空調器的節能技術(shù)

Ener gy Conser vat i on Technol ogy節能技術(shù)空調器的節能技術(shù)王豐美,盛頌恩,蔣寧(浙江工業(yè)大學(xué),浙江杭州310023)摘要:本文分析了我國空調器能耗的現狀,概述了目前國內空調器的主要節能技術(shù),并介紹了幾大廠(chǎng)家的節能技術(shù)以及局限性,提出了今后的研究方向關(guān)鍵詞:空調器;能耗;節能技術(shù);性?xún)r(jià)比中圖分類(lèi)號:TB65文獻標識碼:A文章編號:1003-2355(2006)09-0041-04Abstract: The paper anal yzes the st at us of ener gy consupt i on of ai r-condi ti oner i n Chi na, and sunmari zes the naj or ener gy savi ng t echnol ogi es of donesti c air-condi ti oner. It al so i nt roduces the ener gy savi ngtechnol ogy andt he l i mt at i ons of sone nanuf act urers, and then t bri ngs forward the study trend i nthe fut ureKey wor ds: ai r-condi ti oner; ener gy consunpt i on; ener gy savi ng technol ogy: cost perfor ance1空調器能耗現狀以及目前空調器在國內建筑物成裝機量約3000萬(wàn)kW2002年面臨形勢中的普及率不斷提高,中國已成占全國發(fā)電裝機容量的8.4%1.1我國目前的能耗現狀為繼美國、日本之后世界第三大和2003年國家批準開(kāi)工的大中建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展帶來(lái)空調市場(chǎng),占全世界空調市場(chǎng)利型電廠(chǎng)項目的3300萬(wàn)kW相等了新的能耗問(wèn)題。目前,中國的用率的12%這主要得益于房地由于空調具有使用時(shí)間集中,季能耗主要有三大部分組成:一是產(chǎn)市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展和人民生活節性負荷大的特點(diǎn),還加重了峰工業(yè)用能,主要是指在治金、建水平的迅速提高,尤其是近10谷電量差距的矛盾,電網(wǎng)負荷率材、化工、石化、煤炭、有色等年內我國空調的社會(huì )生產(chǎn)量增下降,造成電力設施的資源浪六大領(lǐng)域的能源消耗。二是交通加20%,大大高于GDP增長(cháng)速費。近幾年新建的電廠(chǎng),電網(wǎng)僅用能,主要取決于飛機、輪船、汽度。中國城市中家用空調器的普為滿(mǎn)足電力空調全年1~3個(gè)月車(chē)等公共交通用能。三是建筑用及率1997年每百戶(hù)家庭擁有空的運轉,直接導致電力設備年負能,主要是建筑直接用能和建筑調的臺數,北京為35,上海為荷利用小時(shí)數的下降,目前全國相關(guān)用能,占整個(gè)社會(huì )用能的49.8,廣州為54.9,到2001年上有2000多萬(wàn)kW的電力設備和電50%左右。在目前現有的城鄉建面三個(gè)城市的家庭空調普及率網(wǎng)專(zhuān)為空調服務(wù),而其利用率只筑中,有95%仍屬于高能耗的建北京為897,上海100.40,廣有10%相當于國家投入的2000筑,單位建筑面積采暖能耗為發(fā)州為107.91,也就是說(shuō),在南方億巨資卻有90%時(shí)間閑置。達國家新建建筑的3倍以上!全的大城市房間空調的普及率基隨著(zhù)經(jīng)濟的發(fā)展和人民生國空調高峰負荷已達到4500萬(wàn)本達到100%相比大城市家用活水平的提高,空調用電量會(huì )kWh,按照目前建筑能耗水平發(fā)空調器的發(fā)展,中小城市以及農比較高的速度增長(cháng),空調用電負展,到2020年,建筑能耗將達到村的發(fā)展相對滯后,但發(fā)展空間荷占全國電力負荷的比重更大10.89億tce,超過(guò)2000年的3廣闊,很可能在很短時(shí)間里達到空調用電會(huì )直接影響國家能源倍,能耗問(wèn)題相當嚴重,情況十或接近大城市普及率。