[制冷網]制冷技術的發展水平是衡量一個國家國民經濟和人民生活水平的重要標志。近年來隨著我國經濟的快速發展和人均生活水平的不斷提高，制冷行業獲得了極其迅猛的發展，但長期以來我國經濟增長仍是以資源高消耗和犧牲環境為代價的粗放型經濟增長模式。統計資料表明，我國現階段總能源利用率僅達歐美日等發達國家上世紀八十年代水平。制冷行業是國民經濟中大耗能行業之一，制冷裝置的能耗在我國總耗能中的比重還在逐年上升。因此，制冷裝置的節能就成為了我國節能工作中的重要一環，也成為我們制冷行業內重要的研究課題之一。
通過研究和生產實踐運用，我們認為：對制冷裝置進行科學合理的設計與匹配組成，并通過對系統主要運行參數進行精心、正確合理地的操作控制，就能使制冷裝置在最經濟合理的工況條件下安全可靠地運行，同時達到產冷量最大，耗功最省，運行效率最高的目的。
下面即簡略地談幾點在制冷設備的設計選型及運行控制中的節能技術方法，拋磚引玉，使廣大的制冷用戶，更經濟、合理、安全、節能地設計和使用制冷設備。
一、制冷設備主要組成配件的節能選型
1.1 制冷壓縮機的選擇
1.1.1溫度范圍
制冷設備設計中選擇壓縮機，首先應考慮制冷設備對制取溫度的要求，同時對用戶的用冷情況也應進行深入的調查了解，選擇適應溫度要求的中高溫壓縮機或低溫壓縮機。在第二代活塞式制冷壓縮機中，充分考慮了不同工況領域電機功率與氣體流量的不同，相同排量的中高溫壓縮機與低溫壓縮機是分別采用不同電機與閥板組合優化設計制造的。低溫壓縮機是決不允許應用于蒸發溫度大于-5℃以上的場合，以避免壓縮機電機過載;反之，在低溫領域若采用相同排量的高溫壓縮機，往往會因為電機效率下降、功率因素
降低、閥板余隙影響等造成制冷設備制冷量明顯減少、功耗增大，也是很不經濟的。
1.1.2制冷量
制冷量的大小將直接關系到工程設計的一次性投資、占地面積、能量消耗和運行經濟效果。通常制冷量的大小是根據用戶的熱負荷而定的。生產實際中情況千差萬別，通常應綜合優化考慮一次性投資與運行經濟效果。應當注意到，不同用戶的用冷規律不同，各地的能源價格不同，以及其它一些因素，都將影響設備的一次性投資與運行經濟效果所占的設計比重。因此，設計人員一定要充分調查當地的實際情況，進行系統經濟性技術分析，做出全面經濟合理的選擇，切不可只簡單地套用有關的公式數據來選擇確定。設計選擇上考慮不周，不僅會給制冷設備的操作維護造成困難、導致效率降低、能耗增大，而且可能造成事故產生嚴重損失。
1.1.3能量調節
通常壓縮機總是根據系統最大制冷量需求來選定的。在生產實際中，熱負荷是隨著外界條件而經常變化的，這就提出了對壓縮機應進行相應有效地調節，使其制冷量與外界熱負荷始終保持平衡，減少系統蒸發溫度與壓力的波動，從而相應減少被冷卻對象的溫度波動。
對于單臺壓縮機，最簡單的能量調節方式就是間歇運行，即當達到規定的溫度時，壓縮機停止運轉;當溫度升到規定上限時，壓縮機又將重新起動運轉。顯然這種方法只用于小型壓縮機，因為對于功率大于10kW的壓縮機，壓縮機電機的頻繁啟動會引起供電回路的電壓波動，影響其它設備的正常工作，同時壓縮機即使不很頻繁的多次重復啟動也總會對壓縮機產生致命的損傷隱患。
對于4缸以上的多缸系列壓縮機，多采用每檔關閉2缸的能量調節方式，基本上可以滿足實際生產中的調節要求，但從節能的角度看，這種調節方式顯然是不理想的，因為卸載缸雖不產生制冷壓縮工作了，但其活塞連桿仍在運動，仍存在機械運動磨耗，壓縮機的耗功幾乎保持不變，而非理想的隨制冷量同幅降低，這就使壓縮機在能量調節的部分負荷下運行并不能保持滿負荷下高效的COP值，尤其在50%負荷以下運行，壓縮機將更不經濟節能。
若采用熱氣旁通調節方式，即隨著系統熱負荷下降，吸氣壓力降低，當其低于旁通閥設定壓力差時，旁通閥打開使部分高壓制冷劑氣體直接旁通到吸氣管路，這樣既能防止吸氣壓力進一步降低，又能使壓縮機的凈制冷量下降。由于旁通能量調節中旁通的制冷劑，壓縮機對其做了功而其沒有產生有效冷量，何況旁通時吸氣溫度升高會造成壓縮機排氣溫度過高，可能還要通過損失制冷劑對吸氣管路進行噴液來消除，又進一步造成了壓縮機制冷量的損失，因此，從節能角度不提倡采用這種調節方法，這是很不經濟的。
另還有采用變頻調速裝置進行能量調節，從壓縮機使用的三相異步電機角度能很好解決制冷量與電機功率始終高效匹配的問題，但在一定高、低轉速范圍，活塞式壓縮機存在氣閥的開啟運動規律、潤滑油量等問題，且變頻調速裝置產生的一次性投資成本的增加也不易被接受。
通過生產運用實踐，我們逐步認識到多機并聯型系統，即在同一系統中采用多臺壓縮機并聯替代單臺大功率壓縮機，是實現制冷設備制冷量調節較為合理可靠的方法，能保證制冷設備在部分負荷下運行的高效率，實現節能運行，這對較大冷量的系統尤為有利。表1顯示了同樣系統分別采用1臺壓縮機與4臺壓縮機系統耗能的實驗研究對比結果。
表1 單臺與4臺壓縮機系統運行耗能的比較
100% 負荷75% 負荷50% 負荷25% 負荷
單臺系統耗能100%86%77%67%
4臺系統耗能100%75%50%25%
4臺系統節能0%11%27%42%
可見，當部分負荷越小，采用壓縮機的臺數越多時，則運行節能效果也將越顯著。同時系統中多機的逐臺啟動，避免了對電網過大的波動沖擊，綜合提高了制冷裝置運行的經濟性、安全性，而當多臺中的某臺壓縮機發生故障時，還可以進行單臺維修而系統仍然可以維持運行。
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