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摘要:随着我国人民的生活水平不断提高,空调在我国人们的生活中已经占有了不可或缺的地位。随着我国的科学技术的不断发展,空调的制冷技术也在不断的进步和发展,本文主要分析和研究了目前我国国内制冷技术的研究现状,就空调制冷系统以及未来我国空调制冷技术发展的趋势进行探讨。
关键词:空调制冷技术;发展状况;趋势
前言:在现阶段我国可以把制冷剂分成两个阶段,其中第一阶段是由自然界中的物质到人工合成的阶段,再有第二个阶段是从人工合成阶段再回归自然界的过程。传统的制冷剂是由自然界中提取相应的物质,但是其利用效率相对较低,因此被后来的新型制冷剂所代替。目前,我国的空调制冷技术需要对制冷剂的不断创新而提升。
1我国制冷空调技术的研究状况
我国空调制冷行业主要是与家电企业相同的技术,从技术引进到仿制的过程,虽然在生产规模上我国的空凋企业已经比较大,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。从发达国家引进技术,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生产的空调产品,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在进行相关研究,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。天津大学也在国家自然科学基金、教育部博士点基金和天津市自然科学基金的资助下,开展CO2跨临界循环的研究。此外,各种耐高温高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,目前主要的问题是如何尽快实现产业化。
2当前我国主要的几种空调制冷系统
2.1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:
第一,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;
第二,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,推广难度相对比较大。
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。
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2.2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。
2.3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。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。天然气较高的燃烧质量,有利于提高制冷循环热力系数,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值可达到1.1-1.2,而二三机组的COP值达1.65左右。
2.4水源热泵空调系统
第一,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。
第二,水源热泵根据对水源的利用方式不同,主要分为闭式系统、开放式的系统,闭式系统需要构造地下埋管换热器、地表水埋管换热器,形成一个封闭的地源水循环系统,向地下土壤、地表水散热。
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。
3未来我国空调制冷技术的发展
未来我国的空调制冷技术要不断的向节能、环保和健康以及智慧化发展。目前我国主要针对几大热点技术进行创新和研究,即自动清洁技术、直流变频技术、节能技术、静音技术、加湿技术、彩板技术、新冷媒技术、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,已被海尔空调的一个系列中,现行的空调能效门坎已跟不上国家“节能减排”的迫切步伐,计划今年,将空调的能效门坎由现行的5级提高到2级,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
总而言之,我国的空调制冷技术随着我国科学技术的创新也随之不断的发展。未来我国的空调制冷技术要往智慧环保以及节能化发展,重视我国空调制冷技术创新的研究和应用,保证我国空调制冷技术的高效发展。
参考文献
[1]冯晓辉.空调制冷技术发展研究状况浅析[J].科协论坛:下半月,2012,(1).
[2]柳园园,范小彬.空调制冷技术研究状况和发展趋势[J].科技创业家,2013,(09).
论文作者:张凌
论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/1
标签:技术论文; 水源论文; 太阳能论文; 我国论文; 空调论文; 空调制冷论文; 高效论文; 《防护工程》2019年第6期论文;