制冷設備在深處高溫天氣中的創新應用
隨著環境的加劇惡化，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“高燒不退”，身在上海，緊鄰黃浦江，卻感受不到江風帶來的清涼感受。今夏上海宣布以44個35 ℃以上的高溫日結束。空調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，筆者結合自身的一些體驗，舉幾個小事例，管窺冷暖空調這一“萬花筒”。
空調的相背
不(bu)久(jiu)前，我去一個(ge)發達國家的(de)(de)(de)幾(ji)處(chu)城(cheng)鄉觀(guan)光，那(nei)里分體式(shi)空(kong)調(diao)的(de)(de)(de)安裝方式(shi)著(zhu)實(shi)令我吃(chi)驚：無(wu)論單位(wei)和住戶，掛在(zai)(zai)屋外用來排(pai)熱(re)(re)(re)風的(de)(de)(de)機體，其正面無(wu)一不(bu)朝著(zhu)主(zhu)人的(de)(de)(de)房屋，反面無(wu)一不(bu)對著(zhu)公共場所。所以空(kong)調(diao)一開，室外機排(pai)出的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)浪都撞向主(zhu)人房屋的(de)(de)(de)外墻，室外的(de)(de)(de)行(xing)人由此避免或減(jian)輕(qing)了酷暑里的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)上加熱(re)(re)(re)；而屋主(zhu)，則都死心塌地，在(zai)(zai)整個(ge)夏季都把(ba)窗戶關(guan)得(de)嚴嚴實(shi)實(shi)，好像不(bu)需(xu)要再打開似的(de)(de)(de)。
不(bu)由對比(bi)我(wo)自(zi)己和在國內所(suo)見的(de)(de)情況：空調(diao)的(de)(de)室(shi)外機的(de)(de)安(an)裝方向都是(shi)與此截然相反的(de)(de)，即把熱浪(lang)排(pai)向公共(gong)場(chang)所(suo)，從不(bu)考(kao)慮(lv)室(shi)外行(xing)人的(de)(de)感受。因為(wei)這樣安(an)裝，可以避免(mian)自(zi)己住(zhu)房外墻的(de)(de)熱上加熱，使室(shi)內的(de)(de)空調(diao)效果更好一些(xie)，自(zi)己更陰涼一些(xie)。
我(wo)不知道彼(bi)(bi)國(guo)(guo)(guo)空(kong)調(diao)(diao)安裝方(fang)式(shi)在(zai)那個國(guo)(guo)(guo)家里是否有例外，我(wo)也不能肯定(ding)我(wo)們國(guo)(guo)(guo)內的空(kong)調(diao)(diao)安裝方(fang)式(shi)就無例外；但有一點是我(wo)必須(xu)正視(shi)，即把熱(re)浪留給自(zi)己(ji)，是那個彼(bi)(bi)國(guo)(guo)(guo)多數人的選(xuan)擇，把熱(re)浪拋(pao)給公(gong)眾是我(wo)們多數國(guo)(guo)(guo)人的方(fang)法。這兩(liang)種空(kong)調(diao)(diao)安裝法在(zai)各自(zi)的國(guo)(guo)(guo)度里都已(yi)約定(ding)俗成(cheng)，成(cheng)為司空(kong)見慣的“生活景觀”。
要是沒(mei)有這(zhe)一次的觀(guan)光，或(huo)許我(wo)至今對我(wo)們的空(kong)調(diao)安(an)裝法安(an)之若素，正如人應(ying)該讓道(dao)于車，攤(tan)位(wei)應(ying)該占領馬路，污水偷(tou)偷(tou)引入江(jiang)河，廢(fei)氣不露痕跡地放上天空(kong)……等(deng)等(deng)，不會(hui)認(ren)為這(zhe)種(zhong)種(zhong)其實都是我(wo)們在“初級階段”必須革除痼弊和陋習。
空調的相(xiang)背(bei)，其實是社會規(gui)則和社會文明的相(xiang)背(bei)。咱們國人(ren)尚需(xu)努力啊！
讓家用空調滴水管給空調外機“潑冷水”
