空调制冷系统的节能设计
[摘 要]近些年来我国的环境资源问题和日趋严重，人们越来越感受到了治理环境节约能源的重要性。我国虽然是资源大国，但是近些年我国的经济飞速发展，对能源的需求大大增加。同样随着经济水平的提高，空调已经是家家户户使用的电器，为了满足人们的使用需求，我国空调的制冷设计偏向于制冷速度的加快，高强度的耗能并不满足可持续发展的需要。在对环境要求越来越高的今天，企业必须在保证制冷效果的基础上减少能源的消耗，进行节能设计。
[关键词]制冷系统；节能；设计
中图分类号：TB657.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）03-0368-01
前言
炎炎夏日，空调作为消暑必须的家用电器走进了千家万户。然而我国的空调企业主要注重空调制冷的效果，而忽视了制冷系统的节能设计。我国倡导可持续发展，行业竞争激烈，企业必须进行空调制冷系统的节能设计。明确影响空调制冷的因素，选择高性能部件，完善空调系统的节能设计。
1.空调制冷系统的现状
1.1 空调制冷系统的耗能问题
空调制冷系统的耗能主要体现在空调所配置的具体设备上。比如压缩机、冷凝器、节流部件以及蒸发器这四个最重要的组成部分。其中压缩机是通过电机工作带动进行活塞运动的，工作过程中能量转换最为复杂，耗能也是最多的。设计师如何在预算范围内给每一台空调都配置上合理的压缩机，如何提高压缩机的工作效率，都是研究空调制冷系统耗能问题时的重点。同理，对于冷凝器、节流部件、蒸发器以及其他设备的选择，都影响着空调制冷系统的，耗能多少。制冷剂是空调条制冷系统工作时不断循环流动的重要原料，空调依靠制冷剂不断在液态、气态变化产生冷气。因此，制冷剂的选择也影响着空调制冷系统的耗能。设计师应当了解每一种制冷剂的熔沸点，使用最为合理的制冷剂。空调制冷系统的最大耗能实在送入新风时产生的。因为室内的空气会随着时间变得污浊，因此空调在工作时必须不断地送入新风，这一过程产生了巨大的耗能。
1.2 空调制冷系统的工作原理
空调制冷系统的原理大致可以分为蒸发、压缩、冷凝、节流四个步骤，依靠压缩机、冷凝器、节流部件和蒸发器四个部件以及制冷剂运行。空调制冷的具体内容如下：制冷剂的初始形态为液态，蒸发器作为热交换部件存有被冷却的物体的热量，制冷剂在经过蒸发器时吸收这些热量，发生器化，变成蒸汽进入压缩机。压缩机时动力设备，依靠电机进行活塞压缩，将低温低压的蒸汽变成高温高压的蒸汽转入冷凝器。顾名思义，冷凝器作为一种冷热交换设备，将高温高压的蒸汽冷凝，成为高压液体，经过节流部件膨胀阀，被冷却，成为制冷剂。制冷剂再次以液态的形态进入蒸发器，进行再一次的循环工作。蒸发、压缩、冷凝、节流这四部分的管道相互之间是连接的，是制冷剂在这些管道之间的不断流通，将冷气带到空气中。
1.3 优化空调制冷系统的意义
现如今，能源问题日趋严峻，我国虽然是资源大国，但是随着我国经济的不断飞速发展，对能源的小号越来越大。其次，随着经济的飞速前进，人们的道德素质也在不断提高，公民环保的意思越来越强，可持续发展是国家当今的政策，也是未来人类正常生产生活的保障。就空调的制冷系统而言，许多制冷速度快、制冷强度大的空调系统都有着很大的污染排放。空调作为普及到家家户户、各行各业的常用电器，这样大量的污染排放对环境有着极大的破坏。从大方面来看，优化空调制冷系统的意义就在于节约能源，减少有害物质的排放，减轻我国现在资源困乏的负担。从小的方面来说，优化空调制冷系统会给企业减少经济投入。对空调制冷系统的优化是多方面的，主要体现在减少污染物的排放、减少能源的消耗以及减少企业的资金投入，会给企业带来额外的经济收入。我国经济飞速发展，各类企业应运而生，面对有着巨大挑战和机遇的市场，产品是每一个企业立足的根本。我国消费者的消费习惯也已经从注重价格转变为注重性能，偏爱节能减排的空调，因此优化空调制冷系统更有利于企业的发展。
