探析空调制冷技术发展

杨蓉

摘要：近年来，关于空调制冷技术的研究逐渐增 多，在现代化技术推动下，逐渐向着智能化、数字化、节 能化的方向发展。基于此，加强对空调制冷技术研究现 状及发展趋势的研究具有十分现实的意义。基于此，本文首先介绍了空调制冷技术的运用，然后阐述空调制冷技术发展趋势。

关键词：空调；制冷技术；发展

一、空调制冷技术应用分析

1.太阳能制冷技术的应用

众所周知，太阳能是取之不尽用之不竭的一种能源，蕴含巨大的能量并且可再生还清洁。因此太阳能一直受到众多科学家的关注和研究。科学家深入研究太阳能后，成绩十分可观，各色太阳能电器蜂拥而出。而太阳能制冷技术在空调系统应用后，表现良好。发展趋势前景都十分可观。是当前国家研究空调制冷技术的一个重点。毕竟太阳能取之不尽，又能够保护地球上日益稀少的能源，研究成果也十分显著。在这个基础上，对太阳能制冷技术再进行深入研究，就成了一件理所当然的事情。

在研究太阳能制冷技术的过程中，使用的制冷剂是非氟氯氰，不会在地球变暖的基础上再次带来温室效应，也不会破坏已经受损严重的臭氧层，这样不仅能够大大降低石油化学燃料燃烧发电所产生的环境污染，还能减轻空调使用所需要的电能。太阳能在数量和季节方面的供应对于人体需求而言是相当匹配的。因此，利用太阳能技术应用到空调系统之后，使空调制冷系统变得多能源型，利用余热废弃和天然气进行工作，在一定程度上对空调制冷系统进行优化升级。

现在常用的太阳能制冷空调分为两种，一种是吸收式太阳能制冷空调，一种是喷射式太阳能制冷空调，吸收式太阳能制冷空调主要是利用溶液浓度的变化进行冷量的获得，再利用吸收剂来吸收蒸汽，进行制冷操作。喷射式太阳能制冷空调主要是利用换热器内部的制冷剂来吸收太阳能，发生压强，气化变化，生成相对饱和的蒸汽，进入喷射器实现高度膨胀喷出，形成喷嘴周围真空环境，利用喷射器吸收蒸发器内部的低压蒸汽，使用喷射器产生的混合气体逐步凝结放热，实现冷循环。

2.热声制冷技术

热声制冷是21世纪以来发展的一种新的制冷技术，与传统的蒸汽压缩式制冷系统相比，热声热机具有无可比拟的优势：无需使用污染环境的制冷剂，而是使用惰性气体或其混合物作为工质，因此不会导致使用的CFCS或HFCS臭氧层的破坏和温室效应而危害环境；其基本机构是非常简单和可靠，无需贵重材料，成本上具有很大的优势：它们无需振荡的活塞和油密封或润滑，无运动部件的特点使得其寿命大大延长。热声制冷技术几乎克服了传统制冷系统的缺点，可成为下一代制冷新技术的发展方向。所有的热声产品的工作原理都基于所谓的热声效应，热声效应机理可以简单的描述为在声波稠密时加入热量，在声波稀疏时排出热量，则声波得到加强；反之声波稠密时排出热量，在声波稀疏时吸入热量，则声波得到削弱。当然，实际的热声理论远比这复杂的多。当然，热声制冷的设计水平及制造工艺也在不断的提高。目前，美国在热声领域内的投入最大，研究机构最多，取得了许多突破性的进展。如上世纪90年代早期，美国海军研究生院f NPS）的Galrett教授开发的热声制冷机；2000年左右，开发了太阳能驱动的热声制冷机；还有在美国LOSAIanlos国家实验室（LANL），SWIFT教授领导着世界著名的热声研究组，他们主要研发的是热声驱动的脉管制冷以及低温制冷；另外还有开式热声制冷和空调、高频微型热声机制冷以及还在研发中的种种技术。