安全戰略和國民經(jīng)濟的可持續分緊迫。1.3空調器的能耗發(fā)展?？照{節能是一件刻不容緩1.2空調器普及率和應用目前我國每年家用空調形的事。收稿日期:2006-08-01作者簡(jiǎn)介:王豐美(1981-),女,浙江工業(yè)大學(xué)在讀碩士生,專(zhuān)業(yè)為化工過(guò)程機械中國煤化工CNMHGvol.28№.9sep.2006第28卷第9期2006年9月節能技術(shù) Ener gy Conser vat i on Technol ogy空調器標準的實(shí)施質(zhì)量、技術(shù)水平和運行效率無(wú)疑而提高系統的性能。我國自2001年4月1日起就實(shí)是影響能效比的關(guān)鍵因素。通過(guò)家用空調器常用的制冷劑施了房間空調器標準GB12021.3-采用高效節能型壓縮機,可有效是R-22,但R-22對大氣臭氧2000《房間空氣調節器電耗限定地提高空調器的能效比,從而層有一定的破壞作用,目前主值及測試方法》,該標準強制性實(shí)現節電,如旋轉式壓縮機比往要的替代制冷劑有R407C和規定了最低能效值指標和節能復式壓縮節電10%以上,渦旋R410A日本、美國、西歐等評價(jià)指標。2005年3月1日又頒式壓縮機比往復式壓縮機節電些國家率先推出了使用新工質(zhì)布了新的GB12021.32004《房20%以上。日本空調裝置公司R407C和R410A的空調器,其間空氣調節器能效限定值及能研制的Rz型空調器就是通過(guò)采性能較為理想。上述提到的日本效等級》,根據修訂后的房間空調用渦旋式壓縮機,很大幅度地提空調裝置公司研制的Rz型空調器能效標準,我國房間空調器的高了運行效率。從降低熱流體損器就采用了R407C制冷劑。另能效等級分為五級,依次為34失方面來(lái)看,力求使渦桿各部的外,環(huán)保制冷劑R411B、R411C(一級)、3.2、3.0、2.8、2.6,間隙最佳化,同時(shí)改進(jìn)渦桿的支這兩種非共沸的多成分制冷劑企業(yè)可根據所生產(chǎn)空調的能效承機構;采用降低渦桿滑動(dòng)部分「經(jīng)英國、加拿大、中國等國權威比自愿貼上相應的能效標識。修的摩擦,來(lái)減少機械損失。另機構測試表明,其節能率為15%訂后的限定值為2.6較2000版外,在壓縮機用的直流電機上25%R411B、R411C潛熱標準提高了0.3。也就是說(shuō),標為了提高磁鐵的吸力,采用了性大,相同單位的制冷劑,R411C準實(shí)施后,能效比在2.6以下的能更好的釹系磁鐵比R22能夠有40%的蓄熱能力房間空調器不得進(jìn)入市場(chǎng)。另?yè)Q熱器(冷凝器與蒸發(fā)器)由于新型制冷劑的單位容積制外,國家初步制訂了2009年的是空調設備的核心部件,其散熱冷量大,相對減少了壓縮機的結個(gè)能效標準,將能效值的準入板一般由銅、鋅及鋁翅片構成。構尺寸。絕熱指數小降低壓縮機門(mén)檻提升到了3.2,相當于現在通過(guò)增加換熱器的換熱面積,改排氣溫度,減少了壓縮機功耗,的二級能效指數。顯然,我國的變鋁翅片的表面性能都可起到提高了壓縮機的安全性和使用空調能效要達到那個(gè)標準還有節能作用。增加換熱器的換熱面壽命,從而減少了壓縮機的消耗定的距離,僅靠常規或現有的積,目前一般采用:(1)減小翅功率。循環(huán)的熱力完善度增大節能手段來(lái)實(shí)現將很困難,有相片間距和改善翅片結構。早期的也減少了耗能。當的技術(shù)難度,要實(shí)現這一目標空調蒸發(fā)器所用的是平片,之后2.2改善空調器的設計,意味著(zhù)我們要積極研究和開(kāi)發(fā)又發(fā)展成波紋片,傳熱量較平片優(yōu)化結構參數及系統參數,使空新的節能技術(shù)。提高20%后又采用窗口片,并調器獲得最佳的效率以實(shí)現節2空調器的主要節能技配合內螺紋銅管,傳熱量達到平能的目的。