 积极建设资源节约型社会的有效途径

目前国家相关部门采取了一系列措施，大大改善了资源稀缺性，主要原因是节能环保技术在许多领域的应用。节能环保技术在暖通空调制冷系统中的应用是响应建设资源节约型社会，更好地实现节约型社会的重要措施。

4 冷暖空调制冷应用节能环保技术的要点

4.1 确保空调制冷系统的环保节能设计

作为设计师，在将节能环保技术应用于制冷系统时，必须充分考虑节能环保技术的长期利益，从最大限度地提高经济效益的角度来设计冷却系统。在设计过程中，相关人员不仅必须具有扎实的制冷、供暖和空调基础知识，还必须根据实际情况调整设计，不是根据设计的工作经验盲目设计冷却系统的节能环保技术，而是将新的节能技术与新产品紧密结合起来。

4.2 保证冷暖空调系统与设备的安装质量

为了达到节能和保护环境的目的，必须在人员活动的高峰期使用空调和冷却系统。中央空调系统还可用于从热源传输能量，从而提高空调的冷却效率。要根据当地监管机构发布的法规和标准安装空调冷却系统的设备和相关附件，以最大程度地减少能耗，并需要减少设备安装和运行过程中的能源消耗[1]。

4.3 确保空调制冷系统的附件设计标准化

由于空调制冷系统的设计水平直接决定节能和环保效果的水平，因此设计人员应根据标准使用少量投资和能耗设计的附件。空调制冷系统的设计师需要不断提高节能和环保意识，并将这种意识应用于空调制冷系统的不断开发和设计研究中[2]。

5 节能环保技术在暖通空调中的应用措施

5.1 做好暖通空调制冷系统设计规划

暖通空调主要负责室内空调的温度，还可以保持环境温度恒定，此过程必须通过能耗来完成。首先，必须仔细考虑建筑物的微观经济环境，并考虑建筑物的位置、方向和距离，合理地对太阳能的最佳利用，以及考虑相关的地形和辐射。窗户和建筑物表面会影响建筑物的热性能，因此应采用高热量的材料设计，以避免空调加热产生不必要的热量损失，降低空调能耗[3]。

5.2 技术与设备的有机结合

节能技术不仅体现在空调供暖系统的设计实施中，还体现在空调制冷系统的实施中。将设备作为重要的载体工具与环保和节能技术相结合，可以更好地应用环保节能技术。热力空调系统是变频技术和多循环技术的结合，是我国最常用的系统之一，并已在相关领域得到推广。在现代供暖和空调系统中使用技术和设备组合可以有效扩展产品范围，不仅可以控制功耗，而且可以解决电压不平衡问题[4]。

5.3 优化使用空气源热泵

在对环境有益的空调制冷系统的实际应用中，应注意空气源热泵的最佳使用，它具有室内制冷和室内供暖功能。室外空气源热泵在冬天可以提供热量，并且主要使用电力。外部空气的转化不会污染环境，空气源热泵已成为将煤转化为电的重要选择。在加热状态下，空气源热泵的COP 可以达到3。在室外温度不断升高的情况下，COP 值将相应增加，从而发挥更大的节能效果。特别是在应用新技术之后，在低于15 ℃的环境中COP 值可能会超过2.0。目前，华北地区广泛使用气源热泵蓄热或辅助加热结合气源热泵+太阳能集热器的方式。

5.4 新风预处理系统

新风空气预处理系统主要用于湿式空气预处理系统和余热回收空气预处理系统，两者均满足实际应用中湿度控制的环境要求。根据应用可以有效控制加热和空调的冷却，同时可以通过控制能量避免冷热补偿。由于可以单独控制温度和湿度，因此可以提高整体调节的精度。新风收集和热回收预处理系统主要用于控制系统环境中的湿度和冷却，精确控制空调系统。