《空调制冷技术研究状况和发展趋势》

发表时间:2020/7/24   来源:《建筑实践》2020年第7期   作者:吴家亮
[导读] 空调作为住宅、商场、写字楼、地铁中转站等地方的必备系统
        摘要:空调作为住宅、商场、写字楼、地铁中转站等地方的必备系统,可以起到循环通风、冷热转换的重要作用。同时,空调解决了困扰人类多年的暑热问题,但一台空调消耗的大量能源与释放的有害气体却成为新的问题。如何权衡人类生活需求与缓解环境压力是空调制冷技术的新课题,同时也是未来技术发展的必然趋势。制冷技术丰富多样,技术改进之后可以被应用在各行各业,诸如食品保鲜、控制室内温度、湿度等用途。由此可见,制冷技术与人们的生活与工作息息相关。本文就此展开研究。
关键词:空调系统;空调制冷;制冷技术
        引言:
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。空调机组的性能参数选取一般以空间结构为主,如果冷气输送空间较大,则需通过多个冷气通风口来进行循环降温,此时空调系统将处于负荷运行模式。如果空调机组的制冷系统工作时间较长,在内部零部件的机能衰减的情况下,必然会加大系统设备的故障风险,给企业带来经济损失。为此,应科学地对故障进行诊断与分析,然后制订出相应的解决对策,从而维系空调制冷系统的正常运行。
        1空调制冷原理概述
        在制冷系统中,一般将液体进行汽化,以吸收外界环境中的热量,然后再依据冷凝过程中的放热来形成冷气环境。在密度容器中,液体汽化后产生的气体,由于属于密闭环境,液体与气体达到一定量时,将呈现出饱和状态,此时气体量产生的压强为饱和压力,而此种气液并存时的温度则为平衡温度。在此种状态下,液体不会发生汽化反应,而当密闭容器的上位装置对容器内的气体抽离时,此时容器内的稳态环境被破坏,液体的反应临界点也随之降低,此时液体将进行汽化反应释放出蒸汽,来维系容器内的稳压环境,此阶段内液体产生汽化反应所消耗的热量则称之为潜热力。而潜热力的作用对象带冷却物质,在冷却物质的不断需求下,为满足热量平衡参数,容器内的液体将持续汽化,而产生的气体在经由冷凝装置凝结成液体回流到密闭容器中,以此来使设备完成工作。空调系统内的溶液(制冷工质)产生冷循环效应的环境一般为低温、低压,待外界环境的压力、温度上升时,则将呈现出冷凝现象,此过程向外界释放一定的热量,以满足自身形态转变的需求。气体经过冷凝效应后转变为液体,此时液体状态为高压形态,如果想与容器内的液体相融合,还需经历降压处理。
        2现阶段的空调制冷技术分析
        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。
        3空调制冷技术的相关应用
        不断突破城市高温记录的夏日,致使人们将空调作为生活的必需品。空调的需求与日俱增,而随之带来的大量能源消耗与环境污染问题愈发严重。空调在家用电器中被誉为“电老虎”,足可见人们对耗电量巨大的空调爱恨交织。我国目前电能供给情况属于需求不断增多,但供给乏力的局面。

就目前而言,我国电能生产依然主要依靠大量不可再生的矿石资源,新能源推广普及的道路任重道远,尚无法形成规模。介于此,通过改良空调制冷技术,大大减少使用空调所消耗的能源,是目前解决能源过度消耗问题的最行之有效的办法之一。
        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效率,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空气源热泵技术
        空气热泵技术的核心是将循环逆卡诺原理合理有效地应用在空调系统中。使用空气源热泵技术的空调,主要优势在于空调使用时的温度范围宽泛,低至零下十度,高至零上四十度的温度范围能够尽可能满足使用者需求。同时,在满足客户基本需求的基础上,空气源热泵技术最大的优势是极大符合当下节能减排的号召。使用空气源热泵技术的空调,不会产生对大气具有危害的气体;充分利用能源,通过将使用过程中收集的热源集中处理减少能源消耗,收集的热源可以满足日常家居生活中热水的需要。空气源热泵技术是目前最为符合空调生产要求的先进技术,可以有效帮助我国空调制冷技术进步。
        4空调制冷技术的未来发展趋势
        空调制冷技术的改革,能否生产出替代空调的产品,既可以使人们制冷需求得到满足,并且不需要如传统空调机一般消耗巨大电量的电器。显而易见,该技术未来的发展方向必将是以节能减排,减少大气污染为主。这既是我国目前所有行业发展的必然趋势,也是响应我国可持续发展目标的最佳手段。空调制冷技术的改革创新,应在满足普通大众需求的基础上,解决人类生存发展的后顾之忧。地球是我们赖以生存的家园,人类的繁衍生息不可建立在破坏地球环境与生态平衡的基础上,否则必将面对无法挽回的损失与无法面对的后果。空调作为日常生活中离不开的家电,同时也是耗电量最大的家电之一,未来空调制冷技术的进步首先应解决功率过大,大量消耗电能问题。以空调使用的旺季:夏季为例,人们家中使用的空调工作功率降低。可以有效缓解夏季发电厂的工作压力;用电量减少也将带来不可再生能源消耗降低的良性循环。信息技术迅猛发展的今天,智能化家电渐渐成为现实并走进千家万户,空调可以自我感知室内温度并自我调节早已不是新鲜事物。如何在依托高新信息技术的根源上,提出进一步要求,构建家电一体化系统?空调智能化可否在自我调节功能实现的根基上再度突破,深入贯彻节能减排的技术理念是未来空调制冷技术发展的又一座高峰。
        结语:
        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:
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