论文：制冷系统的节能与环保

论文：制冷系统的节能与环保 制冷系统的节能与环保 第一章:制冷技术与节能环保 可持续发展是一种科学的发展观，已被我国确立为国民经济和社会发展的一项基本战略。 可持续发展是国际上20世纪80年代以来形成的发展观念。它是既满足当代人的需要，又不损害后代人满足需要的能力的发展观念。其核心是实现人口、资源、环境、经济、社会五个因素的协调发展，使经济和社会的发展与资源和环境的保护互相协调一致。 1.1 历史上各种制冷手段与持续发展的关系 在人类社会繁衍发展的历史长河中，曾经利用各种手段满足持续发展的需要，其中包括利用天然的洞穴和冰雪保存食品和其他物品。早在3000年前，我国《诗经?豳风》中就有关于冰窖的诗句:“二之日凿冰冲冲，三之日纳于凌阴”，凌阴就是冰窖。这是人类利用天然冰制冷的最早记载。秦汉以后，天然冰在我国已应用于空气调节，据《艺文志》记载:“大秦国有五宫殿，以水晶为柱拱，称水晶宫，内实以冰，遇夏开放”。 由于经济和社会发展的需要，在现代制冷方式出现之前，各种天然制冷手段得到了推广应用。在近代，由于制冷的天然冰和雪的贸易在欧洲和美国发展起来。到19世纪下半叶美国实现了天然冰的收集、储存和运输的工业化和机械化，在1899年采集和利用了将近2500万吨天然冰。当时，英国工人就是依靠天然冰储存和远洋运输的进口肉类改善了生活[1]。 1.2 现代制冷技术与可持续发展的关系 近百年来，随着现代经济的发展，各种机械制冷方式得到了迅速的发展，从冷藏和空调需要的降温到气体液化和航天需要的低温满足了经济和社会发展对于冷源的需求，基于制冷技术的现代食品冷藏链和空气调节系统改善了人类的生活。自1930年代以来，含氯卤代烃类衍生物CFCs和HCFCs曾经是主要的制冷工质。但是，这些制冷工质对于生态环境产生了破坏大气臭氧层并增强温室效应的严重危害。同时，制冷技术的应用也带来了大量的能源消耗，增加了二氧化碳等温室效应气体的排放。自1980年代以来，为了实现可持续发展世界各国进行了协调来保护地球上的资源和环境[2]。在1987年的加拿大蒙特利尔会议上世界各国签署协议限制CFCs和HCFCs类制冷工质以及哈隆等14种破坏臭氧层物质ODS的使用，在后续的一系列会议中制定了逐步淘汰ODS的时间 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 。1992年在巴西里约热内卢的各国首脑会议上签署的关于气候变化的框架协议中确认:“人类的活动确已增加了大气中温室效应气体的浓度，并导致地球表面和大气变暖，对自然界的生态系统和人类产生了不利的影响”。随后，在1997年的日本京都会议上世界各国签署协议减少二氧化碳等8类使地球升温物质的排放，并将替代CFCs和HCFCs的HFCs物质列入限控物质清单中。 2 制冷系统节能与环保措施 如上所述，制冷技术是现代经济和社会繁荣发展的一项技术基础。同时，也带来了严峻的能源和环境问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，不利于经济和社会的可持续发展。为此，世界各国正在限制和逐步淘汰CFCs和HCFCs等破坏大气臭氧层物质的使用、减少二氧化碳和CFCs、HCFCs、HFCs等使地球升温物质的排放、提高制冷和空调系统的能源利用率。我国应根据自己特点，从制冷工质、制冷循环、能源利用和绿色建筑 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 应用等各个方面采取措施，按可持续发展的要求发展制冷技术。 