如制冷系統分流設計,術(shù)片的2倍。(2)制冷劑側傳熱管風(fēng)道的優(yōu)化等為了緩和電力緊張問(wèn)題,的蒸發(fā)和冷凝的傳熱強化。20從提高制冷量的角度出發(fā),很多專(zhuān)業(yè)人士和科研人員努力世紀80年代以前,換熱器所用為了充分利用蒸發(fā)器面積,管路尋找和推廣新的節能技術(shù),目前銅管為光管,之后采用內螺紋U可以考慮設計成分2路或者多空調器的節能技術(shù)主要有以下型管。目前國外有些空調產(chǎn)品采路走,因為制冷劑走單路時(shí)壓力三種用銅管組合在換熱器上強化傳損失很大,同時(shí)制冷劑走單路壓2.1節能元件與節能技術(shù)熱,來(lái)提高換熱效率。改變鋁翅縮機的回油也不良。從降低功率的應用,如采用高效壓縮機,采片的表面性能可以通過(guò)親水性的角度出發(fā),冷凝器的管路設計用強化傳熱技術(shù)如親水膜鋁箔、涂膜處理,即經(jīng)過(guò)處理使基材表可以考慮將冷媒進(jìn)口分成2路帶內螺紋的銅管、采用新型制冷面親水,當表面出現水滴時(shí),水或3路,以免壓降太大,盡量保劑等滴會(huì )自行鋪展形成水膜流掉,可證各路換熱均勻壓縮機可謂是空調器的心以有效地消除“水橋”現象,防風(fēng)量的大小對提高空調器臟,它的功率消耗約占總功率消止堵塞風(fēng)道,可以減小空氣流動(dòng)的性能有著(zhù)很重要的意義。在室耗的90%以上,所以壓縮機的阻力,增加風(fēng)量,強化傳熱,從「Ⅵ凵中國煤化工的情況下CNMHG:864第28第9期200年9月Vol. 28 Nb. 9 Sep. 2006Ener gy Conser vat i on Technol ogy節能技術(shù)通過(guò)提高風(fēng)扇電機的轉速而提術(shù)。由于變頻技術(shù)通過(guò)改變頻率公司憑著(zhù)對市場(chǎng)需求的高室內外風(fēng)量,會(huì )導致兩種結來(lái)調整壓縮機功率,因此變頻空精確把握與領(lǐng)先的技術(shù)實(shí)力,于果:(1)增大換熱系數,從而提調一方面降低了開(kāi)關(guān)損耗,另-2005年推出了高效氧吧系列健高制冷量;(2)同時(shí)也使風(fēng)扇電方面是低頻運轉時(shí)的效率極高?？倒澞芸照{。這款產(chǎn)品主要采用機的功率增大。當風(fēng)量較小時(shí),實(shí)驗證明:不管壓縮式定速空調世界最先進(jìn)的數字直流變頻技風(fēng)量增大的比率較大,功率增加系統幾次提效,增加變頻技術(shù)都術(shù)(DDC技術(shù)),實(shí)現空調無(wú)級調的相對較小,能效比則隨風(fēng)量的可再實(shí)現節能超過(guò)30%以上,速,同時(shí)在壓縮機優(yōu)化、電控驅增大而增長(cháng),但當風(fēng)量增到一定因此,變頻成為最優(yōu)異的節能技動(dòng)、系統控制三大方面首次利用程度時(shí),風(fēng)量增大的比率較小,術(shù)方案,是實(shí)現空調節能最佳技世界領(lǐng)先的創(chuàng )新技術(shù),能效比大冷量提高不明顯,而風(fēng)機功率仍術(shù)途徑。大高于目前國內同類(lèi)產(chǎn)品水平增加,最終使能效比不增反降。變頻空調相對于定頻空調,比一般變頻空調省電60%以上所以并非風(fēng)量愈大愈有效,而是在節能方面主要有以下特點(diǎn)B公司在2005年的市場(chǎng)推存在一個(gè)最佳值,同時(shí)風(fēng)量的增啟動(dòng)性能好普通定頻式空廣中還是按照既定的變頻節能大還要考慮噪音方面的問(wèn)題。合調器壓縮機為定頻啟動(dòng),啟動(dòng)瞬高端策略,表示將一直主推變頻理設計風(fēng)扇電機的轉速,可以提間電流可達正常運行電流的3~節能空調,定速方面只有極少量作高空調器的能效比。5倍左右,對電網(wǎng)沖擊大,消耗為輔助補充。其推出的變頻H系配管對節能效果也存在著(zhù)電能大,空調器的電氣元件也均列空調采用全進(jìn)口松下e渦旋變定的影響,配管內徑的選用影需要按此電流設計,造成很大的頻壓縮機,工作頻率和轉速可調響著(zhù)系統的流量大小?