关于空调制冷技术与多种空调系统技术的探讨

　　引言：总的看来，可以把制冷剂的发展历程划分为两个阶段。第一阶段是从自然物质到人工合成的物质：第二阶段将再同归到自然物质。早期的制冷剂是自然界中容易获得或制取的物质。但是这些早期的制冷剂最后都因为制冷设备庞大、效率较低。被后来出现热力性能较好的氟利昂制冷剂所取代。由于氟利昂被大量使用。有报道称：近年来南极上空的臭氧空洞不断扩大：而且据报道在我国青藏高原上空也出现了厂臭氧夺洞。因此对氟利昂制冷剂的替代势在必行。

一、国内制冷技术的研究状况

我国空调制冷行业走的是与我闷家电企业相同的从技术引进到仿制的过程，虽然在生产规模上我国卒凋企业已经比较大，但是在核心技术方面至今没有摆脱“照猫画虎”或“拿来主义”的圈子。从发达围家引进技术，我们得到的往往都是一些“过时”的技术。目前相当普遍的现象就是，许多国内空调企业所牛产的空调产品，虽然在生产规模上逐年扩大，但没有走出劳动密集型的模式，在综合实力上处在国际分工的低端。这样的企业对新出现的制冷技术只能“望洋兴叹”了。实际上，目前国内一些大学一直存进行相关研究，如华中科技大学开展的热声制冷技术研究已有十多年的历史，是国内在热声研究方面第一个获得国家自然科学基金资助的单位，目前为国内热声制冷研究中心。天津大学也在闷家自然科学基金、教育部博士点基金和天津市自然科学基金的资助下，开展CO，跨临界循环的研究，此外，各种耐高温压的高效换热器也在研发之列。总的来说。我们虽起步较晚，但发展也比较快，目前主要是一个如何尽快实现产业化的问题。

二、目前主要的几种空调制冷系统

1、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fNPS)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，他们主要研发的热声驱动的脉管制冷(低温制冷1；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。

2、太阳能制冷技术

太阳能是一种取之不尽用之不竭的洁净能源．从节能和环保角度出发，利用太阳能取代传统的常规能源驱动空调制冷系统，正日益受到各国的重视，是目前新能源研究领域和工程应用领域的热点。太阳能制冷是根据热力学第二定律，利用太阳能作为低温物体向高温物体进行热量转移时的补偿能量来进行的制冷方式。理论上讲，有两种利用太阳能制冷的方式：

(1)太阳能光热转换制冷，即太阳能转换成热能或机械能，利用此热能或机械能作为外界补偿，使低温系统维持所需要的低温；

(2)太阳能发电，以电能驱动常规压缩机制冷。目前情况下，太阳能电池成本高，

其成本是光热转换制冷的许多倍，目前难以推广．

目前，太阳能空调处于示范工程阶段，在欧洲有示范工程近100个，主要在德国和西班牙，中国示范应用工程十几个，主要是广州能源所：北京太阳能研究所、远大为代表的太阳能吸收式空调和上海交大为代表的吸附式空调。目前太阳

能空调集热转换效率较低，这就使得太阳能制冷空调效率大打折扣。因此，要实现高效太阳能制冷，必须开发高温高效的太阳能集热器，并开发出与之匹配的制冷空调方式和蓄能方式，此即为目前太阳能制冷关键技术之所在。这样，可大幅降低成本，从而便于规模化应用。

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，咀满足用户制冷需求。

(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，向地下十：壤或者地表水散热或者取热。开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，越来越多的用户开始熟悉水源热泵，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。

4、天然气(燃气)吸收式制冷系统

天然气是一种清洁优质的燃料，且储量丰富，已逐渐成为继煤炭和石油之后的世界第三大常规能源。以天然气为能源的制冷空调技术上世纪中期在发达国家已经走向市场，目前，大多数压缩式制冷空调系统都是采用电力驱动的，而以天然气为能源的内燃机或燃气轮机驱动的压缩式制冷空调系统在制冷空调工业中的比重越来越大。该种系统不但具有节能、减少电力投资的优点，还具有延长压缩机使用寿命，提高能源利用率的优势。吸收式制冷是一种以“热化学压缩机”为特点的制冷循环。燃气吸收式制冷系统一般为氨一水系统冰一溴化锂系统。其特点是系统中无机械运动部件，无机械磨损，有利于延长机组使用寿命、降低噪声污染。天然气较高的燃烧品质，有利于提岛制冷循环势力系数，减少能耗，减小冷热水机组的结构。通常。直燃式Li-Br双效吸收式制冷机组COP值可分达到1．1-1．2，而二三效机组的COP值达1．65左右。

三、空调制冷技术的发展趋势

节能、环保、健康、智能化是空调制冷技术的发展趋势，近期来主要是针对几大热点技术开展研究，即自动清洁技术、直流变频技术、节能技术、静晋技术、加湿技术、彩板技术、新冷媒技术、舒{替铜技术、远程网络控制技术。许多国家已开始对家电产品严格控制能耗指标。我国对空调节能技术亦十分重视，我国空调行业在高效压缩机、高效换热器等方面掌握着世界前沿的技术。目前领先世界的PAM节能技术，已被海尔集团用在“金元帅”系列空调中，现行的空凋能效门槛已跟不上国家“节能减排”的迫切步伐，计划今年，将空调的能效门槛由现行的5级(能效比2．6)提高到2级f能效比3．2)，能效比较高的直流变速将成为空调变频技术发展主方向。环保技术也被广泛应用。

结束语：

总之，我国的环境污染在世界上较严重，由此引发的一系列后效应，将对社会的各行各业带来负面影响。因此，必须实施国家能源政策，改善能源结构，提倡使用清洁优质高效能源，大力推广节能环保新技术。特别是制冷与空调行业，应在进一步降低建筑能耗的基础上，从环保化、节能化、智能化三方面着手，注重新技术的研发和应用，以及制冷空调技术与相关技术的融合与交叉，以适应二十一世纪的能源战略新需要。