空调制冷及能源问题

空调制冷及能源问题白建伟热动11-2班05摘要热能与动力工程专业所涉及的空调制冷行业是近二十年我国发展最快行业之一，该行业的快速发展带来对制冷空调专业人才的需要，了解相关空调知识有利于社会培养空调专业人才，该文主要就空调的构成和工作基本原理、空调与能源问题，以及人类环境与空调的关系做以浅析。关键词；空调制冷能源环境发展一、前言在二十一世纪，空调几乎如电脑一样家喻户晓,和电脑一样走进了千家外户，成为家庭生活中的一部分。但随着人们生活水平的不断提高，人们对环境的舒适程度也在提高，因而人们对空调的性能和效果也在不断改进和提升，于是空调制冷和暖通等技术就显得很重要。如果技术问题解决了，但随之而来的环境问题该如何？很多制冷系统都会产生氟利昂，对臭氧层的破坏相当大，很容易造成温室效应，现在的全球变暖与此也是分不开的，为此，了解必要的制冷技术和能源知识可以使每个人更好的生活在有空调的环境，这里论述空调的主要构成和基本制冷技术，以及相关能源问题一.空调结构及工作原理1、空调器基本功能空调器是一种向密闭的空间、房间或区域直接提供经过处理的空气的设备。它的功能是使该空间、房间或区域内空气的温度、湿度、洁净度和空气流速保持在人体舒适的范围内。2、空调器制冷原理空调器的制冷系统由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀胀阀四个主要件组成，在空调器的制冷系统内，充灌一种制冷的工作介质，称为制冷剂。空调器通电运行时，蒸发器内的制冷剂吸收了室内空气传给它的热量而蒸发，形成压力和温度较低的蒸气，被压缩机吸入并压缩后，制冷剂的压力和温度均升高，然后排入冷凝器。在冷凝器内制冷剂蒸气将热量放给流过它的室外空气，蒸气冷凝成为压力较高的液体。然后，制冷剂液体流过膨胀阀时，压力和温度均降低，再进入蒸发器中蒸发，如此周而复始地循坏工作，达到降低室内环境温度的目的。单冷式空调器只能降低房间温度，而冷暖式空调器则既能对房间降温又能升温。冷暖式空调器的升温原理:冷暖空调器的组成部分和单冷空调器的制冷系统基本相同，只是在单冷空调器的制冷系统中增加了一个四通换向阀，改变了制冷剂在系统内的流动方向，使压缩机产生的高压、高温制冷剂送入室内侧的换热器，将热量释放给流过的室内空气，从而使室内温度升高，如此周而复始。这种制热方式的空调器称为热冷暖空调器。3、空调器系统设计为了探索研究提高空调能效比的可行途径，我们必须从空调制冷系统的四大部件(蒸发器、压缩机、冷凝器和毛细管)着手，具体分析了空调器制冷系统及其传热过程，此外我们还对风机系统、制冷剂的选用进行分析研究，通过理论分析指导实践，并运用大量的对比实验来确定最佳方案，并把研究成果应用在开发的新产品上。(1)蒸发器蒸发器是把来自毛细管减压后的液体制冷剂进行蒸发，吸收蒸发器周围的空气热量，风扇将这部分温度低的空气吹向室内，使室内温度降低，达到室内降温的目的。蒸发器的换热过程是:制冷剂一铜管一铝箔一空气。其中，制冷剂侧与铜管之间的热交换是通过制冷剂的蒸发来完成的。铜管与铝箔的热交换通过接触传热完成，铝箔与空气侧通过对流来完成。(2)冷凝器冷凝器是将压缩机排出的高温高压气态的制冷剂，通过空气的对流，将其热量散发掉而凝结为高压液态的制冷剂。在设计上存在怎样提高冷凝器换热效果的问题。（3）压缩机制冷压缩机是制冷机中最主要的设备,它在整个制冷系统中起着举足轻重的作用,正向着节能、高效、机组化、模块化的方向发展。在各种类型的制冷压缩机中,活塞式压缩机是问世最早的一种机型。它具有各类制冷压缩机难以取代的一些突出优点：○1压力范围广,不随排气量而变,能适应比较宽的冷量要求。这种特性是速度式压缩机难以具备的。○2热效率较高,单位电耗相对较少。无需耗用特殊钢材,加工比较容易,造价也较低廉。（4）膨胀阀热力膨胀阀是制冷系统常用的节流机构，它有较好的调节性能和低廉的价格，到目前为止仍然被广泛的应用。热力膨胀阀通过感受蒸发器出口的过热度，比例地调节向蒸发器的供液量，以使制冷压缩机在运行工况下发挥最大效能。热力膨胀阀的制冷能力（制冷剂流量）随进、出口压力差的增大而增加，相当于冷凝温度升高、蒸发温度降低制冷能力增大。制冷压缩机的制冷量随冷凝温度的降低、蒸发温度的升高而增大，与膨胀阀的规律相反。由于，制冷系统都在变冷凝温度下工作，如何保证蒸发器在所有的工况下都有充足的供液，充分发挥制冷压缩机的作用，是制冷装置节能降耗的有效手段。（5）制冷剂家用空调器常用的制冷剂是R一22，但R一22对大气臭氧层有一定的破坏作用，目前主要的替代制冷剂有R407C和R410A。通过与格林柯尔技术合作，并试用其环保制冷剂R41IB、R41IC，这两种都是非共沸的多成分的制冷剂，这两种制冷剂经英国、加拿大、中国等国权威机构测试表明其节能率为15%一25%，R41IB、R411C潜热大，相同单位的制冷剂，R4llC比R22能够有40%的蓄热能力。没有特别是在极端制冷制热的情况下，产品普通的制冷剂R22的比热容己经有急速的下降，而R4llC由于采用混合组分，由于不同组分之间的冷凝温度和蒸发温度不同，使R411C的极端温度状况下都有部分的组分能够达到环境要求，而R22就没有这方面的特点，在极端温度下制热制冷其效果明显高于R22制冷剂空调30%。由于新型制冷剂的单位容积制冷量大，相对减少了压缩机的结构尺寸。绝热指数小降低压缩机排气温度，减少了压缩机功耗，提高了压缩机的安全性和使用寿命。从而减少了压缩机的消耗功率。循环的热力完善度增大，也减少了耗能。二、能源环境发展1、能源2、环境3、发展