零碳源空调技术原理

从描述上看浅谈如何对空调制冷系统设计的优化，介绍如下；1空调制冷系统概念与介绍所谓空调制冷系统，即是空调系统本身所产生的一种模式，而空调制冷系统的能耗也成为国民生产生活能耗的重要组成部分。通过相关数据显示，近些年来，我国空调制冷产生的能耗占据社会总能耗的百分之三十以上。这就足以说明对空调制冷系统进行优化设计是相当有必要的，同时其本身也具有很大的潜力。故而在未来空调制冷系统节能优化设计中应该加大力度，从而挖掘出空调制冷系统节能设计本身的巨大经济价值与社会价值。2空调制冷系统节能的必要性与发展前景2.1必要性自从1997年全球主要国家签订《京都议定书》之后，对于空调制冷以及空调系统全球性的环保协议自此诞生，并且在这之后，每年联合国都会针对气候问题进行谈判。所以空调制冷系统所造成的能耗已经逐渐被全社会乃至全世界所关注，空调制冷系统节能优化本身具有非常重要的现实意义。空调制冷除了会造成能源消耗，其本身对环境保护也会产生一定的负面影响。空调制冷系统本身因为消耗能源，所以必然会产生许多温室气体，而这些温室气体将直接对臭氧层进行破坏，从而出现了人们熟知的温室效应现象。臭氧层空洞、全球变暖以及一系列全球性环境保护问题应运而生，进而对地球的环境造成严重的负面影响。所以针对当前严峻的形势，加强对空调制冷系统的节能优化设计是至关重要的。2.2前景针对目前我国空调制冷系统节能的现状来看，未来空调制冷系统节能依旧会成为研究的重点，我国以及整个行业对其的重视程度也会不断提升。最近几年，我国陆续出台了相关的政策，也颁布了许多绿色建筑评价标准，目的就是为了真正意义上实现空调制冷系统的节能目标。我国现阶段已经推出各种环境友好型制冷剂，还逐渐实现以压缩机结构与性能为基础的空调制冷核心技术。无论是在政策方面还是在市场方面，都开始注重空调制冷产品以及系统开发的节能与环保。所以在未来空调制冷设计过程中，不具备节能与环保要求的产品、企业、生产厂商都必然会面临社会的淘汰。3空调制冷系统设计的优化对策3.1利用新型压缩机对空调制冷系统进行优化针对当前市面上比较普遍的小型空调制冷系统而言，一般选择的核心机械都为涡旋压缩机。而新型的涡旋压缩机则是通过利用顶部气腔进行气体的吸气和排气，从而实现对电磁阀开关时间、通断电时间的控制与把控。通过这样的形式，可以使得压缩机本身有效调节所需要耗费的能源，进而实现节能环保的目的。此外还比较常见的一种压缩机为直流变速涡旋压缩机，其采用稀土作为基础原料，并且这样的结构本身可以降低电磁与噪声干扰，还可以避免火花出现，具有一定的安全性，同时在使用过程中相比较其他类型压缩机而言，寿命也相对较长。而中型以及大型空调制冷系统选用的制冷系统核心则为螺杆式压缩机，常见的螺杆式压缩机分为单螺杆、双螺杆以及三螺杆三种。三螺杆压缩机相比较其他两种更加具有优势，通过增强压缩机平衡，形成独立的工作容积，从而对空调排气与吸气量进行控制，实现负荷减小的同时也达到了节能的目的与效果。3.2利用变频控制技术对其进行优化变频控制技术是近些年来新兴起的一门技术，同时也是未来技术发展过程当中，涉及到电子信息以及智能技术于一体的高端技术。比如说我国电网所供应的工频都是固定的50Hz，但是这个频率并不一定适合所有的设备运作。所以如果不实行变频，一方面有可能不利于该设备进行工作，导致该设备的工作效率降低，另一方面也很容易导致该设备出现损坏或者寿命减短。我国大部分空调所使用的制冷设备均为定速压缩机，当压缩机以固定不变的速度运行的时候，就会对室内温度进行调节。比如设定温度为20℃，那么当其调节到20℃之后，即可以实现开关的重新启动或者停止。而整个过程当中，电动压缩机需要承受整个工作状态中产生的较大动量，从而造成压缩电动机本身消耗极高的电能。而如果这种状态持续太久或者不断切换工作状态，都会使得压缩机本身的耗能增多，同时也会加速器件之间的磨损。所以采用变频控制技术，实际上可以有效减少压缩机本身因为频繁工作而出现的电能损耗，同时还可以在各个频率之间进行自动调节与转换，确保不同状态下频率转换对空调本身的影响降低到最小。3.3实现制冷系统仿真优化实现制冷系统仿真优化实际上是实现空调制冷系统性能最优化的重要做法。通过选择合理的材料，并且对空调制冷系统本身结构进行研究，创新出一些突破传统的设计原则，从而衍生出新的原则与方法，故而系统仿真技术应运而生。这种技术就是将计算机系统仿真的方法运用于制冷空调装置的系统建模和特性研究中来。然后通过计算机模拟制冷系统的实际工作过程，通过模拟的手段对各个系统参数与系统配件进行疲惫，最终通过仿真形式对系统进行研究，其主要目的是实现替代传统样机的研究和实验。所以近些年来我国许多空调制冷研究者都开始利用模拟仿真技术进行研究，从而减少资金与时间成本，提高整体研究效率。3.4选择清洁能源作为空调制冷能源传统空调制冷之所以会对能耗造成影响，主要是因为传统空调选用的制冷能源是非环保的，所以选择清洁能源、自然能源以及可再生能源作为空调制冷能源，是未来空调制冷系统优化的重要方式。常见的并且可代替传统制冷能源的代表有太阳能、风能和潮汐能。利用这些能源一方面可以实现清洁，另一方面这类能源在自然界所蕴含的数量巨大，可以满足大量的能源供应需求。所以利用这些清洁能源代替传统空调制冷能源，既可以确保应用过程中的安全性，也可以实现对我国能源结构的优化，避免能耗浪费的同时也保护了我国社会的整体生态环境。

