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摘 要： 摘要：我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)發(fā)展在最近這些年得到了快速發(fā)展，在整個(gè)過程中更是呈現(xiàn)出了互聯(lián)網(wǎng)+和一帶一路等概念，這樣的情況一定程度上對(duì)工業(yè)的發(fā)展方向造成一定影響。尤其針對(duì)綠色節(jié)能減排的理念來說，讓很多行業(yè)的發(fā)展都得到了有效推動(dòng)。本文在此基礎(chǔ)上探
摘要：我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)發(fā)展在最近這些年得到了快速發(fā)展，在整個(gè)過程中更是呈現(xiàn)出了互聯(lián)網(wǎng)+和一帶一路等概念，這樣的情況一定程度上對(duì)工業(yè)的發(fā)展方向造成一定影響。尤其針對(duì)綠色節(jié)能減排的理念來說，讓很多行業(yè)的發(fā)展都得到了有效推動(dòng)。本文在此基礎(chǔ)上探討制冷型空調(diào)節(jié)能新工藝以及空調(diào)制冷技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展，以供相關(guān)人士參考。
關(guān)鍵詞：空調(diào)設(shè)備;研究進(jìn)展;節(jié)能技術(shù)
我國領(lǐng)導(dǎo)人在政府的工作報(bào)告中提出堅(jiān)持綠色發(fā)展、智能轉(zhuǎn)型以及創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的中高端發(fā)展，在消費(fèi)革命和能源生產(chǎn)方面，需對(duì)能源消費(fèi)的總量進(jìn)行控制，對(duì)建筑和交通以及工業(yè)等重點(diǎn)領(lǐng)域的節(jié)能進(jìn)行加強(qiáng)，在此基礎(chǔ)上將節(jié)能環(huán)保的產(chǎn)業(yè)發(fā)展成為一個(gè)新興的支柱產(chǎn)業(yè)。尤其在我國出臺(tái)了供給側(cè)改革倡議后，此背景下我國的制冷空調(diào)行業(yè)得到了更多的發(fā)展機(jī)會(huì)。針對(duì)空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)來說，其最為重要的倡議任務(wù)就是利用工藝革新和技術(shù)創(chuàng)新讓空調(diào)質(zhì)量的提升得以有效實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還可以將空調(diào)生產(chǎn)逐漸轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的生產(chǎn)經(jīng)營對(duì)策。從最開始的逐漸向著產(chǎn)品的品質(zhì)開始轉(zhuǎn)變，而且還需在產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，讓節(jié)能減排的目標(biāo)得以有效實(shí)現(xiàn)，通過這樣的措施可以讓空調(diào)產(chǎn)業(yè)在改革倡議的背景下使其結(jié)構(gòu)性調(diào)整得以有效實(shí)現(xiàn)。
提高制冷循環(huán)的性能指標(biāo)
筆者從2019年到現(xiàn)如今負(fù)責(zé)冷卻水塔設(shè)備結(jié)構(gòu)和性能設(shè)計(jì)項(xiàng)目，在2018~2019年負(fù)責(zé)的項(xiàng)目為移動(dòng)式風(fēng)冷冷水機(jī)組設(shè)備結(jié)構(gòu)和性能設(shè)計(jì)。在2017年~2018年期間負(fù)責(zé)的為移動(dòng)式空調(diào)箱設(shè)備結(jié)構(gòu)和性能設(shè)計(jì)。在2016年~2017年間負(fù)責(zé)的為表冷器、潔凈式風(fēng)柜、佳美多功能抽濕器以及水冷冷水機(jī)組性能與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，早在2015~2016年間所負(fù)責(zé)的為香港荃灣蒸發(fā)式冷水機(jī)組設(shè)備系統(tǒng)管道安裝和機(jī)組設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等工作，在此項(xiàng)目中單位負(fù)責(zé)人。