2.1 采用有益于环境的制冷工质 目前世界各国已淘汰CFCs类制冷工质的使用，采用HCFCs类和HFCs类制冷工质作为过 渡性的替代物。同时，也使用水、氨、二氧化碳和烃类等有益于环境的天然制冷工质。表1 列出一些作为替代物的HCFCs类和HFCs类制冷工质特性数据[3]。 -13)发布的“消耗臭氧层物质(ODS)表2为我国国家环境保护总局公告(2004-9 替代品推荐目录(第一批)”[4]。 2.2 开发高效的制冷和热泵循环、进行制冷和空调系统的优化设计 这是提高制冷和空调系统的能源利用率的基本措施，包括以下各个方面: 采用高效的劳伦茨循环[5]、斯特林循环[6]、二氧化碳的跨临界循环[7]、多级压缩循环[8]和三效吸收式循环[9]、[10]，提高制冷和热泵循环的性能; 采用高效的制冷压缩机和配套另部件，提高制冷和热泵机组的性能; 采用多机头[11]、变频[12]、[13]或数码控制，提高制冷和空调系统的部分负荷性能; 采用大温差小流量的空调水系统[14]，实现空调系统的节能运行; 采用先进的计算机辅助软件，进行制冷和空调系统的仿真[15]和优化设计。 随着我国的改革开放和加入WTO，我国已成为制冷和空调设备生产和应用的大国，我国的电冰箱和房间空调器的产量已居世界首位，我国出口的制冷和空调设备已成为世界市场的畅 销产品。但是，某些产品的能源效率还比较低，某些制冷压缩机和关键配件的自给率也比较低。我国应根据自己的特点扬长避短，整合近十多年来快速发展所形成的技术优势，开发高效的制冷和热泵循环、进行制冷和空调系统的优化设计，制造品质优良的、有自己特色的制冷和空调设备。 2.3 利用各种可再生能源 中华人民共和国可再生能源法，已于2005年2月28日由第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过，适用于风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源的开发利用。 在我国已经有地热发电和潮汐发电的成功先例，现在上海市的奉贤、南汇和崇明三地的风力发电场已经投入运行，总装机容量为2.44万kW，并已着手筹划在东海大桥附近和崇明二地建设总装机容量达15万kW的海上风力发电场。因此，制冷和空调设备已可利用这种绿色电力来驱动。 利用地热能和太阳能作为供热和空调系统的热源已在我国广大地域推广应用，取得了一定的成效。近年来进行了大量的应用基础研究，降低初投资、保护地热区域环境和做好太阳能蓄能等全天侯利用是研究的热点。 2.4 利用各种余热资源，实现能源综合利用 利用制冷循环排放的冷凝热，实现制冷循环内部的回热利用是行之有效的提高能源利用率的基本措施，已在各种制冷和空调系统得到推广应用。利用天然冷源， 如通风冷却和Free cooling，也是实现能源综合利用的基本措施。通过制冷技术实现余热利用和能源综合利用包括下列各个方面: 利用各种余热资源驱动吸收式制冷和热泵机组[16]、[17]; 利用发电过程的余热驱动吸收式制冷机组，推广热电联供系统[18]、[19]; 推广以燃气轮机和燃气发动机为原动机的汽电共生系统和分布式发电系统，实现冷热电三联供和能源梯级利用[20]; 利用吸收式制冷技术“移峰填谷”，平衡燃气供应负荷，减小电网负荷的峰值; 利用冰蓄冷技术“移峰填谷”，平衡电网负荷，提高发电系统的满负荷工作时间[21]、[22]。 