3.水源热泵空调系统

（1）水源热泵是既可供热又可供冷的高效建筑节能技术，水源中央空调系统是由末端（室内空气处理末端等）系统、水源中央空调主机（又称为水源热泵）系统和水源水系统三部分组成。为用户供热时，水源中央空调系统从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源中央空调主机（热泵）“泵”送到高温热源，以满足用户供热需求。为用户供冷时，水源中央空调将用户室内的余热通过水源中央空调主机（制冷）转移到水源中，满足用户制冷需求。

（2）水源热泵根据对水源的利用方式的不同，可以分为闭式系统和开放式系统两种：闭式系统需要构造地下埋管换热器或者地表水埋管换热器，形成封闭的地源水循环系统，向地下土壤或者地表水散热或者取热；开放式系统的特点是抽取地下水或者地表水，在板式换热器中与机组的循环工质进行热交换，实现散热或者取热后，再回灌到地下或者河流。我国的水源热泵刚刚起步，发展前景看好，目前已经有数个示范工程。在华东地区，越来越多的使用者开始熟悉水源热泵，并深感兴趣。主要是因为常规能源的节约和可再生能源的充分利用；另一方面是因为有较好的热泵科研与应用基础。

二、空调制冷技术发展趋势

1.能效提升

在制冷空调能效提升方面，主要通过两种方式，即改进系统、提升零部件性能。其中，提升部件性能主要从压缩机、换热器两方面入手；而改进系统则应该从优化运行控制系统、创新热力循环、改进流程等几个方面入手。换热器、压缩机都是空调制冷系统中不可缺少的部件。其中，换热器运行过程中，出现换热不可逆损失，会引发空调效率下降，而选择印刷版路换热器、翅片换热器等新型的换热器部件，能够提升换热效率，降低不可逆损失；压缩机是通过电机提供动力，提升压缩机性能，能够促进蒸气压缩效率提高。

在改进流程方面，一般是通过内部循环回热增强，减少该过程中不可逆损失，或者通过提升内外部热源匹配度，减少损失，包括换热过程匹配、温度梯级利用等具体优化方式。在创新热力循环方面，则主要是加入新热力学过程，改善原有循环架构，其操作难度相对较大，但在提升能效方面效果更高。在确定热力学循环形式基础上，提升压缩机性能、换热器性能、内外热回收等，都是空调制冷效果提升的重要途径。但并非一味地提升压缩机性能，往往有一定的提升限制界限，超过一定程度，不仅提升难度增加，还会增加整体系统的成本，能效提升的效率也会大打折扣。优化运行控制系统，通常是借助于人工智能技术，有效提升控制效果，降低系统运行过程中的整体能耗。在大数据、云平台技术支持下，可以将运行参数情况反馈给空调系统设计人员，帮助其设计出更加符合需求的空调产品。亦或者利用仿生材料、仿生热学原理等，提出新一代空调制冷系统方案。

2.环保

含氟制冷剂是破坏臭氧层的一大杀手，会带来严重的温室效应。今后空调制冷技术研究会朝着更加环保节能的方向发展。一方面，选择低臭氧破坏潜力趋势的制冷剂；另一方面是制冷空调中含氟制冷剂填充量需要进行严格控制，同时做好相关密封措施，减少制冷剂泄露。当然，随着科学技术发展，人们逐渐在寻找能够替代制冷剂的方式，也相继出现了很多类制冷剂的产品。但由于这些新型制冷剂在传热传质性、安全性、压力稳定性方面还面临诸多挑战，还需要进一步的研究。另外，减少制冷剂泄露量是当前一项可行的发展路线，而一些诸如HFO的制冷剂可燃特点，必须通过降低充注量，控制新型制冷剂的可燃性，借助于微细加工工艺，对制冷剂泄露量进行严格控制。但这种方式目前设计、生产成本都相对较高，在推广方面会受到一定的阻力。

结语

空调系统已成为人们生活中的重要组成部分，它担负着健康营造舒适环境的重任。然而这一目标的实现需要先进的、科学的空调制冷技术，因此，大力研究、发展空调制冷技术不仅对空调业的发展具有极大的促进作用，最重要的是能为人们提供一个舒适、健康的生活环境。

参考文献：

[1]王玉晨.太阳能空调制冷技术[J].包钢科技,2013,39(06):71-74.