制冷空调能耗及减排节能技术的分析论文_张国辉,尹滕滕

制冷空调能耗及减排节能技术的分析论文_张国辉,尹滕滕

山东格瑞德集团有限公司

摘要:现如今,人们的生活水平不断地提高,空调的使用量越来越大,其能耗及减排节能是空调使用效益的关键因素。在城市化进程的加剧中,制冷空调越来越受到人们的欢迎。虽然制冷空调给人们带来了方便和凉爽的生活,但其能耗过高及对环境的污染问题也引起了社会各界的重视。因此,必须加强对制冷空调能耗及减耗节能技术的分析。

关键词:制冷空调能耗;减排节能技术

引言

随着人们生活水平的不断提高,对生活质量的要求也随之升高。在炎热的夏天,制冷空调使用率逐渐升高。在制冷空调这一高耗电设备逐渐普及过程中,大量电能的消耗造成能源短缺加剧。据调查,在夏季建筑整体能耗约有四成为制冷空调系统消耗,且多数时间压缩机处于低负载运转状态。

1现状分析

随着社会现代化和城市化进程的推进,能源消耗已成为影响全国乃至全球关注关注的焦点、热点问题。制冷空调技术得到了十分广泛的应用,制冷空调设备也成为我国能源消耗的主要产业之一。是有关资料表明,我国当前建筑能耗在总能耗中占25%,而空调能耗是建筑能耗中的主要能耗之一,几乎占65%左右,且呈现出逐渐升高的态势,这么高的能耗已经引起了社会的高度关注。其实,从现实来看,空调有着十分巨大的节能空间。如果将空调能效提升10%,则可以节约的发电量能够达到37GW。我国空调能主要有五个等级,其中1级最为技能,其能耗比是3.4左右;2级的能耗比为3.2;3级的能耗比为3.0;4级的能耗比为2.8;5级的能耗比是2.6。根据这个能效标准,淘汰的高能耗空调产品已经淘汰50%。制冷空调能耗及节能减排面临着严峻的形势和挑战,加强节能减排、降低能源消耗已成为必须解决的重大问题,这些能源消耗问题都引起了我国政府及社会的高度关注。不论是国内还是国际上,都将制冷空调节能减排提升到全所未有的高度。这既是机遇,又是挑战,预示着制冷空调行业必须突破能耗过高的瓶颈问题,走一条低能耗、绿色健康环保的可持续之路。

2能耗控制方向

2.1开源方法

(1)应用燃气空调。热水器可分为电热水器及燃气热水器两种,制冷型空调同样可利用燃气提升能源利用率,降低电力消耗。若应用燃气空调,可显著控制电网峰谷差并控制使用空调引发的环境污染。早在20世纪90年代中期,日本已经推广燃气空调,但在我国仍未普及。应用燃气空调可对冬季及夏季空调所消耗的能源量加以平衡,不仅对发电设备的经济投资起到显著控制作用,也可大力提升电力设备在各季节运转利用率。(2)应用蓄冷型空调。蓄冷型空调工艺已经在某些发达国家应用并得到了大力推广。这一技术大多用于中央空调和局部区域制冷装置之中,对于环境保护、经济发展及能源利用有益。蓄冷型空调的研发与应用让中央空调装置及局部区域制冷装置在能源消耗上明显节约,对于能源的高效率利用有益,这一新工艺可称之为成熟型节能。

2.2节流方法

(1)运用变频工艺。变频工艺建立在计算机技术、电力电子技术、微电子技术以及控制技术基础之上。通过变频器来控制电路以及逆变电路提供直流电源,从而得到高质量直流电源并将电路输出的直流电源转化为电压与频率,调节电机转动速度,提升设备性能。在制冷空调中,变频工艺主要应用于风机装置、凉水塔旋转风机、冷冻型水力输送泵、风量储柜、冷却型水力输送泵、冷水型动力装备等。(2)热力再利用。向外排风的热量、冷量以及气体液化热回收被称为热力回收。通过回收之后的能源再利用可明显降低能源消耗,控制无效外排量,热力回收的重点在于帮助控制热负载。根据研究发现,热量回收再利用率可达到40%以上,有效降低了对周边环境的热力影响,符合节能减排观念。