第二章:制冷系统的节能 1 制冷系统运行与管理中的节能问题 现代工业社会的迅速发展，人类肆无忌惮的追求舒适生活的活动，大量地挥霍和浪费了各种自然资源和能源，造成自然资源和能源越来越紧张的局面。据有关资料报道，我国供热制冷每年消耗40%的能源。因此，如何充分利用资源和节约能源，是制冷行业值得研究的课题之一。 1.1 制冷机运行与管理中，应尽量降低冷凝温度。 蒸发温度不变，冷凝温度越高，制冷机的单位耗功越大，单位制冷量越小。在制冷机实际操作和管理中，可采用以下方法降低冷凝温度: 1..1.1 增加冷凝器的冷却水量，降低冷却水的水温;对于风冷式冷凝器，可增加冷却风量;对于蒸发式冷凝器，可增加冷却水量或增加冷却风量。 1.1.2 冷凝器应定期清洁除垢，经常放空气、放油。因为不凝性气体会占据一定的空间，减少冷凝器换热面积，影响传热。水垢和油的导热系数都较小，在传热表面形成热阻，会使冷凝温度升高。 1.1.3 冷凝器设计和安装位置应有利于通风。冷凝器布水应均匀。冷却塔布水亦应均匀。 1.1.4 风冷空调机的室外机周围应有足够的通风空间，安装位置应尽量避免太阳直晒。 1.1.5 大型制冷机，若条件允许，可利用夜间开机。一方面，夜间环境温度较低，有利于降低冷凝温度;另一方面，可利用夜间低谷用电价格，不但降低制冷成本，而且能平衡电网负荷。有些单位开发的冬季供暖储热装置和储冷式制冷机都有利于节能，有推广价值。 1.1.6 制冷系统的设计应合理，冷凝器的选择应适当。 1.2 制冷机运行与管理中，应保持适当的蒸发温度，防止制冷系统蒸发温度过低。在冷凝温度一定的情况下，蒸发温度越低，制冷机的单位制冷量越小，单位耗功越大。制冷机实际运行中，由于各种原因，导致制冷机在蒸发温度过低的条件下运行，为了防止这种不利情况发生，可从以下方面改进: 1.2.1 合理匹配制冷机的制冷能力与制冷负荷。根据制冷负荷大小适当调整制冷压缩机的运行台数。还可使用容量调节装置调节制冷压缩机的制冷量，当蒸发温度过低时，可适当减少制冷压缩机的工作缸数。 1.2.2 经常检查节流阀开启度是否适当，是否有堵塞现象，必要时进行调整和清洗。浮球阀的过滤器和氨泵供液系统的氨泵过滤器应定期清洗，氟利昂系统的 干燥过滤器也应定期清洗。 1.2.3 保证蒸发器供液适量。应根据制冷负荷变化情况适度调节所需制冷房间蒸发器的供液量。若制冷系统制冷剂太少，应灌注制冷剂。 1.2.4 根据蒸发器结霜情况，选择适当的方法适时进行除霜，因为霜层太厚影响蒸发器的传热效果。 1.2.5 制冷系统的低压蒸发器应定期放油、放空气。氨制冷系统可采用热氨冲霜的方法清除蒸发器中的油。低压循环桶和排液桶也应定期放油。 1.2.6 转变观念，保持需要制冷或空调房间适度的温度。一般情况下，蒸发温 ?,10?。冷库或空调房间的温度并非越低度应比需要制冷房间的空气温度低8 越好，因为室温越低，所需制冷系统的蒸发温度就越低，耗功增加。空调房间夏天不应使温度过低，室温保持在26?,28?为宜，室温过低，一方面浪费能源，另一方面不利于健康。冷库库房温度也不应过低，库温过低，一方面增加耗功，另一方面，降低制冷量。 1.3 制冷系统运行与管理中，应保持蒸发温度、冷凝温度和制冷负荷相适应。在制冷机的实际运行中，外界环境温度是不断变化的，热负荷是不断变化的，因此，冷凝温度和蒸发温度也是不断变化的，制冷机的制冷量也是不断变化的。制冷系数是制冷量与耗功的比值，是衡量制冷机运行经济合理性的主要经济指标。