空調(diào)制冷技術(shù)研究狀況和發(fā)展趨勢

摘要：現(xiàn)代空調(diào)制冷技術(shù)經(jīng)過百年的發(fā)展，已經(jīng)覆蓋到人類生產(chǎn)生活的各方面。由于環(huán)保的形勢要求，研發(fā)高效的設(shè)備和系統(tǒng)是空調(diào)和制冷技術(shù)未來的核心發(fā)展方向。未來空調(diào)制冷技術(shù)的發(fā)展可以分為三個(gè)方面，一是新型制冷劑的研究開發(fā)，二是新型節(jié)能環(huán)保設(shè)備的研發(fā)，三是新型空調(diào)與制冷系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)。本文對目前行業(yè)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：空調(diào)制冷；技術(shù)；研究狀況；發(fā)展趨勢

一、國內(nèi)制冷技術(shù)的研究狀況

同國內(nèi)家電企業(yè)發(fā)展路線相似的是我國的空調(diào)制冷行業(yè)仍然走的是借鑒國外先進(jìn)技術(shù)并進(jìn)行效仿的發(fā)展路程，這雖然使我國空調(diào)企業(yè)的發(fā)展規(guī)模有所擴(kuò)大并有所發(fā)展，但毫無疑問的是它的發(fā)展仍處在“拿來主義”、“照貓畫虎”的圈子里。目前，由于從國外引進(jìn)的技術(shù)不是現(xiàn)今使用的先進(jìn)的技術(shù)，相反而是一些國外已經(jīng)摒棄的、過時(shí)的技術(shù)，從而造成目前國內(nèi)的許多空調(diào)產(chǎn)品仍然陷在勞動密集型的模式中，在綜合實(shí)力上也無法與國外的產(chǎn)品相媲美，而是處于國際分工的低端。由此可見，同國外先進(jìn)的空調(diào)制冷技術(shù)以及產(chǎn)品相比，我國的就顯得有些低劣了。

雖然同國外相比，我國的空調(diào)制冷技術(shù)起步晚，發(fā)展的有些緩慢，事實(shí)上，近些年來，我國在這方面的研究一直在進(jìn)行著，并且已經(jīng)取得了一定的進(jìn)步。如：有關(guān)熱聲制冷技術(shù)的研究，華中科技大學(xué)已經(jīng)有十多年的歷史，所取得的成就是成為目前國家有關(guān)這方面研究第一個(gè)獲得自然科學(xué)資金資助的單位，并作為國內(nèi)熱聲制冷研究中心而被人所熟知。除此之外，天津大學(xué)也在國家自然科學(xué)基金等的資助下進(jìn)行CO2跨臨界循環(huán)的研究。由此可見，我國在空調(diào)制冷技術(shù)方面的發(fā)展還有很長的路程需要走，但是相關(guān)人士需要知道的是目前，我國面臨的主要問題已不是如何發(fā)展空調(diào)制冷技術(shù)，而是如何實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化的問題。

制冷劑作為空調(diào)制冷技術(shù)的核心研究對象，其研究、發(fā)展?fàn)顩r的好壞直接影響著國內(nèi)的空調(diào)制冷技術(shù)的發(fā)展。目前，我國將制冷劑的發(fā)展歷程主要分為從自然物質(zhì)到人工合成的物質(zhì)、再回歸到自然物質(zhì)兩個(gè)階段。早期屬于天然物質(zhì)的制冷劑（乙醚、氨、CO2）等雖然在自然界中容易獲得和制取，但是由于受到科技水平、經(jīng)濟(jì)條件等的限制致使制冷設(shè)備龐大、效率較低等因素逐漸被氟利昂制冷劑所代替，它的主要特點(diǎn)就是熱力性能較好，這就是所謂的制冷劑發(fā)展的第一階段，但是由于氟利昂這種人工合成物質(zhì)對臭氧層造成了極大地破壞，這種問題無論是對人的身體健康和環(huán)境均是不利的，由此可見，氟利昂制冷劑被其他制冷劑所代替已是不可改變的事實(shí)。自此，國內(nèi)外紛紛研究代替氟利昂的制冷劑，經(jīng)過長期的研究總結(jié)，目前，在眾多的天然制冷劑中氨、丙烷與其他烴的混合物及CO2制冷技術(shù)以其自身的優(yōu)勢最有可能成為代替氟利昂制冷劑的自然物質(zhì)。