酷暑來(lai)臨，空(kong)調開機(ji)時(shi)，這個(ge)“耗電(dian)大(da)戶”拖著一條惱人的滴水“小(xiao)尾巴”，常常會(hui)引起鄰里的糾紛。與此(ci)同時(shi)，外(wai)機(ji)的散熱(re)片(pian)溫度高達80℃，無疑(yi)也增添(tian)了室外(wai)熱(re)島(dao)反(fan)應。據此(ci)，早在六年前(qian)，上海工(gong)程技術人員首創無動力空(kong)調節電(dian)裝置，徹(che)底回(hui)收“小(xiao)尾巴”冷凝(ning)水，用(yong)回(hui)收的冷凝(ning)水給空(kong)調外(wai)機(ji)“潑冷水”降溫，可達節電(dian)13 % 以上。
這(zhe)項(xiang)獲得專利的(de)(de)無動力節電(dian)裝置的(de)(de)技(ji)術特點是，它用PP環(huan)保材料注塑成型，僅靠4 只小螺絲掛在空調(diao)外(wai)機散(san)(san)熱片(pian)上(shang)，左(zuo)右兩個接水(shui)孔(kong)，介入(ru)空調(diao)滴水(shui)管，內部彎彎曲曲幾條導水(shui)槽，引導冷(leng)凝水(shui)自前端(duan)的(de)(de)10個出水(shui)口，緩慢(man)而(er)均勻地(di)流經散(san)(san)熱片(pian)，自然蒸發被(bei)高(gao)速旋轉的(de)(de)外(wai)機風(feng)輪吸(xi)入(ru)后，帶走熱量，從而(er)降(jiang)低壓縮(suo)機負載，達到(dao)節能(neng)功效。如此往復，空調(diao)冷(leng)凝水(shui)進(jin)入(ru)“自循環(huan)”，無需任何外(wai)部動力，就能(neng)為(wei)空調(diao)消(xiao)暑降(jiang)溫，滴水(shui)“小尾巴”也被(bei)徹底根除
千萬別小(xiao)看淅(xi)淅(xi)瀝瀝的空調冷(leng)凝水(shui)，以(yi)1.5匹空調為例，一小(xiao)時產生(sheng)的冷(leng)凝水(shui)超過1000克。“廢(fei)水(shui)”利用后，一晚上(shang)節電(dian)1.5 度。經(jing)質檢技術研究院測(ce)定，加裝這種(zhong)無動(dong)力空調節電(dian)裝置(zhi)，空調能效比(bi)至(zhi)少提(ti)高1.5級(ji)。因此(ci)，上(shang)海楊浦(pu)區延吉街道曾有數百戶人家已經(jing)用上(shang)了無動(dong)力節電(dian)器。
當前，市(shi)場上庫存(cun)的低能效空(kong)調尚(shang)有(you)千萬臺(tai)，這批(pi)庫存(cun)空(kong)調如能利用無動力節能裝置和技術加(jia)以改造，提高能效比后(hou)出售，亦不失為尋找(zhao)到(dao)了一條較為理(li)想的銷售途徑，于(yu)國于(yu)民于(yu)企業(ye)可謂“三(san)得(de)利”。
為中央空調吹霧送涼 “小神童”再顯神威
從(cong)上(shang)海(hai)(hai)科學院(yuan)能(neng)(neng)源與(yu)環境研究發展中心(xin)獲悉，由上(shang)海(hai)(hai)科研人員研發的、曾在家用(yong)空(kong)調(diao)上(shang)成(cheng)功(gong)運用(yong)的空(kong)調(diao)霧化(hua)冷卻節(jie)(jie)能(neng)(neng)裝置又有了升級(ji)版，已在上(shang)海(hai)(hai)電(dian)信、友誼商城等企(qi)業的中央空(kong)調(diao)外機上(shang)使用(yong)，節(jie)(jie)能(neng)(neng)效果可達20 % 。
