摘要:随着现代社会经济的发展,人们的生活水平已经得到了有效提升,生活质量也显著改善。现代人对居住环境和办公环境有着更高的要求,因此空调也几乎成为了生活中必不可少的电器产品。空调的使用可以起到调节室内空气温度,提升环境质量的作用。近年来,为了满足节能环保方面的要求,以及不断的提升空调制冷效果,空调制冷技术有了很多新的突破。在下文当中,笔者将对空调制冷技术以及多种空调系统进行讨论分析,不断促进节能型空调技术的发展,同时提升空调的应用质量。
关键词:空调;制冷技术;技术分析;空调系统
空调的使用造成了能源的大量消耗,并且空调制冷所排放出来的气体会造成局部气温的上升。随着人们对环保事业越来越重视,如何开发节能环保性的制冷技术,提升空调的使用效果也成为了领域内的重点研究方向。传统的空调制冷技术一般依靠氟利昂,其所带来的污染是特别严重的。而现在,则可以依靠多种无污染的制冷技术实现空调制冷,起到了高效的环境保护作用。
一、几种空调制冷技术分析
(一)热声制冷
热声制冷主要是以惰性气体作为制冷剂,空调运行过程中几乎不会产生对大气和臭氧层有害的物质,该制冷技术具有较高的环境保护加之。与传统的压缩制冷技术相比,热声制冷技术系统的结构更加简单,降低了空调的生产成本,而且系统的可靠性强,无需振荡活塞,零部件不发生运行,所以空提的使用年限也得到了很大程度上的提升。热声制冷技术的工作原理建立在热声效应的基础之上,通过感应声波的密度进行热量输入和输出,声波密度较大时输入热量,反之则输出热量,声波也伴随热量的输入和输出进行加强或者减弱。目前该项技术还有很多待开发的空间,由于热声制冷的环保价值较高,未来领域内或将在此基础上进一步开展研究。
(二)太阳能制冷
传统电力作为空调运行的能源所消耗的容量比较大,存在严重的能源损耗,而太阳能则是一种无污染的可再生资源,对环境不存资损害,且取之不尽,用之不竭,以太阳能取代或者合并电能实现空调制冷可以很大程度上改善社会的用电环境,保证电力供应,减少电力消耗。该技术下,太阳能作为能源补偿物质,在低温质向高温质转移热量时进行补偿。利用太阳能进行制冷主要有两种方式,第一种是利用光热转化实现制冷,也就采用某种设备将太阳能转化为机械能或者热能,以转变后的能量作为补偿物质实现制冷;另一种则是利用太阳能进行发电,取代或者合并市电,驱动压缩机实现制冷。但从当前的市场情况来看由于硅晶材料的成本比较高,因此也使得太阳制冷所用太阳能电池的成本颇高,未来,还需继续加大对新型材质的研究,或是开发高效高温的集热器,降低太阳能电池的成本,才能提升太阳能制冷技术的普及程度。
(三)冰蓄冷技术
当前市面上应用的冰蓄冷空调一般都是采用的间接蒸发制冷蓄冰技术,空调系统主要包括控制机组、制冷机组、冷冻冷却水泵、换热器以及蓄冰槽鞥几个部分,载冷剂一般是浓度为25%的乙二醇水溶液。冷机组和蓄冰槽一般为串联或者并联关系,制冷系统的运行就是针对二者之间的关系进行的。串联程序又以制冷机组按照机组供冷和蓄冰槽按照冰供冷模式分为上端制冷和下端制冷方式。控制机组可以切换不同的运行模式和供冷模式,这样就可以在保证有效制冷的情况下,最大限度的节约运行耗能。常见的运行模式有以下几种:供冷蓄冰;制冷;冰供冷;冰联合供冷和机组直接供冷。
冰蓄冷空调可以转移一部分或者全部的空调用电时间,削弱用电高峰,降低了用户配电设备的容量,同时可以利用夜间的低温条件进行快速散热,其夜间的运行效率更高;其次,冰蓄冷空调的大部分时间都处于全负荷运行状态,对电能的使用率比较高,可以降低电能损耗,同时机组运行效率高,零件损耗比较低;第四、制冷设备的容量更小,维修与管理成本更低。
