機械工程中空調制冷技術的應用分析

文/李志達

為提高商空調的制冷效果，保障商業空調制冷技術在機械工程領域的合理應用，本文將從空調制冷技術原理出發，分析空調制冷技術的發展歷程，同時掌握先進的空調制冷技術，以便為商業空調制冷效果的強化提供合理借鑒。研究發現，空調制冷技術作用顯著，屬于機械工程中較為重要的生產條件，現實中可借助壓縮機選型和安裝、制冷劑管路的布置等措施，確保商業制冷達到基本的技術要求。

現階段，經濟環境質量與生活水平不斷提高，機械工程生產中對空調制冷系統的性能與運行效率也提出了更高要求。相關設計人員除了要掌握空調系統參數與核心設備指標外，還要不斷優化空調制冷系統，借此強化制冷效果，為機械工程穩定運行提供一定的技術保障。

空調制冷技術原理

隨著科技創造力的提升，工程機械不斷發展，空調制冷技術應用效果的要求越來越高。工程機械空調系統不同于普通的空調系統，其構成是比較復雜的，在機械工程中制冷需要使用到壓縮機和冷凝器，同時還要輔助節流和蒸發等環節，才能確保冷空氣的循環運行。在此前提下，可以讓蒸發器周邊溫度始終處于安全的溫度區間內，并且滿足機械生產的全過程制冷要求。

商業空調制冷技術的發展

商業空調制冷技術前后經歷了較多的發展階段，在工程機械中制冷技術由功能簡單向功能齊全且智能化方向穩步發展。首先是單一制冷技術。單一制冷空調最早出現在二戰期間，空調制冷系統在使用中無法對溫度合理調節，所以上市幾年后就走向了淘汰。當前的空調系統已經全部發展成了可調節型，對環境溫度的控制十分友好。其次是冷暖一體化空調系統。這種冷暖一體化的系統最早應用在汽車上，而后該技術又被使用到了機械工程中，主要是通過一系列制冷、制熱、除霜等操作，達到理想的溫度調節效果。現階段，這種空調系統在工程機械領域依然廣泛存在。最后是自動溫控空調系統。這種自動溫控空調系統，也可以達到冷暖一體的效果，但個別情況下需要借助手動調節，無疑增加了作業量。但該系統的優勢在于溫控效果非常好，可提前設置作業溫度，然后系統會根據實際情況，實現溫度的自動調節，體現節能環保的理念。目前，新型機械工程制冷機多采用的就是智能溫控系統，借此保障能源使用的效率和設備運行速度。

商業空調制冷技術的現實應用

在信息技術不斷發展背景下，空調制冷技術進行了新的嘗試，許多新技術和科技產品出現，如空氣源熱泵技術、太陽能半導體空調制冷技術以及空調冰蓄冷技術等，下面將進行簡單介紹。

空氣源熱泵技術

空氣源熱泵技術的應用原理比較簡單，具體是利用集熱效應（空調制冷系統的）獲取低溫熱源，在此基礎上對收集的熱源進行整合，形成-10 攝氏度到40 攝氏度可以利用的空調系統。實踐證明，采用該項技術，并不會排放任何污染物，所以說空氣源熱泵技術評為是一項環保的制冷技術。

太陽能半導體制冷技術

目前，商業制冷技術不斷發展，工程機械中制冷設備不斷升級，太陽能半導體制冷得到廣泛應用。該系統運行由太陽能作為主要能力，通過光電轉換（也就是常說的太陽能電）、儲能設(蓄電）等構成制冷系統。在制冷系統運行期間，太陽能光電轉換器發揮關鍵作用，其設置的運行目標是輸出直流電，確保實際輸送的電量穩定，可源源不斷給核心制冷裝置提供能量，借此發揮商業空調制冷的優勢。在技術保障下，促使設備開展制冷運行，而剩余的電量將會直接進入儲能設備儲，,確保在沒有太陽能的時間里系統可以正常運轉。

空調冰蓄冷技術

蓄能空調制冷：蓄能空調系統構成復雜，設計理念較為先進，在其科學運行階段可轉移電力高峰用電量，借助相對完善的措施平衡電網峰谷，,起到提高設備運行效率以及節能減排的效果。因為蓄空調制冷可有效抑制環境污染問題，實現生態平衡。該系統與常規系統的最大區別在無須需考慮負荷大小的情況，只要滿足制冷階段的運行負荷要求就可以了。蓄能系統的使用可在合理的時間內對冷負荷進行分配，借此實現制冷設備的合理運行。

