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空调节能的重点因素


 1 前言

  近年来,由于污染问题和能源问题的日益突出,节能已经成为产品设计中很重要的考虑方面,而空调作为一个用电的大户,一直为人们所关注。而最近能源标准的出台,对空调产品的节能设计提出了更高的要求。如果要进一步提高空调产品的节能性,就必须详细的分析空调产品的工作过程,除了空调产品的能效比以外,空调产品的节能还来自其他几个方面。本文试图从这些方面来阐述空调节能设计的一些注意方面。

  2 节能分析

  2.1温度的控制
试验现场来自上海的两室一厅的毛坯房,试验时间在2004年7月份,定容量调节所用的空调为国内某知名品牌。由于有压缩机不能频繁启/停的限定,而又有用户的空调要求,最终的结果是每次空调运行到远低于设定温度才停机;对于变容量空调,由于能量可以分级输出,在室内温度与设定温度值之间温差很小时,空调可以提供较小的能量输出,这样机避免了压缩机频繁启/停,又使室内温度稳定。

 


  很显然空调所提供的冷量是用来抵消室外向室内的传递来的热量的 即Q=KA(Tw-Tn),所以室内的温度越低,空调消耗的能量就越大,按室外温度35℃来算,控制室内温度24℃要比控制室内温度25℃多消耗10%的能量,以上海为例,空调中的潜热在空调量的1/3,变容量空调可以维持室内平均温度在27℃,而定容量空调只能维持市内平均温度在25℃,这样我们可以算出定容量空调多消耗能量=[(35-25)/(35-27)]×2/3=17%,当然这是在假定两者的能效比相同的情况下得出的。

  2.2 热力循环效率

  众所周知,为了使空调系统有良好的能量系数,必须合理设计换热器以及合理的节流,而现有的中小型空调机组都是在额定工况下配的最佳效果的,一般采用节流器(毛细管等)和热力膨胀阀,而实际使用过程中,在各种工况下,由于毛细管等和热力膨胀阀调节范围很窄,空调系统无法保持最佳效率,这主要是因为节流装置没有足够的可调节性导致的。而应用这两年的最新技术:电子膨胀阀调节过热度技术可以随时保持空调系统的最佳效率。效率曲线举例如下:
,由于电子膨胀阀的宽范围的可调节性,换热器以及整个热力循环一直处于最佳的工作状态中。具体来说,可视为家用空调的每次的开机运行过程,在初始空气调节阶段,由于室内干/湿球温度很高,蒸发压力相应提高,冷媒循环量远大于标准工况,显然这时要适应这个工况,必须减小节流,所以,从图中,我们可以明显的看出,使用电子膨胀阀的系统明显有更大的空调量;在空气调节后面的阶段,当室内干/湿球温度低于标准工况时,由于室内干/湿球温度低,蒸发压力相应降低,冷媒循环量小于标准工况,显然这时要适应这个工况,必须增大节流,从图中,我们也可以明显的看出,使用电子膨胀阀的空调系统明显有更大的空调量。

 

使用毛细管节流的空调,在室外温度降低时,由于调节空间小,产生了严重的过冷现象;而使用电子膨胀阀节流的空调始终保持系统合适的过热,从而使冷媒液体得到更好的蒸发。从图5可以很清楚地看到,采用电子膨胀阀节流的空调在环境温度降低时明显比采用毛细管节流的空调制热量衰减量小。


  3 结束语

  综上所述,空调系统的变容量和过热度调节应该是空调产品节能设计的重要考虑方面。另外,如果能以控温技术和变工况能效标准作为空调产品的考核标准会更为可客观体现空调产品的节能性

 

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