二、空氣源熱泵技術(shù)的具體應(yīng)用發(fā)展

1、冰蓄冷技術(shù)

在現(xiàn)代城市中，空調(diào)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ畹谋匦杵?，其在人們生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用范圍正在逐步擴(kuò)大。然而，在空調(diào)技術(shù)被推廣的同時(shí)，空調(diào)自身產(chǎn)生的能源消耗也受到了人們的重視?？茖W(xué)統(tǒng)計(jì)顯示：我國企業(yè)和居民消耗在空調(diào)系統(tǒng)上的電能已經(jīng)超過了60%。在電能資源緊張的現(xiàn)狀下，降低空調(diào)自身的能耗，是擺在人們面前的重要課題。

經(jīng)過不懈努力，專家研制成功了冰蓄冷技術(shù)，有效降低了空調(diào)能耗。采用這種技術(shù)制成的新型空調(diào)，可以利用非峰值的電能，來保持制冷物質(zhì)的最佳能量節(jié)約狀態(tài)，并維持系統(tǒng)的運(yùn)行良好。將空調(diào)自身運(yùn)轉(zhuǎn)所需要的潛在能量和顯在能量全部釋放出來，提供給空調(diào)系統(tǒng)以便實(shí)現(xiàn)正常工作，也就是通過融冰冷量的放出，來使空調(diào)內(nèi)部的冷負(fù)荷達(dá)到既定要求。這時(shí)，蓄冷裝置就成為了儲存冰塊的容器。這種冰蓄冷技術(shù)的空調(diào)，可以實(shí)現(xiàn)填谷移峰的功能，它提高了裝置運(yùn)行的穩(wěn)定程度，提升了經(jīng)濟(jì)效益，并有效削減了空調(diào)的能量損耗。

2、太陽能制冷技術(shù)

太陽能是一種清潔的新型資源，它沒有限量，并且可以再生。太陽能自身的巨大潛在能量和長期效果，受到了專家的重視，近年來，有關(guān)太陽能利用領(lǐng)域的技術(shù)研究也取得了很大進(jìn)展。利用太陽能來制造制冷的空調(diào)設(shè)備，是目前制冷節(jié)能技術(shù)的重點(diǎn)所在，這種空調(diào)的利用前景十分廣闊。太陽能空調(diào)在節(jié)能方面的優(yōu)勢也很明顯，科學(xué)統(tǒng)計(jì)顯示：全球居民使用空調(diào)所消耗的能源，占到了全部居民消耗電能的一大半。如果引進(jìn)太陽能制冷技術(shù)，那么居民使用空調(diào)所消耗的電能將會大大降低。同時(shí)，太陽能資源還是一種環(huán)境友好的資源，利用CFC壓縮制冷設(shè)備，會破壞大氣層中的臭氧，因此，這種工質(zhì)已經(jīng)不再使用。許多專家都致力于研究CFC的替代技術(shù)。通常情況下，太陽能空調(diào)使用非氟氯氰作為制冷物質(zhì)，它對于臭氧的破壞性和溫室效應(yīng)都為零，因此能夠達(dá)到保護(hù)環(huán)境的要求，并可以減少石油化工燃料在燃燒時(shí)產(chǎn)生的污染性物質(zhì)。另外，太陽能空調(diào)自身的供熱量和冷量在四季中匹配程度都很高，也就是說，太陽的輻射能量越多，空氣的溫度就會越高，用戶需要的供冷量就會越多。利用這樣的原理，我們可以將這樣的太陽能空調(diào)體系設(shè)計(jì)成多種能源來源的類型，利用工廠排放的工業(yè)廢氣、工業(yè)余熱以