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二、几种空调系统的研究分析
(一)太阳能空调系统
太阳能空调系统环保价值高,且不存在污染。目前我国对太阳能等相关技术的研发越来越重视,未来也有望突破当前的技术瓶颈,在全国范围内普及使用太阳能空调。太阳能空调系统或是将太阳能作为补偿物质进行制冷,或是直接将太阳能转化为可利用的能源驱动空调运行。
当前,太阳能空调系统还未正式上市,很多项目处于示范工程阶段,在我国,这样的太阳能空调示范工程有十几个,上市问题主要是:系统的蓄热效率低,而且太阳能转换其它能源的效率也非常低,空调系统的生产成本高等等。这些问题的存在严重降低了空调的制冷效果,但太阳能空调系统在环境性和节能性方面的价值是无可厚非的,未来主要针对解决蓄热和提升能源转化率这两个问题,才能进一步推进太阳能空调工程的进行。
(二)水源热泵空调系统
(1)水源热泵空调系统是一种集合制冷和制热两项功能的空调系统,而且运行效率高,环保性也比价好。水源中央空调系统主要包括三个部分,分别是室内空气处理末端系统、水源水系统以及水源热泵系统。其中,室内空气处理末端系统主要进行送热或者制冷。系统运行流程如下:室内空气处理末端系统在水源中提取低品位的热能,输送至水源热泵系统,以通过电能驱动输入到高温热源,对用户实现供热;制冷则是通过室内空气处理末端系统将室内多余的热量转移到水源当中。该空调系统对环境的损害也比较小。
(2)水源热泵空调系统可以分为开放式和封闭式两种系统。其中封闭式系统是通过建立地下埋管换热器或是地表水埋管换热器,以形成封闭的水循环系统,水源系统存在于地下,散热和取热也都是通过地下土壤或者地表水进行。开式式系统则是直接利用地表示,或者抽出地下水进行,该系统模式下,热能的交替通过板式换热器以及机组的运作实现,无论是输入热量或者输出热量,最终都将回灌到地表水或者地下土壤中。目前,水源热泵技术在我国应用并不是非常广泛,而且该技术对地域存在限制,所以该项技术当前在华东地区使用比较多,在水源缺少的地区普及程度低。
(三)天然气吸收式制冷系统
天然气属于清洁能源,而且在我国的储存量非常丰富,目前,天然气在世界排名为第三大能源,与煤炭和石油相比,其具有能源效率高、污染小、储量大等优势。将天然气作为空调系统的运行能源,替代电力驱动,也可以进一步改善空调系统的能源消耗和环境污染问题。天然气吸收式制冷系统的内燃气以天然气作为能源,目前该类空调系统在行业中的占比逐渐提升,未来的发展空间也非常大。天然气相比电能,成本更低,节能效果更强,而且对压缩机的损伤比较小,提高了空调系统的使用寿命。吸收式制冷属于循环制冷方式,建立在热化学压缩机在基础之上。燃气吸收式制冷系统中同样不存在机械运动,对空调内各个零件的磨损程度非常低,而且天然气的燃烧效率高,所产生的能源也更多,噪音低,系统性能更加稳定可靠。
结束语
未来,空调制冷技术还将进一步发展。领域内或将重点放在风能、太阳能等清洁无污染空调技术的开发上,努力实现空调节能,降低环境污染和能源消耗。在空调的制冷方式上也会将有很大的改善,现代的智能技术、自动化技术等都会被应用到空调系统当中。
参考文献
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论文作者:区建球
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/20
标签:空调系统论文; 太阳能论文; 技术论文; 空调论文; 水源论文; 系统论文; 能源论文; 《基层建设》2017年第30期论文;