針對(duì)制冷設(shè)備相關(guān)性能指標(biāo)的提升以及對(duì)單位制冷量的能量消耗來說，其最為主要的研究方向有兩點(diǎn)。首先，對(duì)制冷循環(huán)進(jìn)行改善，全面分析現(xiàn)有的制冷循環(huán)，將其中存在的薄弱處找出并進(jìn)行改善，這樣的分析主要為靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的折轉(zhuǎn)。其次，對(duì)新的制冷劑進(jìn)行探索。特別在限制了某些CFC后加快了制冷劑工作的尋找速度。此類工作主要是對(duì)原有的產(chǎn)品進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)，然后在對(duì)其繼續(xù)使用。另外就是對(duì)性能更好的制冷劑進(jìn)行探索，通過新的制冷劑的探索顯著提高系統(tǒng)循環(huán)的性能。
相關(guān)期刊推薦：《制冷與空調(diào)》Refrigeration and Air-Conditioning(月刊)1990年創(chuàng)刊，刊登內(nèi)容：以實(shí)用技術(shù)為主，及時(shí)報(bào)道國家有關(guān)技術(shù)創(chuàng)新政策，有關(guān)行業(yè)發(fā)展的重大技術(shù)方向及國內(nèi)外最新技術(shù)動(dòng)態(tài)和成果。是目前國內(nèi)制冷行業(yè)中發(fā)行量大、影響力廣、具有權(quán)威性的品牌期刊。
尋找制冷行業(yè)和廣泛應(yīng)用于空調(diào)的制冷劑R12的替代物研究在替代工質(zhì)研究中一直處于一種主導(dǎo)地位，其代替方案主要有混合工質(zhì)和純工質(zhì)兩種。現(xiàn)階段很多學(xué)者對(duì)R12的單工質(zhì)替代物都比較推薦R134a，展開制冷的循環(huán)性能法方面展開分析，處于工況的情況下，R134a的COP較高，冰箱實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)COP會(huì)相對(duì)低一些。為了對(duì)運(yùn)行的可靠性進(jìn)行保證，需將壓縮機(jī)最佳冷凍油的選擇以及重新設(shè)計(jì)進(jìn)行解決。對(duì)于混合工質(zhì)的替代方案中，通過對(duì)近共沸混合工質(zhì)的研究結(jié)果可知，共沸混合工質(zhì)在現(xiàn)有的低公害純工質(zhì)的基礎(chǔ)上對(duì)于替代時(shí)間的縮短具有重要意義。將非共沸混合工質(zhì)作為CFC的替代物時(shí)，其作用主要有降低能耗以及保護(hù)環(huán)境，所以得到了國內(nèi)外很多學(xué)者的高度重視。
在最近這些年，通過使用計(jì)算機(jī)對(duì)制冷機(jī)的特性進(jìn)行研究，使研究得到了很大提高。同時(shí)計(jì)算機(jī)也成為了設(shè)備設(shè)計(jì)和計(jì)算以及制冷系統(tǒng)的強(qiáng)力工具，具有著很高的實(shí)用性。很多學(xué)者應(yīng)用流圖，全面分析各個(gè)組件，以此將系統(tǒng)效率進(jìn)行提高。
提升制冷熱交換設(shè)備的傳熱性能
在制冷系統(tǒng)中換熱設(shè)備是其中的重要耗電設(shè)備，對(duì)其效率的提高展開研究在整個(gè)制冷劑節(jié)能方面屬于一種重要舉措，而且國內(nèi)外已經(jīng)對(duì)其展開了深入研究，展開研究時(shí)，其具體方式主要是應(yīng)用強(qiáng)化冷凝器和強(qiáng)化傳熱技術(shù)以及蒸發(fā)器的傳熱，讓制冷器的地溫差傳熱以及制冷機(jī)蒸發(fā)器傳熱得以有效實(shí)現(xiàn)。對(duì)于制冷熱器強(qiáng)化傳熱來說，主要基于管內(nèi)制冷劑側(cè)傳熱的強(qiáng)化和空氣側(cè)換熱的強(qiáng)化，讓接觸的熱阻得以減少。