及天然氣等各種能源，建造質(zhì)量優(yōu)良的制冷空調(diào)。

目前較常見的太陽能制冷空調(diào)技術(shù)包括吸收式的太陽能制冷裝置，這種空調(diào)系統(tǒng)利用變換的溶液濃度來取得冷能源，即在特定的壓力下，制冷物質(zhì)就會吸收熱量而蒸發(fā)，這時(shí)再利用吸收物質(zhì)來吸收蒸發(fā)出來的蒸汽。這樣的制冷裝置原理，利用發(fā)生裝置和吸收裝置代替了壓縮裝置，可以利用的能源包括熱水、太陽能、蒸汽和燃?xì)獾雀鞣N形式。目前，這種空調(diào)裝置系統(tǒng)的應(yīng)用范圍在日益擴(kuò)大，它將常規(guī)的吸收式氨水空調(diào)或者溴化鐸空調(diào)和太陽能系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，從而發(fā)揮出提供熱量和制冷的作用。另一種比較常見的太陽能空調(diào)系統(tǒng)類型為噴射式，這種系統(tǒng)中的制冷物質(zhì)在換熱裝置中，能夠吸收太陽能并實(shí)現(xiàn)壓力增大、氣壓轉(zhuǎn)變等，生成飽和狀態(tài)的蒸汽，進(jìn)入噴射裝置并通過噴嘴來快速噴出，在噴射裝置附近形成真空隔層。同時(shí)，噴射裝置再次吸進(jìn)壓力較低的蒸汽，通過噴嘴產(chǎn)生的氣體混合物逐漸進(jìn)入冷凝裝置中，實(shí)現(xiàn)凝固和熱量放出，而放出的冷凝液體經(jīng)過閥門流進(jìn)蒸發(fā)裝置中，在吸收熱量之后發(fā)生汽化，完成整個(gè)的制冷過程循環(huán)；另一部分冷凝液體經(jīng)過循環(huán)泵裝置提升壓力，然后流進(jìn)換熱裝置中再次發(fā)生吸收熱量和汽化。

太陽能光電式制冷空調(diào)，也是新技術(shù)發(fā)展的成果之一。光電式制冷空調(diào)利用了太陽能發(fā)電功能，通過光電的轉(zhuǎn)換，來使太陽能轉(zhuǎn)換為一部分電能，通過頻率高的壓縮制冷設(shè)備來驅(qū)動裝置，因此，這種構(gòu)造技術(shù)制成的制冷空調(diào)和壓縮空調(diào)原理很相近。金屬氰化物制成的空調(diào)在不同的溫度環(huán)境下，通過吸收和放出氫氣來放出熱量，實(shí)現(xiàn)制冷的功能，即便在溫度較低的狀態(tài)下，也可以實(shí)現(xiàn)正常的工作。金屬氫化物的成本下降，它本身放出和吸收熱量的效率就會提升。由此可知，這種太陽能制冷空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用面比較廣，并逐漸成為這一領(lǐng)域?qū)＜已芯康闹攸c(diǎn)之一。

結(jié)束語

綜上所述，空調(diào)系統(tǒng)已成為人們生活中的重要組成部分，它擔(dān)負(fù)著健康營造舒適環(huán)境的重任。然而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)需要先進(jìn)的、科學(xué)的空調(diào)制冷技術(shù)，因此，大力研究、發(fā)展空調(diào)制冷技術(shù)不僅對空調(diào)業(yè)的發(fā)展具有極大的促進(jìn)作用，最重要的是能為人們提供一個(gè)舒適、健康的生活環(huán)境。

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