蓄冰空調制冷：蓄冰空調制冷是最近幾年才被提出的，其與一般空調的制冷原理有所差異，主要在于制冷劑的變化，現實中需借助低凝固點且性能穩定的制冷劑完成相關的制冷操作。在蓄冰空調制冷的加持下，可確保在吸熱、放熱全過程中熱量處于守恒的狀態，可將制出的低溫鹵水直接引進到儲冰槽內，借助這樣的方式形式循環降溫的效果。儲冰槽內溫度通常情況下比較低，一般可達-4℃～-6℃，而且該制冷系統可合理實現夜間儲冷，白天放冷，可提高資源使用效率。儲冰槽的作用顯著，在整個系統中其作用等同于一個換熱器，借助儲冰槽完成能量的轉換。經研究發現，儲冰槽的構成復雜，其內有許多小管，而這些管路發揮著核心的作用。管外為清水，鹵水則在小管內流動，不同水質會產生溫度差從而形成熱能。具體實操中，鹵水經管外水溫傳送回制冷機內，在其中重新加工制冷，當制冷水溫達到要求后會將低溫水再進入冰槽，在技術保障下實現循環往復，從而滿足不同制冷需求。

燃氣驅動制冷技術

通過研究發現，以天然氣為能源的壓縮式制冷空調系統應用較為廣泛，該系統已經成功替代了部分的電力驅動壓縮式制冷體系。該系統優勢明顯，在使用期間可節省大量的作業能源，最直接的是減少電力資源的投入。另外，燃氣驅動制冷技術對壓縮機等核心設備比較友好，可保障核心設備的使用壽命。實操環節中，根據驅動力不同（泵送熱能的），可將燃氣驅動制冷技術合理分類。

天然氣驅動的壓縮式制冷：在該技術體系中，不可或缺的是制冷劑。通過研究發現，制冷采用的制冷劑起到核心的作用，其類型多為氟氯烴，這種制冷劑形態較為特殊，在系統運行中只會發生相態變化，同時其制冷效果理想，可靈活調節制冷能力。運行該制冷技術，不僅可以保障運行效率，同時經濟性也比較高。螺桿空壓機系統通常涵蓋著單級壓縮螺桿空壓機和無熱再生吸附式干燥機，前者在實際壓縮環節中，可以借助主機陰陽轉子的支持展開各項操作，在實際運轉階段中，機頭環境散熱期間不會產生冷卻現象，可以將其作為絕熱壓縮操作形式。

熱驅動的吸收式制冷：通過研究發現，制冷循環過程中，所有的工質對不會形成化學變化，而只有濃度變化，其驅動力為天然氣燃燒時產生的熱量，甚至廢熱。該制冷系統中壓縮機的地位可以被吸收器和溶液泵等設備替代。實踐證明，這種以熱能代替電能的制冷方式可以合理控制制冷成本，保障商業制冷設備的經濟效益。

干劑除濕系統：研究發現，在潛熱冷卻作用下，會有一半以上的能量被消耗掉?，F實應用中，升級后的吸附系統（利用干燥劑）可在不冷卻空氣的情況下直接有效將空氣水分去除，借助相對高效的方式，靈活調控空氣溫濕度，滿足多方面的制冷需求。

目前，聯合系統的應用值得借鑒，可避免凝液現象出現（單一制冷時），在此基礎上對環境溫濕度合理控制，通過調節室內物品的濕度，有效降低霉菌產生的可能性，提高空氣質量。事實證明，采用聯合設計方案，可進一步強化溫控的效果，節約能量的同時，還可以有效控制制冷系統負荷，從而減少不必要經濟損失。

在并聯系統設計期間，需使用到高溫螺桿并聯機組，通過對高溫螺桿并聯機組強化設計，優化機械工程的生產模式，提高產品質量，同時合理體現節能環保、安全可靠的生產經營理念。在氟制冷螺桿并聯機組設計階段，為達到理想的制冷效果，可合理應用PLC 控制系統作為管理系統，借此保障制冷操作的科學性。PLC 控制穩定性高，可減少制冷設備的故障概率。另外，增加PLC 控制模塊后，可從根本降低人工操作的難度，借助在線遠程監控，便可以滿足不同機械產品制造的溫度控制需求，進而為機械工程的合理推進夯實基礎。結合上述內容來看，對多臺螺桿壓縮機配置無熱再生干燥機系統可進一步保障生產質量，系統節能改造方案措施可以總結為以下幾點：其一，提升主設備能耗功率，在三級壓縮離心式壓縮機的支持下有效替代單級壓縮螺桿壓縮機；其二，提高系統控制水準，不斷將多余的母管壓力水平和波動幅度，進一步檢測分析母管壓力開展多臺壓縮機聯鎖控制模式替代壓力帶錯開模式展開系統管理與控制。

空調制冷技術的應用要點

壓縮機選型和安裝

通過上述分析可知，在機械工程中，優化制冷系統和空調制冷工藝對項目的順利推進有積極的作用。在空調制冷技術中壓縮機無疑起著重要的作用，為保障系統的整體應用效果，要極為重視這一內容，落實好壓縮機選型和安裝。壓縮機在空調系統中，因為運行原理不同所以有著兩大類別，其一是控制排量的壓縮機，該壓縮機應用廣泛；其二是變排量的壓縮機。現實應用中，雖然這兩類的壓縮機都具有各自的優勢，是利用制冷劑運輸方式，科學實現理想的空調制冷功效，但需要明確的是，整個過程中無法改變壓縮機發動轉速，冷氣是相對集中的。變排量的壓縮機靈活性會高一些，具體的應用場景中會根據自身制冷需求完成溫度的調控，它的壓縮機運行原理是將定排量與變排量融為一體，在此基礎上可確保冷氣的合理分散。