針對(duì)空氣側(cè)強(qiáng)化傳熱來說，一般比較側(cè)重于翅片間距的選擇以及形式的改進(jìn)和蒸發(fā)器表面的親水處理。為了可以讓傳熱效果更好的提高，人們會(huì)在翅片的表面上將不同形狀的粗糙制造出，強(qiáng)化翅片表面換熱。針對(duì)現(xiàn)階段已經(jīng)擁有的翅片來說，主要有超條縫翅片和條形翅片以及波形翅片。
強(qiáng)化管內(nèi)制冷劑側(cè)相變換熱時(shí)，換熱系數(shù)一般可以通過增加管壁間和制冷劑來是實(shí)現(xiàn)。針對(duì)內(nèi)翅片管來說，其具有很多種形式，而且其具體的翅片也可高可 低，同時(shí)一定程度上也可以是和管軸相互平行的直片，另外也可以是螺旋角的螺旋翅片，溝槽和翅片的斷面也可以體現(xiàn)出很多種形態(tài)，如下圖一所示的幾種類型翅片形狀。
從下表一中可以看出，管內(nèi)給熱系數(shù)可以通過內(nèi)翅片進(jìn)行有效提高，所以此情況下可以逐漸使用內(nèi)翅片對(duì)現(xiàn)階段經(jīng)常使用的光滑管進(jìn)行取代，這種情況也屬于空調(diào)設(shè)備節(jié)能的一個(gè)方向。
表一 日立各型內(nèi)翅片管傳熱和壓力降增加率(Gr=200kg/m
對(duì)強(qiáng)化傳熱進(jìn)行研究時(shí)，針對(duì)已經(jīng)開發(fā)的相關(guān)傳熱元件進(jìn)行以下各項(xiàng)研究工作：第一，利用相關(guān)試驗(yàn)，對(duì)換熱性能受到換熱器結(jié)構(gòu)尺寸的影響進(jìn)行確定。第二，通過使用計(jì)算傳熱學(xué)原理和計(jì)算流體力學(xué)，模擬換熱器進(jìn)行熱質(zhì)交換時(shí)與空氣流動(dòng)中的相關(guān)數(shù)值，通過這樣的方式對(duì)換熱器的特性進(jìn)行明確。
制冷型空調(diào)節(jié)能新工藝的運(yùn)用進(jìn)展以及相關(guān)研究
熱能再利用技術(shù)
針對(duì)熱能再利用技術(shù)來說，主要由熱能量回收利用和空調(diào)排風(fēng)時(shí)冷以及冷凝熱量回收利用構(gòu)成，對(duì)于冷凝熱量回收利用來說主要在設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱時(shí)讓熱量的吸收得以有效實(shí)現(xiàn)，以此對(duì)產(chǎn)品的能耗進(jìn)行降低，同時(shí)還可以對(duì)有效地規(guī)控?zé)崃ξ廴镜认嚓P(guān)問題。對(duì)于熱能量的回收利用來說，一般都在新鼓入風(fēng)介質(zhì)設(shè)備的降溫和提溫時(shí)進(jìn)行使用，基于這種技術(shù)的合理應(yīng)用，可以讓設(shè)備能耗的降低得到有效實(shí)現(xiàn)。
3.2 變頻技術(shù)
此技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要依托于電動(dòng)機(jī)和變頻器的相互結(jié)合來實(shí)現(xiàn)，針對(duì)此技術(shù)的應(yīng)用范圍來說，一般會(huì)被應(yīng)用在設(shè)備電動(dòng)機(jī)上，其主要是利用此技術(shù)讓設(shè)備電動(dòng)機(jī)可以得到足夠的動(dòng)力進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，以此對(duì)電動(dòng)機(jī)正常工作的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行有效確保。比如冷卻水泵和空調(diào)的冷水機(jī)組等設(shè)備都需要通過此技術(shù)的輔助在可以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)下去。站在降低能耗和綠色生產(chǎn)的角度進(jìn)行分析，將此技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)產(chǎn)品中，可以讓相關(guān)設(shè)備根據(jù)具體的負(fù)荷情況讓機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)速度的控制得以有效實(shí)現(xiàn)。