制冷系数越大，制冷机运行的经济性越好，节能效果越好。而制冷系数又是蒸发温度与冷凝温度的函数。因此，要想提高制冷系数，就必须合理调整制冷系统参数。 ?,10?，冷 1.3.1 合理调整制冷机运行参数。蒸发温度一般应比库房温度低8凝温度般应比冷却介质的温度高3?,5?。根据热负荷、蒸发温度和冷凝温度计算压缩机的制冷 量，确定需投入运行的压缩机台数。实际操作中，一般根据绝对压力比确定是采用单级压缩还是双级压缩。绝对压力比?8，采用双级压缩;绝对压力比,8，采用单级压缩。 1.3.2 合理调整中间压力和中间温度。中间压力和中间温度与冷凝温度、蒸发温度以及高低压机的容积比有关。值得注意的是，在实际操作中，必须保持中间冷却器的正常液面。这不仅有利于降低高压机排气温度，防止积碳形成，而且有利于降低节流阀前制冷剂液体的温度，提高单位制冷量，提高制冷系数。 1.3.3 氨制冷系统中，节流阀前液体再冷却温度一般比中间温度高5?,7?。低压机和单级压缩机的吸气温度应比蒸发温度高5?,15?。 1.3.4 冷凝压力应与冷凝温度相适应。若冷凝压力过高，应检查高压系统有关阀门是否开启，进行放空气、放油，加大冷却水量和冷却风量，降低冷却水温，减少热负荷，合理配 置冷凝器。 1.3.5 蒸发压力应与蒸发温度相适应。空调系统和中温中压制冷系统，蒸发压力一般高于大气压，这有利于防止空气进入制冷系统。对于需要低温的场所，可根据实际情况选配多级压缩制冷机、深冷制冷机或低温制冷装置。 1.4 制冷空调暖通 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 中的水泵和风机应采用变频、PLC 新技术进行控制。这有利于实现系统自动化控制，有利于节约能源，降低运行成本。这种先进的控制技术，在小型家用空调和商用空调中应用得较多，大型制冷空调工程和采暖工程中推广较慢，因设备投资较大。 1.5 制冷系统中，制冷压缩机一般按最大功率工况选配电机，为了安全运行， 这是正确的。但实际运行中，制冷工况是不断变化的，配合式双级压缩机的低压机的电机往往负荷较低，导致电机功率因数低，为了节能，可按实际工况计算低压机电动机功率并考虑安全系数。选配电动机，以提高低压机电机的功率因数。对于其他长期处于低负荷运行，功率因数较低的电机，可选配电机节电器提高功率因数。电机节电器采用微处理器数字控制技术，控制瞬变电压和谐波电流，在不改变电机转速的情况下，动态调整电机运行过程中的电压和电流，减少电机铁损和铜损，合理匹配输出转矩与负荷，减少温升和噪音，并具有软起动功能。 1.6 制冷空调系统的循环冷却水和空调暖通系统的冷热水都应采取水处理措施。这对于防止系统中换热器结垢，提高传热系数，降低冷凝温度，提高制冷系数或能效比，延长设备使用寿命是有利的。近年来，全自动软水器应用较多，软化水效果较好并能实现自动控制。大型锅炉水质要求高，可根据实际情况采用微滤(MF)、软化、超滤(UF)、纳滤(NF)、反滲透(RO)或EDI 技术，进行水处理。 1.7 制冷空调系统的低温低压设备、管道和阀门应采用优质绝热材料和防水材料进行隔热处理。设备、管道和阀门绝热层厚度应符合设计要求。冷库绝热材料及绝热层厚度、防水材料及防水层厚度应符合设计要求。在运行管理中，冷库门要及时关闭，尽量减少冷量损失。 空调房间可安装双层玻璃窗，利于节能。 1.8 空调系统中，热回收机组可以将冷凝器放出的热量进行回收，回收热量是制冷机制冷量的30%，达到了制冷和热水两用的节能效果。