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摘要:随着当前能源日益紧缺的环境下,我国空调制造企业正面临着发展的分叉口,如果不能充分发展制冷空调节能技术,那么空调制造企业必然要面对发展的严冬。作为一种高能耗设备,制冷空调如果能够充分应用节能技术,那么不仅可以减少能源的消耗,还能够提高企业的市场竞争力,因此,发展制冷空调节能技术迫在眉睫。
关键词:制冷空调;发展现状;节能技术
1.制冷空调能量消耗的相关分析
针对我国目前空调使用市场还很不完善的情况,我们试着总结目前空调市场能源消耗存在的一些原因,进而来探索改进空调节能技术的方法和途径。目前主要存在以下几个问题:首先,现代住房建筑结构越来越多的使用大型玻璃的建筑面积,而原来的墙面面积大大缩小,这样使得大量的冷量散失,增加了空调的使用负荷,因而空调的效率减低,建筑没能达到制冷的效果,同时浪费了更多的电能。同时这样的制冷空调对于用户的身体也造成了很大的不利。再者,普通用户一般希望能够在最短的时间能达到室内环境制冷效果,继而将空调的温度调的很低,这样大大的增加了空调的使用负荷,也降低了其使用寿命。
2.当前制冷空调节能技术的应用
2.1太阳能制冷空调
在空调行业中,太阳能既可以用来供暖,也可以用来制冷。在制冷方面,主要是将太阳能进行光热转化,用热能来驱动制冷,或者是进行光电转化,以电能来制冷,二者相比之下,后者的制冷效率相对较低,因此主要研究方向为将太阳能转化为热能,然后以热驱动制冷。太阳能集热器主要分为两种,真空管集热器和平板集热器,现阶段主要研究的太阳能制冷技术包括一下几个方面:
(1)太阳能吸附式制冷。与传统的太阳能吸收式制冷相对应,太阳能也可以进行吸附式制冷。该制冷系统比较适用于家庭小环境下的制冷系统,热源驱动只需要65℃以上即可,每天运行的时间较长,且没有污染,从而达到节约能源的效果。
(2)太阳能吸收式制冷。该技术属于传统的制冷技术,但是在此基础上对制冷材料进行了发展,使得该技术更加的成熟。现在,单级溴化锂吸收式系统要求90℃以上的热源温度,因此要求太阳能集热装置要好,如果采用两级系统,那么需要的热源温度即可降低,但是效率同样也会降低。因此该系统只能在太阳能资源丰富的地区使用,才能对节能产生重要的作用。
此外,可以利用太阳能驱动吸附硅胶转轮,这样就可以实现转轮除湿空调。该系统还可以与传统的空调进行结合,组成除湿空调系统,满足降温和除湿的作用,在湿度大、通风差的室内较为实用,其节能效率可以达到百分之三十。如果能对其工作中实现小型化、紧凑化、高效化和持续化,那么该系统在制冷方面的应用前景较为广阔,因此这也是目前研究的主要方向。
2.2蓄能技术
现阶段空调用电量已经占据了人们生活总耗电量中的70%左右,并且由于电力紧张以及能源紧缺现状的不断加剧,促进了制冷空调新技术的研发。蓄冷技术是在这种条件下被研发出来的,该技术就是使空调在非高峰期用电来保持最佳节能状态,此时空调系统的冷负荷由所需的潜热的形式释放冷量来满足,也就是通常所说的,空调系统冷负荷使用融冰释放的冷量来满足,蓄冷设备也就是储存冰的容器,这样的空调不仅可以提高本身的经济效率,还能够增强系统稳定性。本文主要对以下几种技术进行介绍:
(1)冰浆蓄冷。该技术首先需要利用制冰法制取一定浓度的冰水混合物,浓度的控制范围为保证其流动能力,这种冰浆可以作为蓄冷的材料,进行冷量输送,这种介质的冷量输送可以达到冷冻冻的五倍左右,所以在相同冷量输送的时候,需要消耗的泵功率降低,其不足之处在于制作过程复杂,需要一定的机械功消耗。
(2)共晶盐蓄冷。该技术最早由日本某公司研究室研制出,主要适合于空调系统的蓄冷,去主要原材料选用十水硫酸钠作为主要成分,然后添加一定比例的添加剂后,温度相变8―10℃,所以在常用的空调制冷机组中非常实用,该蓄冷技术的蓄冷密度约为水蓄冷的三到四倍,其不足之处在于材质容易老化,蓄冷能力就会下降。
