制冷与空调节能技术论文

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 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。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 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。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。

制冷与空调调节技术已成为我国科学技术发展中的重耍学科。近年来，制冷与空气调节技术在国民经济各个领域和人民生活的各个方面得到了广泛应用。诸如，大中型冷库，各式民用和公共建筑的空气调节，商业及家用电冰箱，商业冷藏柜等。为了适应这一专门技术的发展和应用，新近建立了不少制冷与空气调节技术研究机构。不少高等院校增设和加强了制冷与空调技术的专业。与此同时从事制冷与空气调节技术研究、设计、生产和运行管理的专业队伍也在不断扩大。制冷设备行业　　“制冷”就是采用一定的方法，在一定时间内，使某一物体或空间达到比周围环境介质更低的温度，并维持在给定的温度范围内。这里所谓环境介质，就是大自然中的空气和水。为了使某一物体或空间达到或维持一定的低温，必须采用一定的方法，连续不断地取出物体或空间内的热量，并把这一热量输送到外界环境中去。这样的热量“转移”过程就是“制冷过程”，简称根据制冷技术的发展，制冷的手段有两种：一种是利用自然界的天然冷源制冷；另一种是“人工制冷”。目前“人工制冷”正在迅速发展和被广泛应用。　　天然冷源有冬天贮藏的天然冰或深井水。利用天然冰的融解热和比地面温度更低的深井水吸热，可使物体或空间降温，以实现“制冷”。天然冰具有贮藏最大、价廉的优点，是古代世界各国最早采用的冷源。中国早在《诗经·幽风》中就曾有“二日凿冰冲冲，三日纳于凌阴”的记载，而在《大暑赋》中也记载了“积家冰于幽馆，气飞结而为籍”的诗句。这些都记述了我们祖先用冰来冷藏食品和防暑降温的例子，说明我国利用天然冷源实现制冷的悠久历史。由于利用天然冷源受到地区、季节和贮冰条件的限制，而且天然冷源使用又受到制冷温度范围的限制，难以满足大制冷且的要求，所以随着人工制冷技术的发展和进步，天然冷源制冷逐渐为人工制，超市风幕柜　　制冷在石油化工工业的生产过程中，也起着重要作用。天然气和石油气液化以及气体分离等过程都离不开制冷技术。制冷技术应用于土壤冻结，为采矿及隧道工程挖掘提供了安全保证和良好的经济的效益。 制冷技术的应用，促进了医疗卫生和医药制品的生产和发展。某些疾病的医疗效果。低温为生物器官的保存、移植提供丁保证。低温生物学和生物工程的发展。低温医疗有效地提高了对　　低温技术的应用更促进了　 制冷技术广泛应用于空气调节，有效地完善了各种工业生产中的工艺过程，丰富了人民生活、旅游和文化娱乐活动。制冷及空调技术的迅速发展和广泛应用，位能源消耗愈来愈大，因此，制冷、空气调节的节能，余热利用与回收，开展“二次能源”的研究，开发太阳能、风能、地热的利用等，已成为世界各国在制冷、空气调节技术发展中的一个重要研究课题。　　制冷与空气调节技术，这两个相互独立而又密切相关的学科，将随着工业发展和科学技术的进步物得到更大的应用和普及。制冷与空气调节技术，将在国民经济各个领域〔如国防、交冷所代替。　　现今，人工制冷可以实现比天然冷源制冷更低的温度，并且有宽广的温度调节范围。为了使用方便，国际上对人工制冷所能实现的低温作了温区划分：把温度高于120K(一153℃)的温区称为冷冻温区，这一温区广泛用于冷藏食品和空气调节等，主要的制冷方法是利用制冷工质

