空調(diào)制冷技術(shù)研究狀況和發(fā)展趨勢(shì)研究

李聰

廣州松下空調(diào)器有限公司 廣東廣州 511495

1 空調(diào)制冷原理概述

當(dāng)前我國(guó)應(yīng)用最為廣泛的空調(diào)主要有兩種類型，一個(gè)是熱泵型空調(diào)器，一個(gè)是電輔熱泵型空調(diào)器。這兩種空調(diào)都是依托空氣源熱泵技術(shù)通過逆卡諾循環(huán)原理進(jìn)行構(gòu)建的，在空氣源熱泵技術(shù)的制冷過程中，通過自身收集熱量效率高的特點(diǎn)，將低溫?zé)嵩醇胁⒄闲纬筛邷責(zé)嵩?。空氣源熱泵技術(shù)依靠這樣的特點(diǎn)不僅被應(yīng)用到制冷技術(shù)中，還被廣泛應(yīng)用到制熱供水等方面。就空氣源熱泵技術(shù)的工作原理簡(jiǎn)單來說，制熱模式下，室內(nèi)是制熱，室外是制冷；制冷模式下，室內(nèi)是制冷，室外是制熱。通過冷熱的調(diào)換以及自身功率高效的特點(diǎn)逐漸成為當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的空調(diào)技術(shù)[1]。

2 國(guó)內(nèi)外有關(guān)制冷技術(shù)的研究現(xiàn)狀

2.1 制冷劑的研究現(xiàn)狀

在空調(diào)制冷技術(shù)中，制冷劑的作用毋庸置疑是至關(guān)重要的，選用合適的制冷劑是保證空調(diào)制冷技術(shù)的質(zhì)量和效果的關(guān)鍵。因而，在空調(diào)制冷技術(shù)研究中，制冷劑的開發(fā)與應(yīng)用的研究起到舉足輕重的作用和效果，直接影響空調(diào)制冷技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程。從制冷劑的發(fā)展進(jìn)程來看，我國(guó)的制冷劑主要由“自然物質(zhì)——人工合成”與“回歸自然物質(zhì)”兩個(gè)階段組成。在第一階段中，雖然乙醚與氨等天然制冷劑能夠在自然環(huán)境中直接提取，但是其提取成本較高、科技處理水平有限，無法得到廣泛運(yùn)用，最終被氟利昂制冷劑所取代。但是，由于氟利昂對(duì)臭氧層易造成較嚴(yán)重的破壞而被其它制冷劑所取代[2]。

2.2 制冷原理的研究現(xiàn)狀

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，空調(diào)制冷技術(shù)研究越來越頻繁，直接影響了新制冷理論與實(shí)踐的發(fā)展。在這種空調(diào)制冷技術(shù)不斷發(fā)展的過程中，衍生出一種新型制冷技術(shù)，簡(jiǎn)稱為熱聲制冷技術(shù)。這種技術(shù)與傳統(tǒng)的制冷系統(tǒng)相比，打破了傳統(tǒng)制冷技術(shù)的格局，凸顯出與眾不同的制冷優(yōu)勢(shì)。這些制冷優(yōu)勢(shì)具體如下：①不需要使用過往的制冷劑，只要能夠使用惰性氣體或其混合物即可，不會(huì)對(duì)臭氧層、生活環(huán)境等方面造成過多影響。②這種技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好、使用壽命長(zhǎng)、控制靈活、成本低?？梢姡瑹崧曋评浼夹g(shù)作為一種新型的制冷技術(shù)，擺脫了傳統(tǒng)制冷技術(shù)的缺點(diǎn)，為制冷技術(shù)提供發(fā)展方向。當(dāng)然，熱聲制冷技術(shù)也存在一定的問題，其制冷效率問題一直以來是影響其發(fā)展和進(jìn)步的重要問題。

3 空調(diào)制冷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 蓄冷技術(shù)

