摘要:当前空调已经成为现代建筑中必不可少的组成部分,空调虽然可以带给人们舒适的办公环境和生活环境,但是其面临着巨大的能源损耗,而在空调工作系统中,能耗量最大的便是制冷系统,制冷系统作为冷暖空调系统中核心组成部分,其在建筑总能量耗所占比例高达25%~50左右。因此,为了保护环境,减少能耗,便结合冷暖空调制冷系统科学地应用环保节能技术具有非常重要的意义。基于此,以下对空调制冷技术研究状况和发展趋势进行了探讨,以供参考。
关键词:空调制冷技术;研究状况;发展趋势
引言
中央空调系统的出现,解决了地下制冷、制热、通风的难题,如在地铁、大型购物商场中,在中央空调机组的运行下,可以对封闭、半封闭环境起到改善作用,以保证各项基础设施的正常运行。空调制冷系统是依据内部液体的液化现象来产生冷量的,在通风系统的辅助作用下,向空间内输送冷气,以达到降温目的。中央空调机组的性能参数选取一般以空间结构为主,如果冷气输送空间格局较大,则需通过多个冷气通风口来进行循环降温,此时中央空调系统将处于负荷运营模式。
1当下空调制冷技术
我国空调市场目前最为普及的两种空调机型分别为热泵型与电辅热泵型,两种空调机型的关键配置都为空气源热泵。空气源热泵作为空调制冷技术的核心,其组建原理是依据循环逆卡诺原理进行设计构成。空气源热泵工作时能够集中采集低温热源,通过内部机身进行整合处理,从而组成高温热源。倘若可以提升低温热源的采集效率,可以循环使用高温热源进行制热服务。我们通过使用空调不难发现,空调机是兼具制冷与制热两种功能的;但空调主要使用制冷功能,由于北方城市冬天提供供暖服务减少空调制热需求,在空调的整体设计时,制冷效率明显高于制热效率。当我们使用热泵型空调制冷时,空调机会在室内制冷并将制冷产生的热量分散于室外,冬天使用制热功能时则与之相反。此种工作原理可以有效提高空调运行效率;但是该种空调运作模式存在缺陷,当温度低于一定范围时空调无法运行。因此,电辅热泵型空调在此基础之上加以改进,在原有热泵型空调系统中增加电热部件,扩大空调工作的温度范围。
2空调制冷技术研究
2.1汽化吸收式
汽化吸收式主一般由吸收阶段、蒸发阶段、冷凝阶段、生发阶段为主,其分为制冷与吸收两个系统循环。当气态物质由冷凝器对制冷工质传输热量后,其自身由于失去热量将转变为液态物质,然后液体经由节流器进行降温、减压等工序,流入到蒸发装置中,此时低压液体在高温情况下将进行分解,此时液态转变为气态将吸收一定的热量,进而产生制冷效应。汽化吸收式与蒸汽压缩式的工作机理较为相似,而在吸收循环系统中,液体吸收剂对蒸发器生成的气体进行吸收,目的是对蒸发装置进行降压处理,制造出一个稳压环境,令设备可进入到持续工作的状态。吸收剂在完成吸收工序时,产生的冷凝溶液将通过泵体抓装置传输到生发器中进行加热处理。此时,沸点低的剂体形成高压气体进入到能量装换阶段,而其余溶液则将继续用户低压制冷。
2.2喷射式制冷
蒸气喷射式制冷也是一种热驱动制冷,与吸收/吸附式制冷不同的是,它仅需要制冷剂而不需要吸收/吸附剂。水是喷射式制冷的最常用制冷剂,此外也有研究采用二氧化碳、R245fa和R123等作为制冷剂。喷射式制冷主要依靠喷射器的抽吸作用产生真空效应,促使制冷剂蒸发从而制冷。
冷凝器的制冷剂液体分为两路:一路经过泵加压后进入发生器,消耗高温热量输入并变为高压制冷剂蒸气,高压制冷剂蒸气作为工作流体进入喷射器;另一路经过节流阀后进入蒸发器,由于高压制冷剂蒸气在喷射器中产生的真空作用,蒸发器中的低压制冷剂液体蒸发并输出冷量,而低压制冷剂蒸气则被引射进入冷凝器.喷射制冷还可以与蒸气压缩式制冷系统、吸收式制冷系统等进行多种形式的耦合,提升系统的制冷能力。
