可再生能源在空調(diào)制冷中的應(yīng)用

唐國(guó)永

摘 要：近年來(lái)，由于城市化的快速發(fā)展，高層建筑的數(shù)量增多大量的侵占城市綠地，人口從周圍的郊區(qū)農(nóng)村涌向市中心二者共同作用導(dǎo)致城市熱島效應(yīng)的出現(xiàn)。人們對(duì)物質(zhì)生活水平的需求上升，夏天空調(diào)制冷的功能的利用率也隨之升高。目前大部分的空調(diào)制冷系統(tǒng)采用的是壓縮式制冷技術(shù)使得能源緊缺與環(huán)境污染成為當(dāng)今發(fā)展的主要障礙。

關(guān)鍵詞：可再生能源；空調(diào)制冷；應(yīng)用

城市化導(dǎo)致的建筑物封閉性以及人們對(duì)于物質(zhì)生活的向往，大規(guī)模使用壓縮式空調(diào)制冷系統(tǒng)造成了日益嚴(yán)峻的能源短缺與環(huán)境污染形勢(shì)。人類的生存環(huán)境受到全球變暖，臭氧層擴(kuò)張和異常氣候頻發(fā)的威脅。因此為從根本上解決這一問(wèn)題就要用清潔能源取代壓縮制冷系統(tǒng)。

一、減少氯氟利昂使用量，采用地道風(fēng)供冷

人類生存環(huán)境失衡主要體現(xiàn)在臭氧層擴(kuò)張趨勢(shì)日益明顯，全球變暖加劇，海平面上升極端異常天氣頻發(fā)等方面。這類現(xiàn)象都是由于人類大量使用化石燃料排放二氧化碳等氣體所導(dǎo)致的，同時(shí)片面追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高速度而開采各種非可再生資源也使得能源出現(xiàn)短缺問(wèn)題。因此為實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)，應(yīng)減少化石燃料和可能造成污染的化工燃料的使用量，采用清潔能源代替。

例如針對(duì)空調(diào)制冷系統(tǒng)大量使用非可再生的氯氟利昂而帶來(lái)的酸雨環(huán)境破壞等問(wèn)題，研究人員應(yīng)用清潔新能源來(lái)予以代替。傳統(tǒng)的空調(diào)制冷主要是通過(guò)各種化學(xué)試劑反應(yīng)產(chǎn)生氯氟利昂來(lái)實(shí)現(xiàn)冷氣的輸送。研究人員為改進(jìn)其不足，應(yīng)轉(zhuǎn)變冷氣的輸送模式，采用地道風(fēng)供冷的方式。地道風(fēng)系統(tǒng)是利用地下空氣冷凝再輸送到地上實(shí)現(xiàn)降溫的一項(xiàng)技術(shù)，空氣在地下進(jìn)行交換自然冷卻。研究人員在地上建筑物內(nèi)安裝自動(dòng)感溫裝置設(shè)定一定的溫度上限，當(dāng)室內(nèi)溫度到達(dá)上限后。感溫系統(tǒng)向建筑物中自帶的電子控制系統(tǒng)傳遞信息，控制系統(tǒng)將打開地下與地上之間的氣體交流通道。地下的冷空氣受到控制系統(tǒng)操縱的泵機(jī)的強(qiáng)力推送，冷空氣上涌熱氣被迫擠壓進(jìn)入到地下冷凝室自然冷卻。以此類推由電子控制系統(tǒng)推動(dòng)氣體的循環(huán)流動(dòng)。地道風(fēng)降溫充分利用了建筑物內(nèi)現(xiàn)有的中央空調(diào)通道和地道，節(jié)省了初期建設(shè)的費(fèi)用以及后期的化工燃料的投入，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)簡(jiǎn)單，無(wú)需其他大型的耗能設(shè)備，沒有環(huán)境污染問(wèn)題。

二、緩解能源短缺，利用地源熱泵系統(tǒng)

在各種設(shè)施設(shè)備日益完善的今天，人居生活水平得到了極大的保障。化工燃料和化石燃料的需求量也隨之增大，在帶來(lái)能源短缺問(wèn)題的同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成了不可逆轉(zhuǎn)的影響，全球變暖海平面上升，極端異常天氣頻發(fā)，能源開采過(guò)度等現(xiàn)象頻發(fā)給人們的生存空間構(gòu)成威脅。所以為緩解上述問(wèn)題，研究人員應(yīng)從采用清潔能源與可再生新能源方面入手實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧共生。