“小神童(tong)”空(kong)調(diao)節(jie)能裝(zhuang)置(zhi)采(cai)用的是國際首創的霧化(hua)冷卻技術，通過回收并霧化(hua)冷凝水對空(kong)調(diao)外(wai)機進(jin)行物理(li)降(jiang)溫，降(jiang)低外(wai)機用電(dian)負(fu)荷。這項專(zhuan)利技術此前成功(gong)用于家用空(kong)調(diao)的外(wai)機。此后，該專(zhuan)利發(fa)明人(ren)、上科院能源與環(huan)境發(fa)展(zhan)中(zhong)心(xin)總工程師葛永(yong)樂等，又盯上了夏季“耗電(dian)大戶”中(zhong)央(yang)空(kong)調(diao)，并進(jin)一(yi)步(bu)研發(fa)出了“小神童(tong)”的升級(ji)版——在中(zhong)央(yang)空(kong)調(diao)外(wai)機上均勻地(di)掛上多組“小神童(tong)”改用自來水作為霧化(hua)水源，合力(li)給中(zhong)央(yang)空(kong)調(diao)外(wai)機“降(jiang)溫”。
首(shou)批單位——上海友誼商城(cheng)安(an)裝(zhuang)在(zai)大(da)樓屋頂的14套101千(qian)瓦(wa)的風(feng)冷(leng)式(shi)空(kong)調(diao)機組嘗試著掛(gua)上了霧化冷(leng)卻(que)裝(zhuang)置(zhi)，半年內已取得了平均20 % 的節能效率。
靈活可變的除霜方式
多(duo)年(nian)來，風(feng)冷空調器各(ge)種除霜方(fang)法一直存(cun)在不足(zu)之(zhi)處，在制(zhi)(zhi)冷系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)中，結(jie)霜是系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)運行中常見的(de)現象之(zhi)一，當蒸發器表面(mian)(mian)溫度(du)低于零度(du)時(shi)，換熱器表面(mian)(mian)會出現結(jie)霜現象，如不及時(shi)清除，難保(bao)制(zhi)(zhi)冷系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)高效(xiao)率運行。為此，尋求(qiu)理想的(de)除霜方(fang)法，制(zhi)(zhi)冷界一直在馬不停蹄地探索(suo)著(zhu)。
數(shu)年前，南京(jing)的(de)(de)(de)儲維工程(cheng)師研制(zhi)(zhi)成功一種換熱器的(de)(de)(de)除(chu)霜(shuang)(shuang)裝置，其(qi)特點是(shi)，在除(chu)霜(shuang)(shuang)過程(cheng)中(zhong)用除(chu)霜(shuang)(shuang)風(feng)扇(shan)按原風(feng)扇(shan)相(xiang)反的(de)(de)(de)方向(xiang)(xiang)送風(feng)，強制(zhi)(zhi)空(kong)氣由非結霜(shuang)(shuang)側進入風(feng)換熱器并向(xiang)(xiang)結霜(shuang)(shuang)側流動(dong)，將(jiang)被加(jia)熱的(de)(de)(de)空(kong)氣吹向(xiang)(xiang)結霜(shuang)(shuang)層。這一靈活并可逆轉(zhuan)風(feng)扇(shan)的(de)(de)(de)除(chu)霜(shuang)(shuang)方式獲得國家專(zhuan)利(li)。
本(ben)發明(ming)是以(yi)如(ru)下方式完成的(de)(de)：在制冷機上安(an)裝(zhuang)溫(wen)控開(kai)關或壓力(li)開(kai)關，以(yi)及控制風(feng)扇(shan)正、反(fan)(fan)轉(zhuan)的(de)(de)電路和(he)機構(gou)，當制冷機進入除霜程(cheng)序且制冷機系統內的(de)(de)溫(wen)度或壓力(li)滿足(zu)設定條件(jian)時，啟動(dong)風(feng)扇(shan)反(fan)(fan)轉(zhuan)按原風(feng)扇(shan)相(xiang)反(fan)(fan)的(de)(de)方向(xiang)(xiang)(xiang)送風(feng)，即強(qiang)制空氣(qi)由(you)非結(jie)霜側進入風(feng)換(huan)熱器并向(xiang)(xiang)(xiang)結(jie)霜側流動(dong)，將被加熱的(de)(de)空氣(qi)吹(chui)向(xiang)(xiang)(xiang)霜層，依靠對(dui)流、導(dao)熱、輻射融(rong)霜。