2.3蒸汽压缩式
蒸汽压缩式的制冷工质为气态物质,在压力、温度的作用下,将气体导入冷凝装置,并与装置内的物质进行热量交换,待完成热量传递时,气体将变为液态物质。然后经过过滤器的除杂、干燥等工艺,将液体倒入膨胀阀装置中,进行分流减压处理,以与容器内原有的液体进行混合,供下一步汽化反应。液体在产生潜热力的情况下,受到容器内压强的影响,平衡温度值也呈现出一定的变动。这时,为获取更低的温度,只需对溶液工质进行降压处理便可。
3空调制冷技术的相关应用
3.1冰蓄冷技术
冰蓄冷制冷技术的研究要点是针对空调系统在工作时所产生的融冰冰冷量,对融冰冰冷量进行再处理,循环利用一次工作消耗的能源。该种空调系统能够完全释放空调工作所需的潜热与显热产生的融冰冰冷量,并利用设备将冰冷量收集利用,保证空调作业时达到冷负荷的标准。存储设备则称之为蓄冷设备,配备此种系统的空调可以大大提高运行功效,且制冷系统更为稳定耐用,有利于系统节能减排,为使用者创造可观的经济效益。
3.2使用空气源热泵技术
在具有生态效益的空调、采暖和空调制冷系统的实际应用中,首先要注重空气泵的最佳使用,因为它可以用来处理来自夏季空气的外部热泵,从而以满足需要。它具有室内制冷室内制热功能。室外空气源热泵冬季可供热,主要用电;室外空气转换不会污染环境,另外,在北方地区,夏季太阳辐射强,而冬季又对热能的巨大需求,通过发展水泵,完全可以满足实际的供热和供冷需求。空气源热+太阳能集热器、空气源热泵+热电锅炉。
4未来空调制冷技术的发展方向
空调制冷技术的传统应用包括室内空气调节、冷冻冷藏、液化气体和低温制冷机等方面,然而我们所介绍的应用已经远超出了该范围,数据中心冷却、太阳能制冷、电动车热管理、高效清洁供热、工业余热回收、低温生物医学和大科学装置等诸多应用都是与新兴产业息息相关的.其原因在于,空调制冷技术已经慢慢变为一种基础应用类技术,它为不同行业的发展提供支撑,同时也配合国家发展需求而不断改进.传统的空调制冷技术已经较为成熟,但在应用于新兴领域时仍然需要进一步提升.例如,输出温度高和温度提升能力强的热泵技术必然会对进一步拓展余热回收起到重要作用,但传统制冷空调技术对于高温热泵的技术积累仍然不够多,所以还需要高温热泵的制冷剂、热力循环、换热技术和控制技术进行深入研究.又如,传统的空调热泵技术由于要满足除湿要求,蒸发温度低,系统效率低且热舒适性差,发展除湿与降温耦合的新型热泵空调系统可以实现能效的倍增,这些应用拓展所驱动的研发不但可以助力新兴领域的发展,也是空调制冷技术未来发展的必由之路。
结束语
人类不顾后果地享受着科学技术进步带来的舒适生活,却忘却因此而造成的环境污染问题将会影响后世。面对日益恶化的环境问题,既能保证空调基本的制冷需要,并且减少有害气体排放、节约能源是当下制冷技术亟需解决的难题。空调制冷技术的突破创新,关系着家电行业的未来,也关乎人们赖以生存的地球环境。
参考文献
[1]原云飞,宋宇.暖通空调制冷系统中的环保节能技术[J].建材与装饰,2019(36):226-227.
[2]樊欢.变频技术在中央空调制冷系统中的应用研究[J].中外企业家,2019(35):200.
[3]杨胜允,黄善美.智能化时代的制冷空调技术发展[J].天工,2019(04):132.
[4]陆考灵.空调制冷技术研究状况和发展趋势研究[J].中国战略新兴产业,2018(36):165-166.
[5]许宁波.空调制冷技术研究状况及发展趋势分析[J].时代农机,2017,44(08):56.