1-8 国际空调制冷设备使用的节能减排技术有哪些?
答:国际空调制冷设备使用的节能减排技术主要有:
(1)采用新型高效压缩机 压缩机是空调的核心部件,目前国外采用的高效制冷空调压缩机主要包括高效涡旋压缩机和三螺杆压缩机。高效涡旋压缩机没有往复运动机构,所以其优点是结构简单、体积小、重量轻、零件少(特别是易损件少)、可靠性高、转矩变化小、平衡性高、振动小、运转平稳,从而操作简便,易于实现自动化。在其相应的制冷量范围内具有较高的效率。空调厂商比较常用的高效涡旋压缩机有三种,一种是两级涡旋式压缩机:它利用两个可以开闭的旁通口来调节容量,当旁通口打开时,涡旋压缩机动静涡盘形成的工作容积变小;当旁通口关闭时,涡旋压缩机形成常规的工作模式;而旁通口的开闭则是由一个电磁线圈根据负荷信号来控制的。除了效率高、运行费用低、运行时噪声和振动小以外,它在调节容量时没有电流的转换,也不用起停压缩机。另外一种是数码涡旋压缩机,是涡旋压缩机的一种技术延伸产品,压缩机交替处于两种状态:负载状态和卸载状态,数码涡旋系统与定速系统相比,能量节省超过20%。第三种是直流变频涡旋压缩机,简单地说,就是把普通直流电动机由永久磁铁组成的定子变成转子,把普通直流电动机需要换向器和电刷提供电源的绕组转子变成定子。这种结构既克服了传统直流电动机的一些缺陷,如电磁干扰、噪声、火花、可靠性差、寿命短等,又具有交流电动机所不具有的一些优点,如运行效率高、调速性能好、无涡流损耗等。
除了涡旋压缩机,常采用的高效压缩机还有三螺杆压缩机,利用一个阳转子和两个阴转子形成两个封闭的齿间容积来完成工质的吸入、压缩和排出。从而解决了双螺杆压缩机轴向受力不均的问题,减少了轴承的负载,也延长了压缩机的寿命。另外,由于它形成了两个封闭的工作容积,缩短了转子的长度,在相同排气量的情况下,提高了压缩效率。这种三螺杆压缩机采用高效的VFD转速控制技术取代滑阀结构来调节容量,简化了压缩机的结构,采用密封电动机,使之一直处在低温的纯工质中,使得电动机不会因为过热造成损耗,另一方面也避免了轴封引起的工质、润滑油的泄漏。采用了两级直接驱动方式、磁悬浮轴承和变频控制技术的磁悬浮离心压缩机,其转速为18000~48000r/min,起动电流只需要2A,远小于典型螺杆压缩机的500~600A;磁悬浮轴承的使用也降低了能量损耗,且噪声也比较低。
(2)高效换热技术 制冷空调系统中的换热器,如蒸发器、冷凝器和风机盘管是进行空气调节的主要部件。其优化的依据是材料的选择、换热面积的增加和传热性能的改善。目前使用较多的是铜管,但由于铜材料的价格上涨,现多用铜管铝翅片的结合来降低成本。
增加换热面积有很多选择:增加迎面换热面积;增加管的排数;增加翅片的密度;增加冷凝器的过冷度等。
改善传热性能的技术,以采用各种强化的换热管为主,例如低翅片管、矩形翅片管、斜翅片管等。还有改进管路设计,对翅片表面进行特殊处理,将冷凝物喷至冷凝器等。
(3)采用膨胀机技术 节流过程造成很大的能量损耗,在普通制冷剂研究的过程中,节流过程一直没有引起人们足够的重视。小型制冷机以毛细管、节流阀和膨胀阀为主,大型制冷机组以孔板进行节流。随着对自然工质二氧化碳的研究,节流过程逐渐被重视,带膨胀机的二氧化碳跨临界压缩循环系统的性能系数(COP)比带膨胀阀时提高约25%;对普通制冷剂,带膨胀机的压缩循环系统的COP比带膨胀阀时提高约10%(R134a)。同时,如果将膨胀机的回收功加以利用,还可以进一步降低能耗。
(4)采用环保制冷剂 为了减少制造设备在生产、使用、贮存或运送制冷剂时产生的排放,不少空调厂商、制冷剂厂商都最大限度减少它们对环境潜在的影响。从目前的研究和应用情况看,全球制冷剂替代主要存在两个流派,以德国和瑞典等欧盟国家为代表的一派主张采用R744(二氧化碳)、碳氢化合物作制冷剂,认为采用生态系统中现有的天然物质作为制冷剂,可以从根本上避免环境问题,其中呼声最高的是R717、R744、R290和R600a四种,尤其是在严格限制可燃性和毒性的场合,二氧化碳的应用也有很好的前景,但目前国内对二氧化碳相关的应用技术还不够成熟;而以美国和日本为代表的另一派主张采用HFC等人工合成制冷剂。
(5)热回收技术 热回收技术根据应用场合进行分类可以分为冷凝热回收和排风冷、热回收两类。前者主要是将空调使用中产生的热能回收再利用,减少直接排放带来的能源浪费;后者主要用于减少制冷机组的负载,以实现节能。热回收技术的本质是对空调运行中的余热进行再利用。