如今，很多的生产技术都在不断地更新发展，而且随着21世纪的进程当中，环境问题，污染问题，等等的一系列的难题摆在各个企业的面前，如何做到环保，节能成了提高技术水平的核心因素。制冷与空调技术是多数人普遍关注的一个领域，毕竟空调的使用广泛，遍布各类商业场所，家居环境，与我们的生活息息相关。　　技术现状　　制冷压缩机在面临环保、节能、以及企业间竞争等一系列的挑战中出现了新的突破。在整个压缩机工业的方方面面都广泛使用的电子计算机成为不可或缺的手段，这包括计算机数据采集和整理，计算机辅助设计、设计和工艺的优化等。其带来的总体效果体现在压缩机的小型化和高效率，此外，噪声和振动得到降低，可靠性得到提高和寿命得到延长。而在取得这些成就的过程中所消耗的开发、设计和生产制造时间都比过去短且费用亦低。　　工作过程模拟与优化　　模拟容积式压缩机的瞬态工作过程，进一步揭示密封、润滑与导热的机理，建立新的数学模型，改良设计方法等，是提高容积式压缩机工作性能的主要途径之一。从几何学和运动啮合原理出发开发新的压缩腔型线，应用有限元理论分析关键零件的热、力变形及其对密封间隙的影响，以及通过对气体流动规律的认识来判断相关损失等，是优化设计的必要工作。　　离心式压缩机则应从流场出发，研究叶轮机械内部复杂的三维非定常、非对称流动现象，深化对激振力产生机理以及失速、喘振等现象的认识，探索通过诱导流场主动控制气动失稳、提高稳定裕度的途径。研究高参数下微小间隙约束自激源特性，建立超常工况流体激励下的轴系非线性稳定性和动力响应模型，研究提高轴系稳定性的工程适用方法。　　变工况设计理论　　容积式压缩机现有的结构设计都是以规定设计工况为前提，规定设计工况又是考核压缩机性能优劣的必要条件。可靠性与寿命考核的工况则是以压缩机的安全运行为目的。实际上，制冷压缩机的运行工况与环境(温度、湿度)有很大关系，规定设计工况下的高性能并不表示实际运行时的能量节省。所以，有必要开展变工况设计理论的研究。　　超常工况下的安全运行与控制　　特别恶劣的环境条件、系统压力的突然升高等超常工况的出现以及高转速、跨临界等高参数的要求，对压缩机的运行效率与可靠性提出了挑战，必须进行专题研究，也是未来容积式压缩机和制冷技术进步的象征。　　制冷压缩机与环境保护　　传统的制冷剂(R11，R12，R22等)的排放对大气环境造成严重破坏已成为不争的事实，新的环境友好制冷剂的研究开发正在积极进行当中。制冷剂的替代不仅要求制冷系统做相应的更改，也要求压缩机适应相应的要求。因此，适应于新型制冷工质的压缩机技术的研究开发成为压缩机技术发展的重点之一，制冷工质替代对压缩机与相关系统的影响以及相关设计思想与对策的研究，是不容忽视的重要研究内容。　　无油润滑及特殊用途压缩机研发　　由于一些特定应用环境的要求，无油润滑或其他一些特殊结构的压缩机被提出，比如用在航天器上食品与蔬菜保鲜、飞机吊舱空调系统等。这就需要我们研发特殊结构的压缩机以适应特殊的环境要求。　　新原理、新结构开发　　涡旋压缩机、螺杆压缩机仍将是未来一段时间内容积式压缩机技术发展的重要方向。根据容积式压缩机的结构特点，人们一直在尝试并探索一些新的结构，效率高、工艺性好的新型压缩机将成为开发的重点。　　其他　　压缩机技术的发展离不开诸如电机、材料、机械加工、测试、计算机技术及控制等相关学科的技术进步，反过来，压缩机与制冷技术的不断进步也推动着相关学科的发展。　　以上的叙述既是制冷与空调技术的发展现状以及未来的发展方向的一个概述，看完上述的介绍，大家对与这一方面的情况应该有了相应的了解。空调在人们的生活里面用到的特别多，夏天制造冷空气消除暑热，冬天还要制造暖气为我们驱赶严寒，用电量也是相当地巨大的，希望未来能够出现更加具有含金量的技术能够出现。