以自然度和完善度为基准的制冷和热泵系统环境性能评价探讨

　　随着我国经济的迅猛发展和人民生活水平的提高，制冷、热泵相关产品得到了广泛的应用，其产量和社会保有量日益增加，在工业、商业、民用等范围的应用越来越多。制冷、热泵产品的大量使用在改善生产工艺和提升人们生活水平的同时，也带来了巨大的能源消耗。2007年，我国的建筑运行能耗占社会总能耗的30%左右，其中制冷、热泵及空气调节等产品所产生的能耗就占到了建筑运行能耗的30%~50%[1]。因此，采取有力措施提高制冷空调与热泵产品的能效水平，降低其能耗水平将对我国的节能减排工作产生巨大的推动作用。同时，对其环境性能的评价也尤为重要。

　　这里从可持续发展观来探讨制冷和热泵系统环境性能评价，从制冷系统的自然属性与大自然关联作用的角度出发，以自然度和热力学完善度为基准点，提出了一种新的制冷和热泵系统环境性能评价方法——制冷系统自然度。

　　1 制冷系统自然度的概念

　　对于自然度的概念，科学界早有定义，应用较为广泛的为森林自然度，是指地段森林生长发育过程状态与森林稳定(顶级)状态的距离，具含义包括总蓄积量、蓄积结构(径级分布、垂直分布)、树种组成等与森林顶极状态的近似程度。是以未受人为干预的原始林或稳定的顶极森林为I级，不同程度偏离这个原始状态依次分为II级、III级和IV级，已经充分砍伐的森林、天然更新幼林地、皆伐迹地、火烧迹地和宜林地为级[2]。

　　这里借鉴森林自然度的概念，提出了以制冷系统自然度来评价制冷和热泵系统环境性能。对于制冷系统自然度，建立能够衡量比较的各种量化指标，再将指标综合考虑转化为统一标准——自然度。自然度为1，对自然环境没有产生任何影响;自然度为0，认为在其寿命周期内对自然环境造成无法去除的影响;在其寿命周期内对自然环境造成的影响在一定时间内能够被消除，则其自然度在0与1之间。

　　评价指标包括：制冷剂、系统效率、系统材料的回收性、对地质影响等。对于系统的效率，用循环的热力学完善度进行评价;对于制冷剂，用制冷剂自然度进行评价;对于系统报废后材料的回收性，用材料回收率进行评价;对于地质影响，用回灌率进行评价。上述指标都用小于或等于1的基数来表示偏离自然的程度。

　　制冷系统自然度具体的计算公式如下：

式中：η—系统的热力完善度;ε—制冷剂的自然度;α—材料的回收率;β—地下水的回灌率。

　　2 制冷系统自然度的量化

　　根据上述计算公式，对制冷系统自然度的各指标进行量化计算。