；貧夤軐速M;變頻空調器采用軟啟動(dòng),同時(shí)采用世界領(lǐng)先的直流變頻技壓縮機效率和整機制冷量有影在低頻范圍內低速啟動(dòng),啟動(dòng)電術(shù),使空調在工作中處于長(cháng)期穩響,排氣管對壓縮機輸入功率有流小,對電網(wǎng)沖擊小,同時(shí)可以定的低頻運轉,能效比達到5.0。影響,內外機連接管對空調器制有效地節約電能,在設計上也可C公司在空調正式實(shí)施能冷量有一定的影響,合理選擇回以節省材料費用。效標識制度的前一天,就在京宣氣管、排氣管、內外機連接管的自動(dòng)低頻維持普通定頻式布,從即日起停產(chǎn)所有能效比低管徑,可以減小管程中的阻力損空調器壓縮機轉速固定,靠壓縮于2.6的空調,全力主推能效比失和壓力降,從而提高整機系統機的開(kāi)機、停機來(lái)保持室內溫度4.0以上的雙高效空調產(chǎn)品,同的效率。的穩定效果;變頻式空調器是通時(shí)推出了雙效王,其獨有兩項國2.3運行中的節能控制過(guò)采用低頻率運轉來(lái)保持室內際高效專(zhuān)利技術(shù)及整合而成的它包含兩方面的內容:一方的溫度穩定,避免了壓縮機的頻3U高效優(yōu)化技術(shù),超靜音設計面,消費者使用空調器時(shí)所處的繁啟動(dòng),此時(shí)雖然制冷劑的循環(huán)備有兒茶素三合一過(guò)濾網(wǎng),三維運行工況絕大多數情況下不在減少,但室內外換熱面積并未改流線(xiàn)設計,能效比達到4.4,在定空調器的設計工況下,這就要求變,使空調器始終工作在高效的速空調中可謂首屈一指?？照{器在較寬的工況范圍內都狀態(tài)下,能效比大大改善,節電D公司在全國上下普遍推具有較高的效率。遺憾的是目前效果非常明顯,同時(shí)因為壓縮機廣節能的潮流下,推出了系列采用單點(diǎn)測試,評價(jià)空調器性能不再頻繁啟動(dòng),也延長(cháng)了壓縮機高能效空調,此公司的空調器最的方法對此沒(méi)有任何制約,處于的使用壽命大的特點(diǎn)就是強勁制冷熱。冷得失控狀態(tài)。另一方面,設備的出國內幾大廠(chǎng)家的高能快、熱得快,“強勁”功能為D公力與負載相適應是節能的常識,效空調器所采用的節能技術(shù)司空調特有的,充分滿(mǎn)足了顧客適用于任何設備與用能產(chǎn)品。對以及局限性剛開(kāi)機時(shí)對快速制冷、制熱的需于家用空調器來(lái)講,則是力求使面對嚴峻的用電形勢,國家求。該系列集高效節能技術(shù)、全空調器的制冷能力與用戶(hù)的熱開(kāi)始強制性推廣節能空調,再加健康技術(shù)、環(huán)保技術(shù)于一體,整負荷相協(xié)調,即所謂變容量調上現在消費者對家用空調消費機能效比3.4,省電高達30%以節。目前有變頻和變容兩種方的日趨理性,國內幾大空調巨頭上,主要采用了日本松下、東芝式,世界上廣泛使用的是變頻技也開(kāi)始主推高能效節能型空調中國煤化工音、更高效CNMHGvol.28№.9sep.2006第28卷第9期2006年9月崗郎節能技術(shù) Ener gy Conser vat i on Technol ogy采用了高效內外風(fēng)扇電機、熱交級的空調產(chǎn)品要提升到能效等級元器件,通過(guò)合理的系統優(yōu)化,換系統,實(shí)現室內室外雙靜音。1級,需要增加成本300500元,使空調器達到同等的能效比。E公司在國家沒(méi)有進(jìn)行強反映到市場(chǎng)上的價(jià)格大約是700參考文獻制性要求之前其節能指標就已元左右。這樣一來(lái),節能空調就會(huì )[空調發(fā)展的永恒主題一能耗與節能經(jīng)達到甚至高于國家標準,其推在價(jià)格上處于劣勢,盡管它在省EB/oL].慧聰網(wǎng)行業(yè)研究頻道出的定頻空調“節能王子”,其電方面有一定的優(yōu)勢,但相對較2006-01-20.能效比高達395,遠遠超過(guò)了大的價(jià)格落差致使消費者望而(2徐偉空調能耗及節能1(21中國建國家標準。