壓縮機安裝注意事項：其一，相關人員需要結合實際情況對加載壓力進行精準設定，充分考慮使用壓力型傳感器，以此來保證壓縮機可以將加載頻率降低至最小化；其二，多臺壓縮機的加卸載壓力帶需要設置為階梯形錯開模式，在一定程度上規避卸載、加載操作階段中，多臺壓縮機會發生在相同時間范圍內共同動作等情況，此類行為會引起強烈的系統壓力波動和壓縮機高頻率加卸載，從而對下游設備、空氣壓縮機等造成不可忽視的負面影響；其三，多臺壓縮機的壓差控制至關重要?，F實中，壓差過小會影響壓縮機的運行效率，而壓差過大則會導致系統響應速度減緩，并且誘發母管壓力穩定性問題。

制冷劑管路的布置

在空調制冷系統設計與優化中，制冷劑管路的正確布置直接影響著最終的制冷效果。制冷劑管道較為重要，在現實應用中又稱為空調的冷媒管，其作用原理是在一定力的作用下將空調制冷劑安全輸送，期間流經的蒸發器、閥門等均要依靠制冷管路的銜接，同時要調節好以上設備與壓縮機的距離，確保制冷效果的最大化。在設置該管路時，為保障制冷效率和經濟效益，要結合機械工程的實際需求，以最小的制冷孔徑進行設置，在此前提下確保管道內清潔與光滑，同時滿足制冷劑管道直徑最小承載力的設計要求，實現資源合理利用目標。此外，要應用科學的保護措施，將空調制冷管通道保護起來，使與其他發動機的核心管線分離，以免出現管線相互影響的問題。

確保部件安裝穩定

除了上述安裝與應用要點外，在空調制冷技術應用期間，還需確保各部件安裝穩定，借此降低空調制冷故障概率。在完成上述設計內容后，要合理開展機械工程的運行檢測，在此基礎上確保各個構件安裝穩定，科學消除安全隱患?，F實中，這樣做的目的在于可合理提高空調制冷系統的耐用性，提高空調制冷系統的抗震性能，使其可以較好應對突發問題，從而保障機械工程的生產效率。

先進空調制冷技術的應用功效

結合現實經驗可知，多數機械工程所處環境復雜，工作條件較為惡劣，對設備性能有極高的考驗。特別是一些機器要長時間在潮濕、寒冷的條件中運行，為保障機械使用壽命，推動機械工程的可持續發展。現實中，需不斷加大機械工程的空調制冷系統研究力度，借助有效的調節方式，保障機械工程設備始終處于理想化的工作環境中，降低故障率的同時，延長設備的使用壽命。實踐證明，合理的空調制冷和制熱技術，可合理改善作業環境，科學調節環境溫濕度，保障機械的應用性能。除了精準調控溫濕度之外，空調制冷技術的應用，還可以合理改善生產作業現場的風量、清潔度等，在此基礎上營造安全、舒適的工作環境，科學提升作業效率和質量。

現階段，根據空調制冷技術的實施效果來看，先進空調制冷技術的應用，可取得以下成效。

第一，可精準調節環境溫度。實操中，應用先進的空調制冷技術可以實現夏季制冷、冬季取暖的設計效果，同時還可以在梅雨季節合理除濕等，確保工程機械駕駛室環境舒適，給作業人員營造一種涼爽宜人的環境。

第二可科學提升空氣質量。現實應用中，借助系統的風道速度調節，可改變空間內的風量和風速，對提高空氣質量有一定的作用。空調制冷技術還可以與新風系統統一開啟，借助新風系統的過濾功能，實現操作空間內的空氣流動，加強空氣對流的作用，在此基礎上，改善操作環境的空氣質量，提高機械操作人員的舒適體驗。值得強調的是，先進空調制冷技術的應用，還可以是給駕駛室內增壓，在此基礎上有效防止灰粉進入機械艙，從而有效達到凈化環境的目的。

綜上所述，新時期機械工程的質量要求逐年提高，在此背景下空調制冷技術得到有效的發展，許多新技術不斷涌現。在現代化的機械工程中，先進的空調制冷技術有著較高的應用優勢，可為機械制造營造良好的作業環境，消除作業隱患的同時，提高作業質量和效率。結合現實可知，雖然空調技術在機械工程應用中進行了大膽的嘗試，目前空氣源熱泵技術、太陽能半導體空調制冷技術以及空調冰蓄冷技術應用都取得了明顯的效果，但是尚有很大的技術發展空間。為此，在后續發展過程中，要深度結合機械工程特點，重視空調制冷技術研發，不斷合理探索空調制冷技術的新領域，拓寬空調制冷技術的應用范疇，助力機械工程可持續發展的同時，實現商用空調制冷技術節能效果的最優化。