其靈活性又(you)(you)表(biao)現在(zai)：反(fan)轉風(feng)(feng)扇的(de)(de)啟(qi)停(ting)也可以用時間控(kong)制(zhi)；如果在(zai)除霜的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)制(zhi)冷(leng)機系統內(nei)的(de)(de)溫度(du)或壓力不能滿足設(she)定條(tiao)件時，風(feng)(feng)扇停(ting)止轉動，依(yi)靠導(dao)熱、輻射(she)兩種方式(shi)融霜；當(dang)制(zhi)冷(leng)機系統內(nei)的(de)(de)溫度(du)或壓力重新(xin)滿足設(she)定條(tiao)件時，風(feng)(feng)扇又(you)(you)啟(qi)動按原風(feng)(feng)扇相反(fan)的(de)(de)方向(xiang)送風(feng)(feng)，再次(ci)依(yi)靠對流、導(dao)熱、輻射(she)三種方式(shi)融霜；一旦(dan)制(zhi)冷(leng)機結束除霜程(cheng)序(xu)時，反(fan)轉風(feng)(feng)扇便逐漸(jian)停(ting)止轉動，適當(dang)延時后(hou)風(feng)(feng)扇重新(xin)正轉，恢復制(zhi)熱工(gong)況。
鐵路虹橋站高溫天保持空調恒溫有“秘密”
——一半制冷來(lai)自(zi)百米地(di)下
今夏(xia)破歷史記(ji)錄持續高溫(wen)，然而暑運(yun)天(tian)(tian)天(tian)(tian)火(huo)熱(re)日(ri)(ri)均可發量達(da)(da)到(dao)11萬(wan)(wan)人次(ci)，接近(jin)上(shang)海(hai)站、上(shang)海(hai)南站兩站總和(he)。對于采(cai)用單一站廳(ting)、候(hou)車(che)(che)室(shi)面(mian)積達(da)(da)到(dao)6.5萬(wan)(wan)平方米(mi)，而且最高處(chu)(chu)層高接近(jin)30米(mi)，立體(ti)空間體(ti)積達(da)(da)到(dao)180萬(wan)(wan)立方米(mi)。這樣一個龐大無比的“體(ti)積”對虹橋站來(lai)說(shuo)，防暑降溫(wen)壓(ya)力最大。日(ri)(ri)前，當室(shi)外溫(wen)度(du)超過37℃的時候(hou)，在第九售票處(chu)(chu)用紅外線(xian)測溫(wen)槍測試(shi)7米(mi)高出風(feng)口處(chu)(chu)溫(wen)度(du)顯(xian)示(shi)21℃，購票隊伍(wu)中溫(wen)度(du)顯(xian)示(shi)27.1℃。這一溫(wen)度(du)讓候(hou)車(che)(che)大廳(ting)行(xing)色匆(cong)匆(cong)趕路的人不覺得熱(re)，同時讓坐下來(lai)候(hou)車(che)(che)的旅客不覺得冷(leng)。
這(zhe)(zhe)么大的(de)(de)超高層(ceng)(ceng)建筑，又能取得夏季制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)恒(heng)溫(wen)“秘密”在哪(na)(na)兒(er)？如果靠老傳(chuan)統(tong)的(de)(de)中(zhong)(zhong)央空調(diao)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)設備(bei)是(shi)(shi)不(bu)(bu)行的(de)(de)，虹(hong)橋(qiao)(qiao)站(zhan)(zhan)(zhan)是(shi)(shi)全國第一(yi)個大面積使用(yong)深井(jing)式地(di)(di)源(yuan)熱(re)(re)(re)(re)泵機(ji)(ji)(ji)組(zu)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)的(de)(de)火車(che)站(zhan)(zhan)(zhan)。