这既减少了向外界环境热量排放，又提高了能源利用率，降低了压缩机排气温度，延长机组使用寿命。 1.9 地源空调热泵技术是一种环保节能的供热制冷新技术。它可利用地下土壤和地下水中的热能，冬季制热，夏季制冷并能同时提供卫生热水，节约电能30%,50%，采用环保型制冷剂，不污染环境，对大气臭氧层无破坏作用，运行费用低，是一种有发展前途的新型制冷技术。 1.10 中央空调通风系统应采用全热量回收风机，有利于节约能源。 1.11 制冷系统中，设置节能热交换器，使节流阀前液体再冷却，可提高单位制冷量，提高制冷机的性能系数COP(或EER)，有利于系统节能。 1.12 对于某些制冷工质，如R134a、CO2、R22，采用回热循环，有利于提高制冷机的性能系数，有利于系统节能，有利于改善制冷压缩机的工作条件。 1.13 应用现代计算机技术、通信技术、可编程逻辑控制技术、网络互联技术，实现制冷系统各子系统的自动化集中控制，有利于制冷系统节能。 1.14 制冷系统，采用多级压缩循环，可降低压缩比、提高制冷机制冷量，有利于系统节能。 制冷系统的环保 2 制冷系统运行与管理中的环保问题近年来，随着现代工业的发展，各种各样的环境污染越来越严重，空气、水、土壤、动物、植物和人类本身都饱受了环境污染的侵害。人类只有一个地球，地球是人类生存的自然环境，因此，保护环境是全人类共同的责任。制冷空调行业同样存在环境污染问题，同样负有环境保护的责任。 2.1 制冷空调系统中，制冷工质的选择应遵循环境保护原则。制冷工质(制冷剂)，是在制冷系统中循环并不断发生状态变化的物质。制冷机是基于制冷工质的状态变化制取冷量的。制冷工质的选择不仅要考虑其热力、物理、化学性质， 制冷工艺的要求和安全要求，而且还应满足环保要求。制冷工质不应污染空气、水、土壤，不应污染动物和植物，不应破坏臭氧层。根据世界各国达成的《蒙特利尔协议书》和《京都协议》，发达国家到2030 年应全面禁用氟利昂，发展中国家应于2040 年淘汰氟利昂。目前，我国蒸汽压缩式制冷机中，很大一部分仍使用氟利昂制冷工质，制冷工质的替换问题仍是任重道远。值得欣慰的是，我国制冷空调业已开始关注环保问题。环保制冷工质R407C，R410A 和R134a 已开始替代氟利昂。 2.2 制冷系统运行管理中，应尽量减少空气污染。制冷系统是一个密闭系统，不应有泄漏。制冷系统安装过程中，要严格做好排污、试压、试漏、系统抽真空和灌注制冷剂工作。制冷机检修过程中，检修前和检修后都应抽真空，尽量减少制冷剂直接排放大气，否则，既浪费了制冷剂，增加运行成本，又造成环境污染，损害人的身体健康。在实际运行中，大中型制冷系统，应经常检漏，消除泄漏隐患，减少空气污染。 2.3 制冷空调系统应定期清洁风道、滤网，防止灰尘、病毒和细菌污染空气。据有关资料报道，国家卫生部对公共场所中央空调通风系统卫生状况调查结果表明，90,以上达不到国家卫生标准，主要原因是通风系统内部未得到及时有效的清洗，积存的尘埃太多，导致微 生物数量超标。 2.4 中央空调系统应有新风装置，采用全热量回收风机，既可保持空调房间内空气新鲜，又节能。 2.5 空调行业应采用多种环保技术，例如，光氢离子化、光触媒滤网、臭氧、负离子、银离子空气净化技术，消除甲醛等化学污染，消除病毒、细菌、霉菌、军团菌等微生物污染，消除烟雾及颗粒污染，消除噪音及放射污染。空调不仅要解决空气温度和湿度问题，还应解决空气净化问题，营造一个安全、健康和舒适的工作和居住环境。