(3)水合物浆体材料。部分铵盐溶液在一般压力下就可以生成与冰浆类似的浆体,而其生成的装置又比冰浆生成的装置简单。在四丁基溴化铵水合物浆体作为空调用蓄冷和冷量输送介质中普遍采用,其相变温度可以达到0~12℃,蓄冷密度约为冷冻水的2-4倍,易于调节,应用前景较为广阔。
(4)水/油蓄冷材料。在该类蓄冷系统中,水是作为传热的流体,油作为相变的蓄冷介质,利用水与油的密度差将其分开,进行流体调配,达到蓄冷的效果。空调系统中一般采用的油材料为十四烷,其融点为5.8℃。
2.3在变频空调节能上的应用
变频空调所指的是在普通空调基础之上运用了变频专用的压缩机,并增加了变频的控制系统,其它结构及制冷原理与普通空调是一样的,变频空调主机为自动无级变速,能够依据房间情况进行自动提供所需冷热量,如果室内的温度达到了一定期望值,空调的主机就能够保持这一温度恒定运转,并实现不停机的运转,以保证室内环境温度稳定。变频空调概念是相对于定频空调所产生的,我国电网电压为220V、50Hz,当空调在这样条件下进行工作时,就称为定频空调,这种空调的供电频率是不能改变的,其压缩机转速大体也是不变的,仅能依靠开停压缩机进行室内温度的调节,在这种一停一开间很容造成室内温度的忽热忽冷,且消耗的电能是比较多;而变频空调的变频器能够对压缩机的供电频率进行改变,从而调节压缩机的转速,通过压缩机转速快慢来控制室内的温度,当室温波动比较的时候,电能的消耗就会小,舒适度也就大大提高了,变频空调依据环境温度来自动制冷、制热及除湿运转的方式,能够让室内的温度在短时间之内达到所需温度,且在低能耗及低转速的状态下进行较小温差波动,从而快速实现了节能、快速及舒适控温的效果。当蒸发温度上升1℃或者冷凝温度下降1℃的时候,可逆制冷机制冷系数就会增加2%-2.5%,由于电机效率、功率及热力完善度等情况,空调能效仅会增加1%-1.5%之间,这就使得变频技术制冷空调比普通制冷空调在理论上要节省能量为10%-15%左右。
3.几种制冷空调节能新技术的发展
3.1热声制冷节能技术
热声制冷节能技术进入21世纪以来最新研制的一种空调节能制冷技术。此技术是运用了惰性气体或其混合物作为动力。并且此技术的基本结构非常简单,在成本上与传统的制冷空调相比大大的降低。其结构简单不需要运动的部件,是此技术空调的寿命得到延长。此技术的运用弥补了传统制冷空调节能系统中体现出来的缺点,是现代空调节能制冷技术研究发展的方向之一。
3.2极性活化分子技术
此项技术是把AR极化冷冻油添加剂、制冷剂和冷冻油三者结合运用在空调制冷装置中,以提高空调的节能和的制冷效率。节能效果能达到10%~25%。此技术中AR添加剂的节能特点主要是此添加剂具有极分子,这种分子携带有负电荷在金属表面具有较强的亲和力,能够在制冷系统机组的产生一种由单分子组成的薄膜层,使该机组的热传导效应大大的提高。此外,对于制冷系统机组表面的沉积物具有清除的作用,增强空调制冷节能的能效比。AR极化冷冻油添加剂能在机组各压缩机的摩擦副表面产生一个网状内层。使各机组的表面光滑、柔韧,减少了各机组金属表面的摩擦系数,从而达到了节约电量的消耗和制冷机器的使用寿命。
3.3人工智能技术
人工智能技术运用到空调制冷设计技术中是现代制冷节能技术发展的一个重要方向。它主要功能是对空调的制冷系统进行智能控制,对于空调的节能制冷装置进行检修。人工智能技术的发展能够使传统的仿真制冷系统中存在的不足得到改善,但还存在部分功能还只能沿用传统的仿真系统。结合人工智能制冷节能技术和传统的仿真系统两者系统中的优势,研制出具有两者优势的结合型空调节能制冷技术是未来发展的重要方向,最终达到利用计算机控制空调制冷系统,保证空调最大的制冷效率和空调的最大化节能效果。
4.结语
总之,我国的空调能耗系统的发展还有很大的空间,在对节能系统进行研究的同时,也要加强维护与管理,在国家政策方针的建议和指导下,从我国的实际情况出发,利用各种节能技术,研究适合我国发展的空调节能设备和新技术,从而对我国的民生经济和环境保护作出一定的贡献。
参考文献:
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