高效制冷与可持续行动：现代空调技术的关键作用

Natalie Weirich 2025-08-06

智能空调技术能够大幅降低制药企业的二氧化碳排放量，同时削减运营成本。

智能空调技术能够大幅降低制药企业的二氧化碳排放量，同时削减运营成本。面向未来的解决方案将效率与可持续性融为一体，为实现气候中和发挥决定性作用。

瑞士计划在2050年前达成气候中和目标，德国的目标设定更早，定于2045年实现。为达成这一目标，制药企业必须节约能源，审慎使用电力和化石燃料。即便在运营中运用空调技术时亦是如此——而这恰恰可能成为难题：因为在药品生产和储存过程中，必须始终维持精准的制冷要求。唯有如此，产品才能保证安全、有效且不受污染。此外，制药公司必须关注自身的生态足迹，尽可能降低对环境的影响。以环保方式运行其空调解决方案是奠定良好基础的关键。同时，所采用的空调技术必须具备高可靠性、高性能和高效率。

图1 精确的温度测量保障制冷机组正常运转，所有传感器均精准校准（图片来源：Klima Kälte Kopp）

特别是在需要更换旧设备时，实际“能源效率”问题往往会成为关注焦点。尽管价格更为低廉的设备能够提供足够的性能，但其持续运行成本颇高。经验显示：“在招标时仅关注价格最低的1.5MW性能的机器是不明智的，因为这将致使未来的能源成本成倍增长。”Klima Kälte Kopp的总经理Manuel Liebi如此说道。这家家族企业拥有50多年的制冷、空调和供热技术经验，尤其在可持续空调解决方案领域拥有深厚的专业知识。

例如，一家制药客户安装了两台制冷机组，每台功率为268kW，在+12℃～+6℃的温度范围内以主/辅（Main/Assist）模式运行。两台机组在蓄冷罐中均设有独立的传感器，必要时可对其进行独立控制。此外，一个自动化系统对所有流程进行监控，并在故障发生前提前发出预警。产生的冷水被分配到37台风机上，这些风机可根据需求调节其输出功率。Manuel Liebi解释道：“这样便能确保生产车间始终拥有适宜的环境条件——同时还能节约能源，因为每台风机都仅按照实际需求运行。”

Part1制冷机组或热泵应用前需审慎评估

在每次启用制冷机组或热泵之前，务必事先全面且细致地评估空间大小、制冷剂用量以及人员活动状况。由于所使用的制冷剂各不相同，对应的安全规范也有所差异。例如，依据EN - 378 - 3 标准，使用氨的机组严禁随意安装。这是因为氨具有腐蚀性，一旦发生事故，极有可能对人员和环境造成严重危害。若使用CO₂，则存在氧气被置换的潜在风险，因此必须确保配备良好的通风和报警系统。丙烷具有易燃易爆的特性，在此种情况下，需要配备断电保护装置、强排风设备以及具备ATEX认证的防爆风机。即便是具有低全球变暖潜能值（GWP）的氢氟烯烃（HFO）基合成制冷剂，在特定条件下也可能燃烧，尽管它们通常较难燃烧。“因此，在规划阶段就审慎评估存在的风险以及如何安全地管控这些风险，是至关重要的。”Manuel Liebi解释道。

Part2为何超配设计更具价值

波动的生产环境温度和外界气温，给空调解决方案带来了额外的挑战。若期望在温度升高时确保万无一失，最好避免为制冷机组选择刚好满足最低需求的配置。虽然按照35℃环境温度进行标准选型是较为常见的做法，但鉴于极端高温天气日益频繁，通常按照40℃进行设计更具长远意义。这虽然意味着需要更高的初始投资，但从长远来看是值得的。“机组在正常工况下运行效率更高、耗电量更少，并且在极端条件下仍能保持正常运行。”Manuel Liebi 解释道。

图2 配备四台涡旋压缩机的Quantum水冷式制冷机组可提供约1200kW的制冷量（图片来源：Klima Kälte Kopp）

这种超配设计尤其适用于涡旋压缩机（Turbocor）机组。因为它们在部分负载运行时优势最为显著，而大多数制冷系统全年大部分时间恰恰处于这种运行状态。满负荷运行仅在少数炎热天气下才会出现。若机组选型过于紧凑，在高温时它就必须超出其设计极限运行，这可能导致能耗急剧增加。“注重可靠性的用户不应在此处过于计较成本。”Manuel Liebi 建议道。

Part3建筑热质量的关键作用

在制冷和供热应用中，建筑本身的热质量（热惰性）也发挥着核心作用。它能够防止机组频繁启停，即避免陷入“短循环”。所需的温度范围也直接影响着系统组件的选择或组合。如果系统需要提供 - 30℃或90℃的温度，这将对制冷剂和压缩机技术的选择产生影响。

Part4人工智能赋能全局视角

此外，软件有助于优化空调解决方案并降低成本。其中，人工智能（AI）正发挥着日益重要的作用。大约始于十年前的这一趋势，使得AI能够同时兼顾众多不同的因素，从而持续优化设备的运行。可以这样理解：AI 能够构建并清晰展现一种全局视角，通过将楼宇管理系统与所使用的制冷机组或热泵的运行状态进行可视化联动来实现。“例如，AI 能够识别部分负载工况、优化水泵设置、调节保压阀或切换阀的动作响应，并持续调整冷却塔的功率及阀门开度。”Manuel Liebi 解释道。

Part5周密规划，事半功倍：制药企业制冷设备选型之道

当制药企业计划购置新的制冷机组时，不同企业的操作方式存在差异：有些企业直接与信任的设备制造商取得联系，另一些企业则额外聘请专业设计顾问。部分企业在启动项目时尚未形成具体方案，而另一些企业已收集测量数据，并明确了节能潜力所在。然而，关键在于共同明确实际需求，如需要冷却的具体对象是什么、所需制冷量是多少、涉及哪些建筑和设备、客户特别关注的优先事项是什么，例如在减少二氧化碳排放方面。这并非总是简单地替换一台出现故障的机器。“我们公司认为，突破思维定式至关重要。”Manuel Liebi强调道。

这意味着，首先需要评估现状，即明确现有技术设备以及这些设备是否可继续利用。是否已安装太阳能系统？新系统的规划应与之适配，以实现节能效果的最大化。“我们始终建议客户着眼未来。”Manuel Liebi补充道。因为以15年为周期进行核算，便能清晰地发现，高品质设备物有所值。它们能耗更低、维护需求更少，可通过节省的运行成本实现回报。此外，模块化或可扩展系统能够灵活应对企业生产或需求的变化。理想情况下，应为制冷机组或热泵设计具备扩展能力的水力管网，以便连接额外机组并调节水泵转速。

另一明显优势是，“Klima Kälte Kopp还协助客户申请政府补贴资金，例如在替换老旧低效设备的情况下。”Manuel Liebi总结道。此举不仅能节约能源、减少二氧化碳排放，甚至常常能降低税务负担。

Part6结论

为制药企业采购制冷机组或热泵时，不应仅关注采购价格，更重要的是考量长期综合成本。尽管现代设备购置成本较高，但其卓越的能效可显著降低持续运营成本，最终实现经济性回报。现代技术、环保制冷剂与智能控制系统使这一切成为可能。同时，二氧化碳排放量乃至税负也得以降低，为企业带来经济与环境效益的双赢。

责任编辑：邵丽竹

审　　核：何发