在這樣的情況下，空調(diào)實(shí)際進(jìn)行運(yùn)行時(shí)，可以有效控制電能的消耗。這種技術(shù)不但具有很好的降低能耗作用，同時(shí)還可以有效保證電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)，以此讓電網(wǎng)產(chǎn)生的巨大沖擊得以有效避免。另外，一定程度上還可以讓精確的溫度調(diào)節(jié)效果得以有效實(shí)現(xiàn)。對(duì)于VRV變頻多聯(lián)機(jī)技術(shù)和數(shù)碼渦旋技術(shù)來說，其技術(shù)核心主要是變頻技術(shù)結(jié)合，以此更好的節(jié)約電能。對(duì)于VRV 系統(tǒng)來說，屬于一種成熟的技術(shù)，在很多單位中都得到了廣泛的應(yīng)用。
提高制冷設(shè)備的自動(dòng)化水平
針對(duì)節(jié)約能量來說，分析其自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)是否先進(jìn)，可以將制冷機(jī)組的水平直接反應(yīng)出來。所以，在此情況下針對(duì)制冷設(shè)備的自動(dòng)化水平來說，一定程度上已經(jīng)成為了和制冷設(shè)備使用壽命、重量指標(biāo)以及設(shè)備性能指標(biāo)同等重要的評(píng)定因素。現(xiàn)階段，很多制冷裝置的自動(dòng)化已經(jīng)從最初的單機(jī)自動(dòng)安全保護(hù)逐漸的發(fā)展成為多機(jī)組的自動(dòng)控制，甚至展開相關(guān)控制和監(jiān)測時(shí)還可以通過電子計(jì)算機(jī)直接展開，以此將運(yùn)行工況的最佳化進(jìn)行有效實(shí)現(xiàn)，甚至還可以讓能量的消耗顯著降低。比如針對(duì)機(jī)電一體化全自動(dòng)節(jié)能空調(diào)器來說，這種空調(diào)器主要將設(shè)備動(dòng)力配電和設(shè)備本身以及控制設(shè)備相互結(jié)合成為一體，通過采用變水量和變風(fēng)量等控制技術(shù)，應(yīng)用模糊控制和自適應(yīng)控制等控制軟件，讓最佳狀態(tài)點(diǎn)的控制得以有效實(shí)現(xiàn)，使其節(jié)能優(yōu)化的目的得以有效優(yōu)化。變頻調(diào)速等技術(shù)的應(yīng)用也屬于制冷空調(diào)設(shè)備節(jié)能研究中的一個(gè)重要方向，在制冷系統(tǒng)中使用變頻調(diào)速裝置，可以有效實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制或自動(dòng)控制，通過這樣的方式讓設(shè)備的運(yùn)行可以符合冷點(diǎn)的相關(guān)需求。對(duì)于變頻調(diào)速裝置的工程程序來說，主要先將市電進(jìn)入變頻器后然后再進(jìn)入到電動(dòng)機(jī)，以此讓軟起動(dòng)得以有效實(shí)現(xiàn)，同時(shí)還可以對(duì)電網(wǎng)形成一種巨大的沖擊。通過溫度傳感器將冷點(diǎn)上的溫度轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)輸入變頻器，自行不斷選擇和尋找同時(shí)將其調(diào)整到最佳的運(yùn)行點(diǎn)，最后通過計(jì)算機(jī)展開閉環(huán)控制。
結(jié)束語
隨著空調(diào)設(shè)備和制冷設(shè)備的不斷增加，空調(diào)和制冷的能耗也在逐漸增長，空調(diào)能耗以及節(jié)約制冷在世界范圍中已經(jīng)成為了廣泛關(guān)注的問題。針對(duì)節(jié)能來說，一定程度上和我國的國計(jì)民生密切相關(guān)，同時(shí)節(jié)能也是空調(diào)行業(yè)不斷發(fā)展所追求的永恒目標(biāo)。所以，此基礎(chǔ)上需站在整個(gè)行業(yè)的視角對(duì)制冷空調(diào)行業(yè)和節(jié)能相關(guān)的法律法規(guī)制定出來并不斷進(jìn)行完善，讓制冷空調(diào)機(jī)組的性能系數(shù)以及能效比可以在源頭上得到控制，以此讓其節(jié)能性得到顯著提高。——論文作者：肖詩紅