空調制冷技術研究狀況和發展趨勢

摘要：現代空調制冷技術經過百年的發展，已經覆蓋到人類生產生活的各方面。由于環保的形勢要求，研發高效的設備和系統是空調和制冷技術未來的核心發展方向。未來空調制冷技術的發展可以分為三個方面，一是新型制冷劑的研究開發，二是新型節能環保設備的研發，三是新型空調與制冷系統的開發與設計。本文對目前行業的研究現狀和發展趨勢進行了總結。

關鍵詞：空調制冷；技術；研究狀況；發展趨勢

一、國內制冷技術的研究狀況

同國內家電企業發展路線相似的是我國的空調制冷行業仍然走的是借鑒國外先進技術并進行效仿的發展路程，這雖然使我國空調企業的發展規模有所擴大并有所發展，但毫無疑問的是它的發展仍處在“拿來主義”、“照貓畫虎”的圈子里。目前，由于從國外引進的技術不是現今使用的先進的技術，相反而是一些國外已經摒棄的、過時的技術，從而造成目前國內的許多空調產品仍然陷在勞動密集型的模式中，在綜合實力上也無法與國外的產品相媲美，而是處于國際分工的低端。由此可見，同國外先進的空調制冷技術以及產品相比，我國的就顯得有些低劣了。

雖然同國外相比，我國的空調制冷技術起步晚，發展的有些緩慢，事實上，近些年來，我國在這方面的研究一直在進行著，并且已經取得了一定的進步。如：有關熱聲制冷技術的研究，華中科技大學已經有十多年的歷史，所取得的成就是成為目前國家有關這方面研究第一個獲得自然科學資金資助的單位，并作為國內熱聲制冷研究中心而被人所熟知。除此之外，天津大學也在國家自然科學基金等的資助下進行CO2跨臨界循環的研究。由此可見，我國在空調制冷技術方面的發展還有很長的路程需要走，但是相關人士需要知道的是目前，我國面臨的主要問題已不是如何發展空調制冷技術，而是如何實現其產業化的問題。

制冷劑作為空調制冷技術的核心研究對象，其研究、發展狀況的好壞直接影響著國內的空調制冷技術的發展。目前，我國將制冷劑的發展歷程主要分為從自然物質到人工合成的物質、再回歸到自然物質兩個階段。早期屬于天然物質的制冷劑（乙醚、氨、CO2）等雖然在自然界中容易獲得和制取，但是由于受到科技水平、經濟條件等的限制致使制冷設備龐大、效率較低等因素逐漸被氟利昂制冷劑所代替，它的主要特點就是熱力性能較好，這就是所謂的制冷劑發展的第一階段，但是由于氟利昂這種人工合成物質對臭氧層造成了極大地破壞，這種問題無論是對人的身體健康和環境均是不利的，由此可見，氟利昂制冷劑被其他制冷劑所代替已是不可改變的事實。自此，國內外紛紛研究代替氟利昂的制冷劑，經過長期的研究總結，目前，在眾多的天然制冷劑中氨、丙烷與其他烴的混合物及CO2制冷技術以其自身的優勢最有可能成為代替氟利昂制冷劑的自然物質。

二、空氣源熱泵技術的具體應用發展

1、冰蓄冷技術

在現代城市中，空調已經成為人們日常生活的必需品，其在人們生產和生活中的應用范圍正在逐步擴大。然而，在空調技術被推廣的同時，空調自身產生的能源消耗也受到了人們的重視。科學統計顯示：我國企業和居民消耗在空調系統上的電能已經超過了60%。在電能資源緊張的現狀下，降低空調自身的能耗，是擺在人們面前的重要課題。

經過不懈努力，專家研制成功了冰蓄冷技術，有效降低了空調能耗。采用這種技術制成的新型空調，可以利用非峰值的電能，來保持制冷物質的最佳能量節約狀態，并維持系統的運行良好。將空調自身運轉所需要的潛在能量和顯在能量全部釋放出來，提供給空調系統以便實現正常工作，也就是通過融冰冷量的放出，來使空調內部的冷負荷達到既定要求。這時，蓄冷裝置就成為了儲存冰塊的容器。這種冰蓄冷技術的空調，可以實現填谷移峰的功能，它提高了裝置運行的穩定程度，提升了經濟效益，并有效削減了空調的能量損耗。