熱(re)(re)(re)(re)泵機(ji)(ji)(ji)組(zu)中(zhong)(zhong)央空調(diao)系統(tong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)原理是(shi)(shi)以電為動力源(yuan)，以水為媒(mei)介，進行冷(leng)(leng)(leng)(leng)熱(re)(re)(re)(re)交換(huan)(huan)。虹(hong)橋(qiao)(qiao)站(zhan)(zhan)(zhan)共(gong)有7臺熱(re)(re)(re)(re)泵制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)機(ji)(ji)(ji)組(zu)，其中(zhong)(zhong)3臺是(shi)(shi)地(di)(di)源(yuan)熱(re)(re)(re)(re)泵機(ji)(ji)(ji)組(zu)，也就是(shi)(shi)說，一(yi)半(ban)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)量(liang)(liang)(liang)來(lai)自地(di)(di)下百(bai)米的(de)(de)深層(ceng)(ceng)土(tu)壤(rang)(rang)。據悉，虹(hong)橋(qiao)(qiao)站(zhan)(zhan)(zhan)深達100米地(di)(di)下有近2000根(gen)細管道，中(zhong)(zhong)央空調(diao)系統(tong)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)產生(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)，通過這(zhe)(zhe)些細管道被傳(chuan)到百(bai)米地(di)(di)下，和溫(wen)度較(jiao)低的(de)(de)深層(ceng)(ceng)土(tu)壤(rang)(rang)進行熱(re)(re)(re)(re)交換(huan)(huan)，這(zhe)(zhe)樣，土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)冷(leng)(leng)(leng)(leng)量(liang)(liang)(liang)就能被用(yong)作地(di)(di)源(yuan)熱(re)(re)(re)(re)泵制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)，而(er)存入(ru)地(di)(di)底的(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)則被儲存起來(lai)，等到冬(dong)季需(xu)要取暖(nuan)時(shi)(shi)還能循環利用(yong)。當地(di)(di)下土(tu)壤(rang)(rang)溫(wen)度過高，地(di)(di)源(yuan)熱(re)(re)(re)(re)泵會(hui)自動開啟報(bao)警裝置，防止熱(re)(re)(re)(re)量(liang)(liang)(liang)過量(liang)(liang)(liang)灌入(ru)地(di)(di)下，破壞(huai)土(tu)壤(rang)(rang)生(sheng)態環境，這(zhe)(zhe)是(shi)(shi)最(zui)綠(lv)色環保(bao)的(de)(de)制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)手段。同時(shi)(shi)，虹(hong)橋(qiao)(qiao)站(zhan)(zhan)(zhan)又會(hui)根(gen)據天氣情(qing)況(kuang)，控制(zhi)(zhi)7臺制(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)(leng)(leng)機(ji)(ji)(ji)組(zu)開啟情(qing)況(kuang)。目前最(zui)多(duo)時(shi)(shi)只開啟6臺，所以，哪(na)(na)怕上海的(de)(de)氣溫(wen)繼續(xu)攀升，旅(lv)客來(lai)虹(hong)橋(qiao)(qiao)站(zhan)(zhan)(zhan)乘坐高鐵(tie)，也不(bu)(bu)會(hui)因為室溫(wen)過熱(re)(re)(re)(re)而(er)感覺(jue)不(bu)(bu)適。 |