新能源电器能以最小的能耗获取最大的能量。如广大消费者最为熟悉的太阳能热水器、空气能热泵热水器、水源热泵热水器等，就是有效利用新能源和再生能源的电器设备，空调热水机组更是能源综合利用的新一代产品。

所谓新能源指的是太阳能、生物质能、海洋能、水能、风能、氢能、地热能和核能等低炭或非炭能源，这些可再生能源对环境不产生或很少产生污染。资料显示，今后20—30年内，我国具备利用条件的小水电、风能、太阳能、生物质能等可再生能源资源量，预计每年可达8亿吨标准。较传统能源如煤、石油、天然气等对环境造成严重污染，且分布不平衡相比，新能源具有广阔的发展潜力和发展前景。

随着经济的迅速发展，能源和环境问题日益尖锐。在特别炎热的夏天，我们都切身地体会到了能源的紧张。可以预见。这种状况在今后还会持续下去，并且会日趋严重。科学技术的不断进步。使暖通空调领域新的技术不断出现，空调制冷大市场专家指出，我们可以通过以下的方法实现暖通空调系统的节能。

精心设计暖通空调系统，使其在高效经济的状况下运行

暖通空调系统特别是中央空调系统是一个庞大复杂的系统，系统设计的优劣直接影响到系统的使用性能。例如系统往往都是按最大负荷设计的，而实际运行基本上是在部分负荷下运行，如果系统各部分的设计不能适应部分负荷运行的要求，长期在高负荷状态下运行那系统的能耗是很大的。又如新风系统的设计，系统应该能随着室外气象参数的变化改变新风量。以最大限度地缩短主机的开启时间。可以说空调系统的设计对系统的节能起着重要的作用。

改善建筑维护结构的保温性能，减少冷热损失

我们知道对于暖通空调系统而言，通过维护结构的空调负荷占有很大比例。而维护结构的保温性能决定维护结构综合传热系数的大小，亦即决定通过维护结构的空调负荷的大小。所以在国家出台的建筑节能设计规范和标准中，首先要求的就是提高维护结构的保温隔热性能。