節能王子運用各種高卻步,對于廠(chǎng)家來(lái)說(shuō),極有可能筑科學(xué)研究院空氣調節研究所科技技術(shù),對風(fēng)道系統及制冷流是開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的高效空調越多,其2005程系統進(jìn)行優(yōu)化設計,制熱時(shí)能在市場(chǎng)中的地位就會(huì )越來(lái)越處(312021.3204房間空氣調節器效比高達4.26,制冷時(shí)能效比于劣勢。能效限定值及能效等級[S]高達3.95((2451)Z)。它采用4展望[4劉衛華,郭憲民,黃虎,制冷空調多折式高效換熱器、優(yōu)質(zhì)的銅管隨著(zhù)社會(huì )和經(jīng)濟的發(fā)展,空新技術(shù)及進(jìn)展[M.北京:機械工及鋁箔,與普通空調相比加大了調和人們的工作與生活更加密切業(yè)出版社,2004熱接觸面積及換熱效率,大幅度相關(guān),隨之而來(lái)的空調能耗也越(宋避重節能、低噪、高效變頻空提高了空調的制冷(熱)效果,來(lái)越高,空調用電負荷也越來(lái)越科技,2004,Z使室內溫濕度更快地達到人們大,我們只有采取有效的節能技8周彬房間空調器高效節能技術(shù)分析需要的理想效果術(shù)才能解決用電緊張問(wèn)題,但我[J].制冷與空調,2003,3(4):4446.表1為上述幾大廠(chǎng)家典型節們在研究空調器的節能技術(shù)或措[7李山平文超,馬貞俊,空調能產(chǎn)品的一個(gè)基本情況,從表格施時(shí),不能一味的追求提高空調器用換熱器的表面處理一親水膜處中,我們可以看出,這幾個(gè)廠(chǎng)家都的能效比,而忽視成本。如上所理[].流體機械,2003,31:261通過(guò)采取節能技術(shù)達到或超過(guò)了述的節能技術(shù),它們的能效比相圖盧潔,李宇,劉勇,陳林,張華俊,家國家要求的能效標準,從技術(shù)角當高,但這也導致了成本和價(jià)格用空調壓縮機的發(fā)展趨勢[].流體度來(lái)說(shuō),他們的節能技術(shù)是行之的大幅度提高,所以這些節能高有效的,既達到了標準又緩和了效空調器只能定位在部分消費群9簡(jiǎn)建偉,空調器高能效節能技術(shù)及使我國的供電壓力。但是從他們的體中,不是廣大消費者所能接受用方法的研究[D.廣東工業(yè)大學(xué)碩售價(jià)來(lái)看,市場(chǎng)能否接受卻是個(gè)的,也就達不到真正意義上的節士學(xué)位論文.2003問(wèn)題。很顯然的是,這些節能空調電。為了更好地實(shí)現國家省電和家電變頻技術(shù)運用推廣利國利民的價(jià)格要比普通空調高很多。這消費者省錢(qián),在今后的研究工作(2200年中國家電變頻技術(shù)推廣些廠(chǎng)家在大幅度提升能效比的過(guò)中,應該考慮空調器的性?xún)r(jià)比,程中也使產(chǎn)品的成本和價(jià)格直線(xiàn)尋找一些降低成本的途徑,比如合理利用冷凝水來(lái)提高空調器的上升,一般來(lái)說(shuō)如果能效等級為3研究開(kāi)發(fā)一些新型的低成本的COP值[EB/L].統易裝飾家居網(wǎng)表1典型節能產(chǎn)品基本情況2005-06-20.[12薛京力,顧中平,高日新,李衛華廠(chǎng)家產(chǎn)品型號參考價(jià)(元)家用空調器節能技術(shù)分析].家用KFR-25GWKFR-35GW V( DBPZXF電器科技,2002.(5):57-59KFR-2588GWZBP1回顧思考希望:節能空調的昨天BKFR-3588GWZBP今天·明天[EB/OL].人民網(wǎng)KFR-27GW/S3F2005-0303KFR·35GWS3FKFR-26GW/ DUY-V2599[14變頻空調器特點(diǎn) EB/OL]. ht t p: //KFR.36 GW/ DUY·V3109ww ea 3w com 2005-06-03KFR-24GWE(2451)Z3.95307052005年中國空調行業(yè)流行趨勢分析KF-32GWE (3231) Z3101報告[EB/L].中華報告網(wǎng),2005注:價(jià)格僅供參考H中國煤化工CNMHG:864第28第9期200年9月Vol. 28 Nb. 9 Sep. 2006