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3制冷空调节能减排技术

3.1制冷剂替代技术

制冷剂又叫制冷工质,在制冷循环中属于工作介质。在制冷(热)循环中,主要是通过制冷剂发生相变来实现热量的传递。从这个原理可以发现,在蒸发器中被吸收并冷却,由液态变成汽态,正是通过制冷剂的状态变化来实现制热或制冷的效果。当前,主要有氟利昂、氨、水等作为制冷剂。但是,人们研究发现,氟利昂会破坏臭氧层。臭氧层是地球的外衣、保护伞,如果它遭到破坏,地球上的生物就会遭受紫外线的杀伤。这种被称为温室气体的氟利昂,会造成温室效应,导致全球气温升高变暖,危害极大。

3.2变频技术

压缩机是制冷空调能耗最大的设备,要让压缩机实现节能,就必须借助变频技术。从传统的空调系统来看,主要是依靠压缩启停来调节室内温度。在进行启停时,所产生的电能消耗是很大的,而且还会促使压缩机部件的磨损程度,从而影响其使用寿命。如果采用变频技术,就能够避免能耗过高情况的发生。主要应该依靠变频器对转速进行调节转速,使制冷剂流量发生改变,从而避免能耗过高情况的发生。在一般情况下,变频压缩机能够实现大功率的制冷,并能快速达到预设温度。此时,变频压缩机就能进入低速运行的状态,从而通过实现最低能耗来维持温度。这样就能极大节省能源消耗,还能够使室内温度得到有效维持,比变频压缩机的节能程度在20%以上。从变频压缩机来看,主要是通过控制技术来影响的。一是超宽变频。这种变频技术主要是用微电脑技术进行控制的,并快速测量环境的温度变化,要做好精确判断,确保温度保持恒定状态,从而达到最好的节能效果。二是模糊控制。这种技术能对室内外温度变化进行自动感知,借助变频实现室内温度调节,确保温度维持在最佳状态。稀土永磁电机的转子是稀土永磁,从而在非常宽的电压及频率范围内得到高效运转。通过利用变频技术,能够使风机和水泵得到无极调速,从而使空调的能耗得到大幅地降低。实践证明,与传统空调相比,变风量空调系统节能率达到了70%左右,而变水量空调系统则能够高达80%以上。

3.4太阳能技术

(1)吸附式制冷。吸附式制冷多用于制冷量偏低的制冷空调系统中,常用于家用空调制造。活性炭—甲醛系统可利用太阳能实现冷媒水泵运转达到制冷效果;硅胶—水系统在热源温度上仅需65℃左右即可驱动。吸附式制冷具有节约能源、环境污染小、每日持续运行时间维持较长的优势。相对于传统系统而言,通过太阳能驱动吸附硅胶转轮可结合空调形成混合式系统,不仅可达到较好的降温、除湿效果,还可明显提升工作效率,在经济性上较强。(2)吸收式制冷。传统太阳能的热制冷常见于太阳能溴化锂吸收方式,约需85℃左右热源方可启动。这一温度要求较高的太阳能集热装置性能,若通过两级系统则热源温度需达到130℃以上。若能够通过高效太阳能集热装置,其热源温度可控制在140℃左右,联合辅助热源便可对双效溴化锂吸收机组产生驱动作用。这一方式虽然没有充分利用太阳能这一自然资源,但相对于燃气和燃油这类资源的消耗而言经济性上明显更强。

结语

综上所述,温室效应导致全球气候变暖、气温升高的问题,已经引起了国际各个国家的高度重视。作为能源消耗巨大的制冷空调行业,更应率先承担起改革创新的责任。只有改进制冷技术,按照低能耗、无污染、低碳、绿色、健康、环保的要求,加快新型制冷技术的研究与开发,走一条可持续发展之路,才能适应当前及未来的发展需要。

参考文献:

[1]戴锐青.制冷设备冷凝压力及冷凝温度的节能控制研究[J].科技创新与生产力,2017,No.23205:82-83+88.

[2].关于召开2013年中国制冷空调工程节能减排新技术研讨会的会议通知[J].制冷与空调,2018,v.1308:108.

[3]李锐.制冷空调能耗及减排节能技术的分析[J].制冷与空调(四川),2017(1):114-118.

论文作者:张国辉,尹滕滕

论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期

论文发表时间:2019/5/24

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