空调制冷技术研究状况和发展趋势研究

李聪

广州松下空调器有限公司 广东广州 511495

1 空调制冷原理概述

当前我国应用最为广泛的空调主要有两种类型，一个是热泵型空调器，一个是电辅热泵型空调器。这两种空调都是依托空气源热泵技术通过逆卡诺循环原理进行构建的，在空气源热泵技术的制冷过程中，通过自身收集热量效率高的特点，将低温热源集中并整合形成高温热源。空气源热泵技术依靠这样的特点不仅被应用到制冷技术中，还被广泛应用到制热供水等方面。就空气源热泵技术的工作原理简单来说，制热模式下，室内是制热，室外是制冷；制冷模式下，室内是制冷，室外是制热。通过冷热的调换以及自身功率高效的特点逐渐成为当前应用最为广泛的空调技术[1]。

2 国内外有关制冷技术的研究现状

2.1 制冷剂的研究现状

在空调制冷技术中，制冷剂的作用毋庸置疑是至关重要的，选用合适的制冷剂是保证空调制冷技术的质量和效果的关键。因而，在空调制冷技术研究中，制冷剂的开发与应用的研究起到举足轻重的作用和效果，直接影响空调制冷技术的发展进程。从制冷剂的发展进程来看，我国的制冷剂主要由“自然物质——人工合成”与“回归自然物质”两个阶段组成。在第一阶段中，虽然乙醚与氨等天然制冷剂能够在自然环境中直接提取，但是其提取成本较高、科技处理水平有限，无法得到广泛运用，最终被氟利昂制冷剂所取代。但是，由于氟利昂对臭氧层易造成较严重的破坏而被其它制冷剂所取代[2]。

2.2 制冷原理的研究现状

随着科学技术的不断发展，空调制冷技术研究越来越频繁，直接影响了新制冷理论与实践的发展。在这种空调制冷技术不断发展的过程中，衍生出一种新型制冷技术，简称为热声制冷技术。这种技术与传统的制冷系统相比，打破了传统制冷技术的格局，凸显出与众不同的制冷优势。这些制冷优势具体如下：①不需要使用过往的制冷剂，只要能够使用惰性气体或其混合物即可，不会对臭氧层、生活环境等方面造成过多影响。②这种技术的基本结构简单、可靠性好、使用寿命长、控制灵活、成本低。可见，热声制冷技术作为一种新型的制冷技术，摆脱了传统制冷技术的缺点，为制冷技术提供发展方向。当然，热声制冷技术也存在一定的问题，其制冷效率问题一直以来是影响其发展和进步的重要问题。

3 空调制冷技术的发展趋势

3.1 蓄冷技术

众所周知，空调对于电能的消耗较大，尤其是在空调普及化程度如此之高的现在，我国使用空调的家庭及各种设备所产生的电能消耗难以估量。而蓄冷技术能够有效环节电能过耗的现状。蓄冷技术的原理就是利用夜晚的用电低谷时段，电价低廉，电力负荷小，利用制冷设备将蓄水桶中的水制成冰，储蓄冷量（指比环境温度低的物质所具有的吸收热量的能力，这个吸热能力的大小就称为冷量），在白天用电高峰（用电的人多)时将冰融化为水，释放冷量，以所蓄冰的冷量释放来转移电力高峰负荷，平衡电力供应。由于平衡了早晚的用电差异，发电厂的发电设备利用率增高，相对减少了污染的排放，除此之外，电网在用电高峰时的电负荷减少了，电网的稳定性也得到了提高。作为节能环保的技术，蓄冷技术需要大力发展。

3.2 空气源热泵技术

空气源热泵技术是基于逆卡诺循环原理建立起来的一种节能、环保制热技术，通过自然能（空气蓄热）获取低温热源，经系统高效集热整合后成为高温热源，用来取（供）暖或供应热水。该技术具有以下3点优势：①这种技术的温度调节范围比较广，可以控制到-40℃。②这种技术的运用和其制成的产品都不会受到恶劣天气的影响，安全可靠，运作较良好。③环保效果明显，对环境污染不大，不会排出任何的污染气体。运用于空调的制冷系统中，能够节约能源，满足人们的供暖、供热水的需求。

3.3 涡流管制冷技术

涡流管制冷技术由于其无污染，制冷温度低，使用方便而得到比较广泛的应用。最近俄罗斯制造出了使用空气作为工作介质的涡流管冰箱，其制冷温度可以达到-100℃ ，而且具有制冷速度快，耗电少的优点，并且不用氟里昂为工质，是真正的绿色制冷技术。这使涡流管制冷机的应用前景变得十分诱人。由于涡流管制冷的机理复杂，现阶段有关涡流管制冷的理论较少。

3.4 吸附式制冷技术

太阳能吸附式制冷空调系统是一项新的技术，与多联变频空调系统相比，目前太阳能吸附式制冷空调系统的性能、运行稳定性尚相距甚远，而且设备造价高，需要一定的空间安装集热设备，但它具有节能、环保、良好的季节适应性、运行费用低等优点，符合可持续发展战略的要求。因此，在太阳能资源丰富的地区，太阳能吸附式空调系统可望逐步得到推广及应用。

4 结语

综上所述，随着我国经济的发展，人们生活质量的完善和提高，空调制冷技术的发展、研究和应用也越来越受到各行各业，比如，服务行业、医学、生物科技、冷藏冷冻、农业和建筑行业等的重视。近年来，空调制冷系统中空气源热泵技术、冰蓄冷技术和太阳能制冷技术的应用及发展迅速，为社会的发展提供了便利，做出了非常大的贡献。科技的发展推动空调制冷技术的不断更新和进步，节能环保、健康舒适和智能化成为当今空调制冷技术的发展趋势，高效的压缩机和换热器、直流变频技术、网络智能技术等的应用正推动空调制冷技术的发展飞速前进[3]。