制冷設(shè)備在深處高溫天氣中的創(chuàng)新應(yīng)用
隨著環(huán)境的加劇惡化，極端天氣越來越頻繁。2013 年的夏天可以說是史上最熱的一個夏天之一。各地持續(xù)“高燒不退”，身在上海，緊鄰黃浦江，卻感受不到江風(fēng)帶來的清涼感受。今夏上海宣布以44個35 ℃以上的高溫日結(jié)束。空調(diào)作為暑期降溫的必需品，一方面把清涼舒適帶給了眾人，另一方面也將面對迫待解決的耗能問題。為此，筆者結(jié)合自身的一些體驗，舉幾個小事例，管窺冷暖空調(diào)這一“萬花筒”。
空調(diào)的相背
不久前，我去一個發(fā)達國家的幾處城鄉(xiāng)觀光，那里分體式空調(diào)的安裝方式著實令我吃驚：無論單位和住戶，掛在屋外用來排熱風(fēng)的機體，其正面無一不朝著主人的房屋，反面無一不對著公共場所。所以空調(diào)一開，室外機排出的熱浪都撞向主人房屋的外墻，室外的行人由此避免或減輕了酷暑里的熱上加熱；而屋主，則都死心塌地，在整個夏季都把窗戶關(guān)得嚴(yán)嚴(yán)實實，好像不需要再打開似的。
不由對比我自己和在國內(nèi)所見的情況：空調(diào)的室外機的安裝方向都是與此截然相反的，即把熱浪排向公共場所，從不考慮室外行人的感受。因為這樣安裝，可以避免自己住房外墻的熱上加熱，使室內(nèi)的空調(diào)效果更好一些，自己更陰涼一些。
我不知道彼國空調(diào)安裝方式在那個國家里是否有例外，我也不能肯定我們國內(nèi)的空調(diào)安裝方式就無例外；但有一點是我必須正視，即把熱浪留給自己，是那個彼國多數(shù)人的選擇，把熱浪拋給公眾是我們多數(shù)國人的方法。這兩種空調(diào)安裝法在各自的國度里都已約定俗成，成為司空見慣的“生活景觀”。
要是沒有這一次的觀光，或許我至今對我們的空調(diào)安裝法安之若素，正如人應(yīng)該讓道于車，攤位應(yīng)該占領(lǐng)馬路，污水偷偷引入江河，廢氣不露痕跡地放上天空……等等，不會認為這種種其實都是我們在“初級階段”必須革除痼弊和陋習(xí)。
空調(diào)的相背，其實是社會規(guī)則和社會文明的相背。咱們國人尚需努力啊！
讓家用空調(diào)滴水管給空調(diào)外機“潑冷水”
酷暑來臨，空調(diào)開機時，這個“耗電大戶”拖著一條惱人的滴水“小尾巴”，常常會引起鄰里的糾紛。與此同時，外機的散熱片溫度高達80℃，無疑也增添了室外熱島反應(yīng)。據(jù)此，早在六年前，上海工程技術(shù)人員首創(chuàng)無動力空調(diào)節(jié)電裝置，徹底回收“小尾巴”冷凝水，用回收的冷凝水給空調(diào)外機“潑冷水”降溫，可達節(jié)電13 % 以上。
這項獲得專利的無動力節(jié)電裝置的技術(shù)特點是，它用PP環(huán)保材料注塑成型，僅靠4 只小螺絲掛在空調(diào)外機散熱片上，左右兩個接水孔，介入空調(diào)滴水管，內(nèi)部彎彎曲曲幾條導(dǎo)水槽，引導(dǎo)冷凝水自前端的10個出水口，緩慢而均勻地流經(jīng)散熱片，自然蒸發(fā)被高速旋轉(zhuǎn)的外機風(fēng)輪吸入后，帶走熱量，從而降低壓縮機負載，達到節(jié)能功效。如此往復(fù)，空調(diào)冷凝水進入“自循環(huán)”，無需任何外部動力，就能為空調(diào)消暑降溫，滴水“小尾巴”也被徹底根除
千萬別小看淅淅瀝瀝的空調(diào)冷凝水，以1.5匹空調(diào)為例，一小時產(chǎn)生的冷凝水超過1000克。“廢水”利用后，一晚上節(jié)電1.5 度。經(jīng)質(zhì)檢技術(shù)研究院測定，加裝這種無動力空調(diào)節(jié)電裝置，空調(diào)能效比至少提高1.5級。因此，上海楊浦區(qū)延吉街道曾有數(shù)百戶人家已經(jīng)用上了無動力節(jié)電器。
當(dāng)前，市場上庫存的低能效空調(diào)尚有千萬臺，這批庫存空調(diào)如能利用無動力節(jié)能裝置和技術(shù)加以改造，提高能效比后出售，亦不失為尋找到了一條較為理想的銷售途徑，于國于民于企業(yè)可謂“三得利”。
為中央空調(diào)吹霧送涼 “小神童”再顯神威
從上海科學(xué)院能源與環(huán)境研究發(fā)展中心獲悉，由上海科研人員研發(fā)的、曾在家用空調(diào)上成功運用的空調(diào)霧化冷卻節(jié)能裝置又有了升級版，已在上海電信、友誼商城等企業(yè)的中央空調(diào)外機上使用，節(jié)能效果可達20 % 。
