空調制冷技術研究狀況和發展趨勢研究

李聰

廣州松下空調器有限公司 廣東廣州 511495

1 空調制冷原理概述

當前我國應用最為廣泛的空調主要有兩種類型，一個是熱泵型空調器，一個是電輔熱泵型空調器。這兩種空調都是依托空氣源熱泵技術通過逆卡諾循環原理進行構建的，在空氣源熱泵技術的制冷過程中，通過自身收集熱量效率高的特點，將低溫熱源集中并整合形成高溫熱源。空氣源熱泵技術依靠這樣的特點不僅被應用到制冷技術中，還被廣泛應用到制熱供水等方面。就空氣源熱泵技術的工作原理簡單來說，制熱模式下，室內是制熱，室外是制冷；制冷模式下，室內是制冷，室外是制熱。通過冷熱的調換以及自身功率高效的特點逐漸成為當前應用最為廣泛的空調技術[1]。

2 國內外有關制冷技術的研究現狀

2.1 制冷劑的研究現狀

在空調制冷技術中，制冷劑的作用毋庸置疑是至關重要的，選用合適的制冷劑是保證空調制冷技術的質量和效果的關鍵。因而，在空調制冷技術研究中，制冷劑的開發與應用的研究起到舉足輕重的作用和效果，直接影響空調制冷技術的發展進程。從制冷劑的發展進程來看，我國的制冷劑主要由“自然物質——人工合成”與“回歸自然物質”兩個階段組成。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，無法得到廣泛運用，最終被氟利昂制冷劑所取代。但是，由于氟利昂對臭氧層易造成較嚴重的破壞而被其它制冷劑所取代[2]。

2.2 制冷原理的研究現狀

隨著科學技術的不斷發展，空調制冷技術研究越來越頻繁，直接影響了新制冷理論與實踐的發展。在這種空調制冷技術不斷發展的過程中，衍生出一種新型制冷技術，簡稱為熱聲制冷技術。這種技術與傳統的制冷系統相比，打破了傳統制冷技術的格局，凸顯出與眾不同的制冷優勢。這些制冷優勢具體如下：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，不會對臭氧層、生活環境等方面造成過多影響。②這種技術的基本結構簡單、可靠性好、使用壽命長、控制靈活、成本低。可見，熱聲制冷技術作為一種新型的制冷技術，擺脫了傳統制冷技術的缺點，為制冷技術提供發展方向。當然，熱聲制冷技術也存在一定的問題，其制冷效率問題一直以來是影響其發展和進步的重要問題。

3 空調制冷技術的發展趨勢

3.1 蓄冷技術

眾所周知，空調對于電能的消耗較大，尤其是在空調普及化程度如此之高的現在，我國使用空調的家庭及各種設備所產生的電能消耗難以估量。而蓄冷技術能夠有效環節電能過耗的現狀。蓄冷技術的原理就是利用夜晚的用電低谷時段，電價低廉，電力負荷小，利用制冷設備將蓄水桶中的水制成冰，儲蓄冷量（指比環境溫度低的物質所具有的吸收熱量的能力，這個吸熱能力的大小就稱為冷量），在白天用電高峰（用電的人多)時將冰融化為水，釋放冷量，以所蓄冰的冷量釋放來轉移電力高峰負荷，平衡電力供應。由于平衡了早晚的用電差異，發電廠的發電設備利用率增高，相對減少了污染的排放，除此之外，電網在用電高峰時的電負荷減少了，電網的穩定性也得到了提高。作為節能環保的技術，蓄冷技術需要大力發展。

3.2 空氣源熱泵技術

空氣源熱泵技術是基于逆卡諾循環原理建立起來的一種節能、環保制熱技術，通過自然能（空氣蓄熱）獲取低溫熱源，經系統高效集熱整合后成為高溫熱源，用來取（供）暖或供應熱水。該技術具有以下3點優勢：①這種技術的溫度調節范圍比較廣，可以控制到-40℃。②這種技術的運用和其制成的產品都不會受到惡劣天氣的影響，安全可靠，運作較良好。③環保效果明顯，對環境污染不大，不會排出任何的污染氣體。運用于空調的制冷系統中，能夠節約能源，滿足人們的供暖、供熱水的需求。

3.3 渦流管制冷技術

渦流管制冷技術由于其無污染，制冷溫度低，使用方便而得到比較廣泛的應用。最近俄羅斯制造出了使用空氣作為工作介質的渦流管冰箱，其制冷溫度可以達到-100℃ ，而且具有制冷速度快，耗電少的優點，并且不用氟里昂為工質，是真正的綠色制冷技術。這使渦流管制冷機的應用前景變得十分誘人。由于渦流管制冷的機理復雜，現階段有關渦流管制冷的理論較少。

3.4 吸附式制冷技術

太陽能吸附式制冷空調系統是一項新的技術，與多聯變頻空調系統相比，目前太陽能吸附式制冷空調系統的性能、運行穩定性尚相距甚遠，而且設備造價高，需要一定的空間安裝集熱設備，但它具有節能、環保、良好的季節適應性、運行費用低等優點，符合可持續發展戰略的要求。因此，在太陽能資源豐富的地區，太陽能吸附式空調系統可望逐步得到推廣及應用。

4 結語

綜上所述，隨著我國經濟的發展，人們生活質量的完善和提高，空調制冷技術的發展、研究和應用也越來越受到各行各業，比如，服務行業、醫學、生物科技、冷藏冷凍、農業和建筑行業等的重視。近年來，空調制冷系統中空氣源熱泵技術、冰蓄冷技術和太陽能制冷技術的應用及發展迅速，為社會的發展提供了便利，做出了非常大的貢獻。科技的發展推動空調制冷技術的不斷更新和進步，節能環保、健康舒適和智能化成為當今空調制冷技術的發展趨勢，高效的壓縮機和換熱器、直流變頻技術、網絡智能技術等的應用正推動空調制冷技術的發展飛速前進[3]。