2.空调制冷系统的优化措施
2.1 明确影响空调制冷系统耗能因素
影响空调制冷系统耗能的主要因素有三点，分别为膨胀阀的开启度、温差和冷凝压力。膨胀阀的开启度作为影响空调制冷系统的因素主要体现在膨胀阀的开启度越大，空调制冷过程的耗能就越大。而在现实的使用中，很多情况下是不需要很大的膨脹阀开启度的，如果不在这个方面进行优化，保持原有的膨胀阀开启度，会产生大量不必要的污染，这类污染基本上可以避免的。对于温差这一影响因素，从空调的制作原理可以得出，温差越大，空调就要消耗越多的热能，而这些热能都是靠空调工作消耗的电能转化而来的，也就是说温差越大，空调在进行制冷工作时消耗的能源越多，因此在空调制冷系统的节能设计中，设计者应当注意把温差限定在一定范围内，减少能源的消耗。冷凝压力也是影响空调制冷系统耗能的重要因素，冷凝压力是由于分子在冷凝器中运动，高速运动的分子不断地撞击冷凝器的容器壁形成的。因此冷凝压力的大小取决于分子运动速度的大小。如果分子运动速度过快，冷凝压力过大，就需要空调消耗电量做功，设计师可以从这一点入手，控制冷凝压力，保证冷凝效果，优化空调制冷系统。
2.2 根据工作原理选择高性能配件
空调制冷系统节能设计的原理非常简单，就是根据分析出的耗能原因，选择性能更高的系统配件，并且要求设计师不断的优化每一种空调配件。设计师首先要选择高性能的压缩机和冷凝器。在空调工作的过程中，压缩机依靠外部电力进行机械运动，能量转换和能量消耗都非常大。冷凝器承受分子在其中的高速运动，长期工作时会有尘埃杂志依附在工作的风机叶片上，增加了冷凝压力，从而增加了空调耗能。由于现实原因，企业对优化空调制冷系统的资金投入是有限的，所以设计者要以选择高性能的压缩器和冷凝器为主，配以合适的膨胀阀、蒸发器等其他设备。设计师还要优化配件减少不必要的损耗，这时空调制冷系统节能设计必不可少的环节，比如在送入新风时，会耗费大量的能源。设计师可以专注这个问题，优化新风引入装置和排风装置，实现能量的循环利用，减少耗能。
2.3 完善空调制冷系统的维护方案
优化空调的制冷系统需要设计人员明确技术手段，进行专业的技术改革。在封闭的室内，随着空调使用时间的增加，空气中二氧化碳增多氧气减少，空气会变得污浊，为了降低室内空气中污染物的含量，保证空气质量，空调会不断鼓入新风。在新风的进入过程，会出现大量的能源损耗，这也是空调制冷系统的主要耗能原因。因此设计师首先要优化自动控制技术。自动控制技术是以数字科技为基础，通过数学运算和数值分析，判断室内的空气质量，从而确定需要鼓入的新风多少，避免不必要的能源消耗，达到节能的目的。另外空调制冷系统的优化需要设计人员有着完备的后期维护方案。夏季时用空调的高峰期，设计人员要密切注意机组运行，根据具体的需求状况，尽可能的减少机组的使用时间。工
3.结语
我国空调制冷系统的现状并不乐观。我国虽然是资源大国，但由于人口众多，经济飞速发展，我国资源现状已经非常严峻。国家和人民都共同倡导环境保护，减少污染物的排放，可持续发展是我国坚持的发展战略。但是我国设计师对空调制冷系统的研究大多还停留在制冷速度的改进方面，而忽视了空调制冷系统的节能设计。这需要设计师明确影响空调制冷系统的因素，设计整体的维护方案，选择高性能的配件，真正的实现空调制冷系统的节能设计。
参考文献
[1] 刘雪峰.中央空调冷源系统变负荷运行控制机理与应用研究[D].华南理工大学，2012.
[2] 胡伟宏.关于空调制冷系统的节能优化[J].科技世界，2014.