节能战略下家用空调制冷系统的优化

节能战略下家用空调制冷系统的优化

关郑冰

中国电器科学研究院有限公司广东广州510000

摘要：随着社会主义市场经济体制的不断深入发展，为我国环保事业的创新和改革带来了重大的机遇，特别是在节能减排以及可持续发展战略的提出后更是无形中带动了空调制冷技术的提升。本文简要从家用空调器制冷系统的传热、节流和压缩机进行分析研究，希望找出影响能效比的不可逆因素，从而提升其能效比，达到节约能源的效果。

关键词：家庭电器；空调；制冷系统；节能减排

前言

随着人们生活质量的不断提升，面对社会自然环境的变化莫测，人们对能够满足自我生活需求的一些先进使用电气产生了浓厚的兴趣，所以空调成为了人们日常生活中使用的重要家电设备，在这十几年里，房间空调器的销量呈现出迅猛增长的态势，惊人的涨幅速度证明了人们的物质生活和居住生活水平得到了提升，但是却在无形中也加剧了我国环境污染问题，那么，新型家用空调中的制冷系统凭借着计算机仿真以及较低的成本不仅符合可持续发展战略的提出，更有着极为广阔的发展前景。

1.系统概况

一般来说，空调的制冷系统主要包括压缩和节流这两个主要部分，具体的工作原理如下所示。由于热力自身固有的性质说明了热会向冷的方向流动，空调作为现代化发展的产物，是一种高效的制冷装置，可以有效的将热量根据热的性质传到室外，空调器的输入也需要在这过程中充分的发挥出输入的价值，也就是说，空调器是通过内部的制冷剂循环流动来达到释放热度的目的，但是在实际空调制冷的过程中会出现很多意想不到的事情，会有很多不可抗力的因素存在，这些因素会影响实际功耗以及能效比的损失，为了避免出现这些影响，正常的空调器会具体的分为不同的档进行传热节流压缩等等，并在下述中有具体的体现。

1.1传热部分

逆向卡诺循环作为一种性价比较高的制冷循环，能效比如下图所示

图1循环T-S图

进一步增加铝片的表面积切口还有一个有利之处，就是当空气经过切口的表面积时，可以有效的降低热度，铜管内壁的螺纹也也能有效的实现制冷并且在此基础上除去生成的流体泡沫，从而实现提高换热系数的目的。这一方式的确可以达到制冷的目的，但是也会在无形中增加流体流动的摩擦阻力。要在增加换热表面，就需要增加U形管数量，过长的蒸发器在启动时需要很长时间才能使制冷剂润湿管壁，也无形中为空调的实用带来了较大的危害。

在对空调进行具体调试的过程中，蒸发器也会出现多种的分路，这个就需要让冷剂可以做到均匀的分流道各路，以此来充分的利用换热面积，这一方法主要是在每个分路中设置测温点，通过测温点来调节U形管的数量或是毛细管的长度，以此来保证进出口的温度相似，除此之外由于铝片的表面会因为空调器的工作产生一定的冷凝水，并且会在一定程度上影响水膜的作用，甚至是限制制冷器与空气之间相互作用，这一工序更是强调了水膜处理的必要性，还能无形中提升迎风速度，以此来提升换热系数。

1.2节流部分

对于节流的这一部分来讲，在系统回路的两侧均有节流装置，这种节流装置可以有效的促使内部的毛细管热力膨胀阀，特别是对一些理想循环在膨胀的过程中更是可以有效的降低吸气的压力，并能够达到驱动压缩机的目的。

特别是在家用空调机中，更是经常使用毛细管以及电子膨胀阀，也为此付出了较大的代价。

该流动的环节主要是由两个部分构成，分别为纯液体区以及两相流动区，液体会从入口的截面流向毛细管，再加上较小的阻力，并且上半部分的下降较为平缓，当到下半部分便会形成饱和液体，并且随着压力的下降，当蒸汽散发后更是会增加制冷比容，并逐渐的减少压力，促使压力可以达到快速下降的目的。当制冷器处于出口时，压力会进一步下降，因此，当冷凝压力以及蒸发压力处于一定数值时，便可以需要将截面向后移，以此来减少两相的流动具体，也能减少不必要的摩擦损失，达到增加流率的目的。

为了保证充分的发挥出空调制冷的最大价值，并促使液体经过毛细管后可以达到较为理想的效果，便可以在冷凝器的尾端增加U管，从而让液体过冷，并在此基础上发挥出空调器的最大作用，由于蒸发器会提供制冷的来源，便可以省去不必要的能耗，与此同时，由于电子的膨胀阀系统中会存在两个热敏电阻来分别检验出口速度，并在此基础上获得过热信号，还能达到控制膨胀阀的最大目的，但在这一过程中的流量调节速度较快，制冷工作效率更是会显著提升，也能在根本上达到节能的最大目的，当其膨胀阀应用在系统控制的过程中，特别是应用在停机的过程中，蒸发器和冷凝器可以促使高温液体进入到蒸发器中，并能保证节约能耗的目的，也有利于可持续发展战略的提出。若是蒸发器与冷凝器之间的管道截止，并处于开机的状态，那么压缩机启动会更加困难，采用电子膨胀阀便可以在停机时促使阀门打开，避免制冷剂的迁移，在启动压缩机时，也能实现排气压力迅速平衡，减少不必要的能耗损失的目的。

1.3压缩机

在空调制冷的过程中，压缩机会起到巨大的作用，压缩机会利用蒸发器，在通过最小的过热度进行制冷，将其排到冷凝器中，也能有效的提升蒸发压力，还能达到降低冷凝器的目的，由于压缩机的性能可以被量化成不同类型的损失，哪个类型都会有自己的作用，特别是对于容积压缩机而言，通过流体压缩过程结束时可以在保留压缩机的基础上在下一个行程进行反复压缩，而电力效率损失主要指的是电力驱动压缩机过程中产生的损失，该同步机的效率会更加高效，在利用制冷蒸汽冷却机会造成气体过热，比热容增加，并且容积效率与高背压的压缩机更低，这些性能都会在不同程度上影响甚至是决定空调的质量，在挑选时也需要具备一定的经验。

2.结语

全球气候异常,多地连续出现高温酷热天气,空调在我们日常生活中的使用率也越来越高。那么在挑选空调的过程中，既要考虑到性价比，又要考虑到空调的安全性可靠性等必要的性能，还要了解这些性能之间存在的约束条件，根据性能之间组成部分的关系来合理的调整内部参数，从而达到优化空调制冷的最大目的。

而达到提高能效比的目的，能有效节约能源,降低成本,满足居民的节能改造需求，贯彻响应国家节能减排发展战略。

参考文献：

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