制冷与空调设备节能的研究进展

　　摘要：在资源短缺与环境问题日益严峻的情况下，研究制冷与空调设备节能的现实意义重大。本文从“节流”和“开源”两个角度分析制冷与空调节能设备的研究进展，并对各个节能技术的经济性和可行性进行分析，提出关于节能技术未来研究方向的见解。
　　关键词：制冷与空调设备；节能技术；研究进展
　　引言
　　随着工业化程度提高，经济发展对煤炭、石油等化石能源的需求也越来越高，煤炭、石油等化石能源已经成生产和生活中不可或缺的组成部分。但是化石能源总量有限，而生产和生活对化石能源的需求量不断提高，资源短缺形势也将进一步加剧。制冷与空调行业属于高能耗领域，如暖通空调能耗占建筑能耗的85%以上，做好制冷与空调设备节能对缓解能源紧缺形势有重要的作用。因此，加强制冷与空调设备节能研究的意义重大。
　　1.制冷与空调设备“节流”研究与进展
　　1.1热回收技术
　　各国的能源利用水平不同，有43%～70%的能源主要以废热的形式丢失，废热还会造成城市的“热岛效应”。故欧美发达国家十分重视空调热回收技术的研究和实践，实现热能的二次利用，从而减少能源的直接消耗和排放，以达到节能和环保的目的。热回收技术包括冷凝热回收和排风冷热回收两个方面，冷凝热回收技术用废弃热量加热生活用水，减少热量直接排放，减少热损失及避免热污染。排风冷热回收技术多用于加热或冷却新风，减少能源损耗，实现节能。热回收技术已经用于许多制冷和空调设备。如热回收蓄能空调，该设备回收热量的效率高达40%以上，用户增加的投资在1.2年以后即可收回。表明热回收技术具有很高的可行性。
　　1.2变频技术
　　变频技术的实现方式为电动机与变频器的结合，变频技术实现节能的方式主要利用负荷控制电动压缩机以及其它设备的转速。变频技术的作用不仅在于降低能耗，它在软启动电动机和压缩机方面也有一定的作用，通过软启动实现精确控制温度以及减少电网对制冷与空调设备的冲击[2]。变频技术还可以和VRV变频多联机技术和数码漩涡技术相结合，进一步提高节能效果。其中VRV技术应用较多，且多用于欧美等发达国家。我国部分地区和建筑也有VRV技术应用。如上海昆阳国际商务广场、深圳设计院办供楼，节能效果显著。
　　1.3热电冷联产技术
　　热电冷联产技术通过提高低品位热能的利用率、增加热点联产的热负荷，增大汽轮机的负荷率，提高制冷与空调设备的节能效果。它以汽轮机作为发电机，以天然气为动力源，燃气轮发电器排除的废热被吸入冷水机组内，用于生产冷冻水，通过冷冻水达到制冷的效果。冷热水机排除的热量则用于吸收式除湿型空调，除湿空调排除的废热用于溶液再生，通过多次循环利用达到综合利用的效果[3]。热电冷联产技术也有许多实际应用，我国上海及日本都有燃气轮机热电冷联产系。
　　2.制冷与空调设备“开源”研究进展
　　2.1燃气制冷空调节能设备
　　以燃气作为制冷系统可提高能源利用率，减少环境污染，降低电网“峰谷”差带来的影响，调节燃气使用量季节差异大。燃气制冷空调节能设备的最早出现在日本，日本应用燃气制冷空调设备后，不仅降低了购买发电设备及建设发电设施的成本，电力设备的运转效率也得到很大的提升。我国当前尚未应用燃气制冷空调节能设备，但是政府及许多专家都看好燃气制冷空调节能设备在我国的应用前景。如上海市政府认为发展燃气空提案有助于提高能源利用效率，推动循环节约城市建设，缓解用电矛盾，提高能要安全保障供应。而且随着我国“西气东输”工程的基本设施逐渐完善，将进一步促进燃气制冷空调节能设备的应用。但是，基于成本的原因，我国应用燃气空调需要国家政策支持。
　　2.2热泵技术
　　热泵技术的节能、绿色的环保空调，可用于冬夏季制热制冷，也可用于供应生活热水。热泵系统结构简单，可靠性强，自控精度高。自热泵技术出现以来，热泵技术就处于快速发展和应用状态，尤其在国外，热泵技术的应用范围更为广泛。我国也有应用热泵技术的实例，且较为成功，如北京、宁波、广州建设了三座土—气型地源热泵示范工程。有学者对三座热泵示范工程进行研究，研究结果发现[4]：热泵技术的投资费用略低于传统中央空调的投资费用，运行费用远远低于中央空调的运行费用。从技术层面分析，热泵技术稳定性、制冷和采暖效果、节能环保性可都高于传统中央空调。
　　2.3太阳能制冷与空调设备
　　实现太阳能制冷主要通过广电转换和光热转换两种方式，国际通用方式为光热转换，既利用热能制冷。太阳能能源在制冷与空调领域的应用对缓解紧张的能源压力中的意义重大，但是当前空调领域所运用的太阳能光伏、光热发电再驱动制冷系统的性能较差，能源利用率低，投资成本高。太阳能光热直接驱动的空调系统的空调性能低于机械式驱动制冷机，而能源利用率和成本投资都优于机械式驱动制冷机，而且太阳能资源丰富且环保，因此太阳能光热直接驱动的空调系统的应用前景较好。太阳能的能源密度及供应特点对太阳能制冷设备的研发有一定的难度，还需解决太阳能的稳定性和可靠性问题才能提高应用程度。
　　3.结语
　　综上所述，对于制冷与空调设备的节能问题，不仅需要从行业的角度完善行业法律法规，从源头提高制冷与空调设备的节能性能。还需要从整个系统考虑设备的节能问题，从整体上改进节能技术，减少运行费用；更需要寻求新能源和再生能源替代传统能源，开发环保型制冷与空调设备节能技术，减少环境污染。
　　参考文献：
　　[1]曹玄.节能环保在制冷空调水系统中的应用[J].山西建筑，2015，（01）.
　　[2]陈善堂.暖通空调节能技术的研究[J].城市建筑，2014，（06）.
　　[3]汤永标.制冷空调节能技术的应用及发展方向[J].科技风，2010，（09）.
　　[4]冷松.制冷空调节能设计技术的发展[J].中国高新技术企业，2014，（13）.