提高系统控制水平，调整室内热湿环境参数，尽可能降低空调系统能耗

空调系统特别是舒适性空调系统对人体的作用是通过空气温度、湿度、风速、环境平均辐射温度进行的，人体对环境的冷热感觉是这些环境因素综合作用的结果。以往的空调控制方式仅仅是测控空气的温度湿度，甚至仅空气温度。显然是不全面的，势必带来许多问题，如空调系统对人体的作用不直接、当环境变化时对环境的调控不迅速、人体感到不舒适、空调系统的这种调控方式不节能。热湿环境研究成果的应用，为我们采用新的控制方式方法提供了理论基础。如果采用舒适性评价指标即体感指标作为空调系统的调控参数。如采用PMV或SET指标对空调系统进行调控，不仅可以解决传统控制方法存在的弊病，而且可以实现大幅度的节能，据我们的初步研究表明。采用这种控制方法可使空调系统在人体舒适的条件下节能30%左右。

采用新型节能舒适健康的空调方式

如上所述，影响人体热舒适性的环境参数众多，不同的环境参数组合可以得到相同的热舒适性效果，但不同的热湿环境参数组合空调系统的能耗是不相同的。例如在冬季，如果我们采用传统的空调方式，把繁个室内的空气加热，通过空气实现人体与环境的热湿交换。就需要较高的空气温度，此时通过维护结构的热损失和加热新风的热损失都比较大。如果我们根据热湿环境的研究成果，改变传统的空调方式，增加辐射热（如低温地板辐射采暖），此时所需要的空气温度降显著下降，一般可达到l2～l4度，而传统方式一般在l8～20度，显然后者比前者具有显著的节能效果。在夏季也有类似的结果。

推广应用使用可再生能源或低品位能源的空调系统

随着空调系统的广泛应用，空调对不可再生能源的消耗将大幅度上升，同时对生态环境的破坏也在日趋加剧。如何利用可再生能源及低品位能源已经成了该领域重要的研究课题。地源热泵空调系统就是在这种形势下发展起来的，它利源地下恒温层土壤热显著提高空调系统的COP值，使得同等制热（或制冷）量下的系统能耗大幅度下降。另外，利用太阳能供热或制冷技术也在开发研究着。

开展冷热回收利用的研究运用工作。实现能源的最大限度利用

目前许多空调系统冷热回收利用研究也在蓬勃开展，如空调系统排风的全热回收器。夏季利用冷凝热的卫生热水供应等，都是对系统冷热的回收利用，显著提高空调系统能源利用率。

能效等级1级表示能效比在3.40以上。

能效等级2级表示能效比在3.20~3.39。

能效等级3级表示能效比在3.00~3.19。

能效等级4级表示能效比在2.80~2.99。

能效等级5级表示能效比在2.50~2.79。

根据国家能效标识管理办法，各类产品的能效等级均被分为五级，一级节能性能最高。能效标识将采用统一格式。实施能效标识制度后，不仅消费者在选购家电时有了参考，而且企业炒作“节能”概念的现象也将被遏制。

空调节能的意义

中国是全球最大的家用电器生产和消费国之一。家用电器拥有量的迅速增长带来了巨大的能源消耗，同时也加重了对环境的污染。世界各国都通过制定和实施能效标准、推广能效标识制度来提高用能产品的能源效率，促进节能技术进步，进而减少有害物的排放和保护环境。

空调系统所消耗的能源基本上是不可再生能源，而在其中电能占了很大一部分比例。正是对这些不可再生能源的大量消耗，导致地球的资源日益减少，同时也严重影响了环境问题，例如在中国的部分地区雾尘、酸雨问题呈日益严重之势。

在最燥热的夏天，如果能够对空调系统采用节能措施，不仅可以有效地缓解电力紧张状况这个现象，同时还可以降低不可再生能源的使用、对维持可持续发展、保护生态环境、稳定经济发展等都有着巨大的意义。