“小神童”空調(diào)節(jié)能裝置采用的是國際首創(chuàng)的霧化冷卻技術(shù)，通過回收并霧化冷凝水對空調(diào)外機進行物理降溫，降低外機用電負荷。這項專利技術(shù)此前成功用于家用空調(diào)的外機。此后，該專利發(fā)明人、上科院能源與環(huán)境發(fā)展中心總工程師葛永樂等，又盯上了夏季“耗電大戶”中央空調(diào)，并進一步研發(fā)出了“小神童”的升級版——在中央空調(diào)外機上均勻地掛上多組“小神童”改用自來水作為霧化水源，合力給中央空調(diào)外機“降溫”。
首批單位——上海友誼商城安裝在大樓屋頂?shù)?4套101千瓦的風(fēng)冷式空調(diào)機組嘗試著掛上了霧化冷卻裝置，半年內(nèi)已取得了平均20 % 的節(jié)能效率。
靈活可變的除霜方式
多年來，風(fēng)冷空調(diào)器各種除霜方法一直存在不足之處，在制冷系統(tǒng)中，結(jié)霜是系統(tǒng)運行中常見的現(xiàn)象之一，當(dāng)蒸發(fā)器表面溫度低于零度時，換熱器表面會出現(xiàn)結(jié)霜現(xiàn)象，如不及時清除，難保制冷系統(tǒng)高效率運行。為此，尋求理想的除霜方法，制冷界一直在馬不停蹄地探索著。
數(shù)年前，南京的儲維工程師研制成功一種換熱器的除霜裝置，其特點是，在除霜過程中用除霜風(fēng)扇按原風(fēng)扇相反的方向送風(fēng)，強制空氣由非結(jié)霜側(cè)進入風(fēng)換熱器并向結(jié)霜側(cè)流動，將被加熱的空氣吹向結(jié)霜層。這一靈活并可逆轉(zhuǎn)風(fēng)扇的除霜方式獲得國家專利。
本發(fā)明是以如下方式完成的：在制冷機上安裝溫控開關(guān)或壓力開關(guān)，以及控制風(fēng)扇正、反轉(zhuǎn)的電路和機構(gòu)，當(dāng)制冷機進入除霜程序且制冷機系統(tǒng)內(nèi)的溫度或壓力滿足設(shè)定條件時，啟動風(fēng)扇反轉(zhuǎn)按原風(fēng)扇相反的方向送風(fēng)，即強制空氣由非結(jié)霜側(cè)進入風(fēng)換熱器并向結(jié)霜側(cè)流動，將被加熱的空氣吹向霜層，依靠對流、導(dǎo)熱、輻射融霜。
其靈活性又表現(xiàn)在：反轉(zhuǎn)風(fēng)扇的啟停也可以用時間控制；如果在除霜的過程中制冷機系統(tǒng)內(nèi)的溫度或壓力不能滿足設(shè)定條件時，風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動，依靠導(dǎo)熱、輻射兩種方式融霜；當(dāng)制冷機系統(tǒng)內(nèi)的溫度或壓力重新滿足設(shè)定條件時，風(fēng)扇又啟動按原風(fēng)扇相反的方向送風(fēng)，再次依靠對流、導(dǎo)熱、輻射三種方式融霜；一旦制冷機結(jié)束除霜程序時，反轉(zhuǎn)風(fēng)扇便逐漸停止轉(zhuǎn)動，適當(dāng)延時后風(fēng)扇重新正轉(zhuǎn)，恢復(fù)制熱工況。
鐵路虹橋站高溫天保持空調(diào)恒溫有“秘密”
——一半制冷來自百米地下
今夏破歷史記錄持續(xù)高溫，然而暑運天天火熱日均可發(fā)量達到11萬人次，接近上海站、上海南站兩站總和。對于采用單一站廳、候車室面積達到6.5萬平方米，而且最高處層高接近30米，立體空間體積達到180萬立方米。這樣一個龐大無比的“體積”對虹橋站來說，防暑降溫壓力最大。日前，當(dāng)室外溫度超過37℃的時候，在第九售票處用紅外線測溫槍測試7米高出風(fēng)口處溫度顯示21℃，購票隊伍中溫度顯示27.1℃。這一溫度讓候車大廳行色匆匆趕路的人不覺得熱，同時讓坐下來候車的旅客不覺得冷。
這么大的超高層建筑，又能取得夏季制冷的恒溫“秘密”在哪兒？如果靠老傳統(tǒng)的中央空調(diào)制冷設(shè)備是不行的，虹橋站是全國第一個大面積使用深井式地源熱泵機組制冷的火車站。熱泵機組中央空調(diào)系統(tǒng)制冷原理是以電為動力源，以水為媒介，進行冷熱交換。虹橋站共有7臺熱泵制冷機組，其中3臺是地源熱泵機組，也就是說，一半制冷量來自地下百米的深層土壤。據(jù)悉，虹橋站深達100米地下有近2000根細管道，中央空調(diào)系統(tǒng)制冷產(chǎn)生的熱量，通過這些細管道被傳到百米地下，和溫度較低的深層土壤進行熱交換，這樣，土壤中的冷量就能被用作地源熱泵制冷，而存入地底的熱量則被儲存起來，等到冬季需要取暖時還能循環(huán)利用。當(dāng)?shù)叵峦寥罍囟冗^高，地源熱泵會自動開啟報警裝置，防止熱量過量灌入地下，破壞土壤生態(tài)環(huán)境，這是最綠色環(huán)保的制冷手段。同時，虹橋站又會根據(jù)天氣情況，控制7臺制冷機組開啟情況。目前最多時只開啟6臺，所以，哪怕上海的氣溫繼續(xù)攀升，旅客來虹橋站乘坐高鐵，也不會因為室溫過熱而感覺不適。 |