2、太陽能制冷技術

太陽能是一種清潔的新型資源，它沒有限量，并且可以再生。太陽能自身的巨大潛在能量和長期效果，受到了專家的重視，近年來，有關太陽能利用領域的技術研究也取得了很大進展。利用太陽能來制造制冷的空調設備，是目前制冷節能技術的重點所在，這種空調的利用前景十分廣闊。太陽能空調在節能方面的優勢也很明顯，科學統計顯示：全球居民使用空調所消耗的能源，占到了全部居民消耗電能的一大半。如果引進太陽能制冷技術，那么居民使用空調所消耗的電能將會大大降低。同時，太陽能資源還是一種環境友好的資源，利用CFC壓縮制冷設備，會破壞大氣層中的臭氧，因此，這種工質已經不再使用。許多專家都致力于研究CFC的替代技術。通常情況下，太陽能空調使用非氟氯氰作為制冷物質，它對于臭氧的破壞性和溫室效應都為零，因此能夠達到保護環境的要求，并可以減少石油化工燃料在燃燒時產生的污染性物質。另外，太陽能空調自身的供熱量和冷量在四季中匹配程度都很高，也就是說，太陽的輻射能量越多，空氣的溫度就會越高，用戶需要的供冷量就會越多。利用這樣的原理，我們可以將這樣的太陽能空調體系設計成多種能源來源的類型，利用工廠排放的工業廢氣、工業余熱以

及天然氣等各種能源，建造質量優良的制冷空調。

目前較常見的太陽能制冷空調技術包括吸收式的太陽能制冷裝置，這種空調系統利用變換的溶液濃度來取得冷能源，即在特定的壓力下，制冷物質就會吸收熱量而蒸發，這時再利用吸收物質來吸收蒸發出來的蒸汽。這樣的制冷裝置原理，利用發生裝置和吸收裝置代替了壓縮裝置，可以利用的能源包括熱水、太陽能、蒸汽和燃氣等各種形式。目前，這種空調裝置系統的應用范圍在日益擴大，它將常規的吸收式氨水空調或者溴化鐸空調和太陽能系統有機結合，從而發揮出提供熱量和制冷的作用。另一種比較常見的太陽能空調系統類型為噴射式，這種系統中的制冷物質在換熱裝置中，能夠吸收太陽能并實現壓力增大、氣壓轉變等，生成飽和狀態的蒸汽，進入噴射裝置并通過噴嘴來快速噴出，在噴射裝置附近形成真空隔層。同時，噴射裝置再次吸進壓力較低的蒸汽，通過噴嘴產生的氣體混合物逐漸進入冷凝裝置中，實現凝固和熱量放出，而放出的冷凝液體經過閥門流進蒸發裝置中，在吸收熱量之后發生汽化，完成整個的制冷過程循環；另一部分冷凝液體經過循環泵裝置提升壓力，然后流進換熱裝置中再次發生吸收熱量和汽化。

太陽能光電式制冷空調，也是新技術發展的成果之一。光電式制冷空調利用了太陽能發電功能，通過光電的轉換，來使太陽能轉換為一部分電能，通過頻率高的壓縮制冷設備來驅動裝置，因此，這種構造技術制成的制冷空調和壓縮空調原理很相近。金屬氰化物制成的空調在不同的溫度環境下，通過吸收和放出氫氣來放出熱量，實現制冷的功能，即便在溫度較低的狀態下，也可以實現正常的工作。金屬氫化物的成本下降，它本身放出和吸收熱量的效率就會提升。由此可知，這種太陽能制冷空調系統的應用面比較廣，并逐漸成為這一領域專家研究的重點之一。

結束語

綜上所述，空調系統已成為人們生活中的重要組成部分，它擔負著健康營造舒適環境的重任。然而這一目標的實現需要先進的、科學的空調制冷技術，因此，大力研究、發展空調制冷技術不僅對空調業的發展具有極大的促進作用，最重要的是能為人們提供一個舒適、健康的生活環境。

參考文獻：

[1]王瑤.空調制冷技術研究狀況和發展趨勢[J].科技創新與應用，2013，19：300.

[2]柳園園，范小彬.空調制冷技術研究狀況和發展趨勢[J].科技創業家，2013，09：195.