例如針對(duì)現(xiàn)存的能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題，研究人員應(yīng)采用清潔并且儲(chǔ)量豐富的地?zé)崮軄?lái)代替含有氯氟利昂的化學(xué)燃料。地?zé)嵩幢弥饕缘叵聹\層保存的地?zé)崮茏鳛槔錈嵩催M(jìn)行能量的交換。地?zé)嵩幢猛ㄟ^(guò)輸送部分以電能為主的高位能源，將高溫?zé)嵩崔D(zhuǎn)移到低溫?zé)嵩?。在夏季室外溫度高于室?nèi)溫度時(shí)，地表成為排熱磁場(chǎng)把室內(nèi)的熱量通過(guò)土壤和地下水遷移至地下冷源冷卻。在地源熱泵系統(tǒng)中冬季被取出的熱量在夏季得到補(bǔ)償，使得能量守恒不斷的可再生。建筑物內(nèi)的電子靈敏感溫系統(tǒng)輔助地源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行熱能的交互，體現(xiàn)在到達(dá)預(yù)設(shè)溫度后自動(dòng)開啟冷氣流動(dòng)與電子刺激地?zé)崮芑钴S。室內(nèi)的電子控制系統(tǒng)是信息的中轉(zhuǎn)站，感溫裝置把溫度信息反饋給中心，中心直接給地下熱源分布發(fā)布指令并進(jìn)行激活及時(shí)功能。

三、大量使用清潔能源，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能供能模式

大量使用壓縮制冷系統(tǒng)滿足人們對(duì)人居生活環(huán)境舒適度要求的提高的同時(shí)也帶來(lái)了日益嚴(yán)峻的能源短缺危機(jī)與環(huán)境污染問(wèn)題。目前解決這一問(wèn)題的主要途徑有兩種：一是在提高化石燃料的同時(shí)積極尋找替代氯氟利昂的清潔制冷劑；二是根據(jù)需要使用清潔可再生的新能源。為從根本上使壓縮制冷帶來(lái)的一系列問(wèn)題得以改善，研究人員應(yīng)研發(fā)一種可以合理科學(xué)綜合利用可再生清潔能源的途徑將其應(yīng)用于空調(diào)制冷，有效保護(hù)和改善人居生活環(huán)境，相應(yīng)國(guó)家資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的號(hào)召。

例如針對(duì)現(xiàn)有壓縮制冷系統(tǒng)帶來(lái)的能源短缺與環(huán)境污染問(wèn)題，研究人員應(yīng)開發(fā)一種囊括太陽(yáng)能，地?zé)嵩幢玫惹鍧嵖稍偕茉礊橐惑w的制冷途徑。首先，通過(guò)太陽(yáng)能板吸收太陽(yáng)輻射帶來(lái)的熱能驅(qū)動(dòng)制冷系統(tǒng)在不使用氯氟利昂的情況下進(jìn)行制冷。接下來(lái)，再講太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能如太陽(yáng)能光電制冷系統(tǒng)。白天沸石吸附劑被集熱器加熱產(chǎn)生大量的水蒸氣之后進(jìn)入到冷凝器中冷卻保存到儲(chǔ)存箱內(nèi)，到夜間沸石吸附水蒸氣，吸收周圍的熱量達(dá)到降溫的效果。當(dāng)太陽(yáng)能不足時(shí)，由太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的電能將進(jìn)行補(bǔ)足，把太陽(yáng)能吸附制冷廣泛應(yīng)用到空調(diào)蓄冷中。

總結(jié)

針對(duì)目前人居生活環(huán)境所面臨的能源短缺與環(huán)境破壞嚴(yán)重的問(wèn)題，應(yīng)該從減少煤炭等非可再生能源的使用量與開發(fā)利用清潔可再生新能源兩個(gè)方面入手，貫徹開源節(jié)流的發(fā)展理念實(shí)現(xiàn)發(fā)展與保護(hù)的同時(shí)并舉。所以在空調(diào)制冷系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)人員可以選擇利用地道通風(fēng)供冷系統(tǒng)，地源熱泵系統(tǒng)和太陽(yáng)能供能來(lái)達(dá)到供冷與環(huán)保的目的。

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