眾所周知，空調(diào)對(duì)于電能的消耗較大，尤其是在空調(diào)普及化程度如此之高的現(xiàn)在，我國(guó)使用空調(diào)的家庭及各種設(shè)備所產(chǎn)生的電能消耗難以估量。而蓄冷技術(shù)能夠有效環(huán)節(jié)電能過耗的現(xiàn)狀。蓄冷技術(shù)的原理就是利用夜晚的用電低谷時(shí)段，電價(jià)低廉，電力負(fù)荷小，利用制冷設(shè)備將蓄水桶中的水制成冰，儲(chǔ)蓄冷量（指比環(huán)境溫度低的物質(zhì)所具有的吸收熱量的能力，這個(gè)吸熱能力的大小就稱為冷量），在白天用電高峰（用電的人多)時(shí)將冰融化為水，釋放冷量，以所蓄冰的冷量釋放來轉(zhuǎn)移電力高峰負(fù)荷，平衡電力供應(yīng)。由于平衡了早晚的用電差異，發(fā)電廠的發(fā)電設(shè)備利用率增高，相對(duì)減少了污染的排放，除此之外，電網(wǎng)在用電高峰時(shí)的電負(fù)荷減少了，電網(wǎng)的穩(wěn)定性也得到了提高。作為節(jié)能環(huán)保的技術(shù)，蓄冷技術(shù)需要大力發(fā)展。

3.2 空氣源熱泵技術(shù)

空氣源熱泵技術(shù)是基于逆卡諾循環(huán)原理建立起來的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術(shù)，通過自然能（空氣蓄熱）獲取低溫?zé)嵩?，?jīng)系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫?zé)嵩矗脕砣。ü┡蚬?yīng)熱水。該技術(shù)具有以下3點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：①這種技術(shù)的溫度調(diào)節(jié)范圍比較廣，可以控制到-40℃。②這種技術(shù)的運(yùn)用和其制成的產(chǎn)品都不會(huì)受到惡劣天氣的影響，安全可靠，運(yùn)作較良好。③環(huán)保效果明顯，對(duì)環(huán)境污染不大，不會(huì)排出任何的污染氣體。運(yùn)用于空調(diào)的制冷系統(tǒng)中，能夠節(jié)約能源，滿足人們的供暖、供熱水的需求。

3.3 渦流管制冷技術(shù)

渦流管制冷技術(shù)由于其無污染，制冷溫度低，使用方便而得到比較廣泛的應(yīng)用。最近俄羅斯制造出了使用空氣作為工作介質(zhì)的渦流管冰箱，其制冷溫度可以達(dá)到-100℃ ，而且具有制冷速度快，耗電少的優(yōu)點(diǎn)，并且不用氟里昂為工質(zhì)，是真正的綠色制冷技術(shù)。這使渦流管制冷機(jī)的應(yīng)用前景變得十分誘人。由于渦流管制冷的機(jī)理復(fù)雜，現(xiàn)階段有關(guān)渦流管制冷的理論較少。

3.4 吸附式制冷技術(shù)

太陽能吸附式制冷空調(diào)系統(tǒng)是一項(xiàng)新的技術(shù)，與多聯(lián)變頻空調(diào)系統(tǒng)相比，目前太陽能吸附式制冷空調(diào)系統(tǒng)的性能、運(yùn)行穩(wěn)定性尚相距甚遠(yuǎn)，而且設(shè)備造價(jià)高，需要一定的空間安裝集熱設(shè)備，但它具有節(jié)能、環(huán)保、良好的季節(jié)適應(yīng)性、運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。因此，在太陽能資源豐富的地區(qū)，太陽能吸附式空調(diào)系統(tǒng)可望逐步得到推廣及應(yīng)用。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活質(zhì)量的完善和提高，空調(diào)制冷技術(shù)的發(fā)展、研究和應(yīng)用也越來越受到各行各業(yè)，比如，服務(wù)行業(yè)、醫(yī)學(xué)、生物科技、冷藏冷凍、農(nóng)業(yè)和建筑行業(yè)等的重視。近年來，空調(diào)制冷系統(tǒng)中空氣源熱泵技術(shù)、冰蓄冷技術(shù)和太陽能制冷技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展迅速，為社會(huì)的發(fā)展提供了便利，做出了非常大的貢獻(xiàn)?？萍嫉陌l(fā)展推動(dòng)空調(diào)制冷技術(shù)的不斷更新和進(jìn)步，節(jié)能環(huán)保、健康舒適和智能化成為當(dāng)今空調(diào)制冷技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，高效的壓縮機(jī)和換熱器、直流變頻技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)智能技術(shù)等的應(yīng)用正推動(dòng)空調(diào)制冷技術(shù)的發(fā)展飛速前進(jìn)[3]。