空调制冷现状及未来发展趋势分析

空调制冷现状及未来发展趋势分析

姚丽娟 孙德翔

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摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，现代社会不断发展进步，人们的生活水平和生活质量得到了极大的提升。空调已经不再是少数人才能享有的奢侈品，而成为大众普遍需求的产品。随着空调的不断普及，空调的种类也越来越多，对于空调制冷技术提出了更高的要求。空调制冷技术也在不断地改善和发展，以更好地满足市场的需求，打造出新型优质的产品。

关键词：空调制冷技术；发展现状；未来发展趋势

引言

空调制冷已经成为人们健康、运输、食品保鲜等不可缺少的设施,使得人们可以在地球上最冷和最热的地方工作和生活.因而空调制冷被认为是20世纪最伟大的20项工程技术成就。

1空调制冷技术的未来发展

随着空调制冷技术研究的深入，制冷剂的发展过程可大致分为两个部分。第一部分是将天然制冷物质到合成物质的应用，第二部分是从合成物质的应用到天然物质的应用。早期人们应用的大多数制冷剂都来源于大自然或通过大自然物质方便获得的制冷物质，如氨和二氧化碳，在使用这些制冷剂的过程中，相应的制冷设备体积相对较大，制冷效果相对较低。因此，这些制冷剂逐步被热性能力良好的氟利昂制冷剂所替代。氟利昂制冷剂有着较好的热力学性质。氟利昂制冷剂是一种无毒、安全、不可燃的人工合成化合物，逐渐广泛应用于空调和水箱中。但是，在电器的使用过程中，氟利昂在空气中很容易扩散，并且长期不能分解，最后大量扩散至大气层内。经过研究表明，氟利昂在高层的大气中能够发生一些激烈的反应，产生对臭氧层有着严重损坏作用的物质，而氟利昂制冷剂使用后，臭氧层出现了大量空洞，导致温室效应变得更加严重。在哥本哈根的国际会议上，氟利昂已经被列为禁用物质。新型制冷剂的研究步伐正在逐步加快。在我国，空调等使用新型制冷剂的电器设备已逐步取消使用氟利昂制冷剂设备。

2空调制冷现状

2.1冰蓄冷技术的发展

冰蓄冷技术最早由美国研发出来并进行应用，之后逐步得到推广和使用，我国从国外引入冰蓄冷技术时间相对较晚，但经过不断发展，目前已拥有独立的知识产权。冰蓄冷技术是一种新世纪重要的节能技术，带来了巨大的经济效益和良好的社会效应，有着广阔的发展前景。冰蓄冷技术的工作原理是在夜间电网处于低谷时期时，使用价格较低的电制冰进行蓄冷，将冷量储存起来，在白天用电的高峰期再进行溶水，结合冷冻机组进行供冷，当白天空调处于高峰负荷时，就将储存的冷量释放解决空调的高峰负荷。冰蓄冷技术使用的是模块化的设计，改造安装简单，并能降低运行的成本，可以移峰填谷、平衡电网电力的供应。除此之外，冰蓄冷技术的优势更在于其具有明显的节能效果，能够有效的提高能源的利用率，使用的寿命长、效率高，可以独立运转。现代人的生活水平不断提高，空调逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分，为了更好地满足市场的需求，空调研发的种类也越来越多。随着空调的普及，一个值得注意的问题就是能源问题。冰蓄冷技术可以很好地解决能源利用率的问题，并且减少污染物的排放量，是一种节能减排性良好的空调制冷技术，在未来也会朝着更好的方向发展，造福于全社会。

2.2冷冻水泵智能变频改造

传统意义上，冷冻主机的回水温度和出水温度之差表明了冷冻水从区间带走的热量，温度或温差应该作为控制的依据，由于冷冻主机的出水温度一般较为稳定，因此只需根据回水温度进行控制即可。控制方案：以温度为控制，以温度信号为反馈信号进行恒温控制。对于冷冻水系统我们采用全闭环温度控制。安装冷冻泵模块化能效变频控制柜及压力变送器，对冷冻泵进行控制。冷冻泵模块化能效变频控制柜确保主机冷冻水流量需求，结合实际负荷与主机运行工作需求，调整冷冻水循环系统，使其扬程和流量达到最佳匹配状态，保持冷冻水系统在最佳输送系数范围内运行。

2.3制冷除湿技术应用

1）空气调节是空调制冷技术最常见的应用,主要涉及温湿度的调控,一般特指降温除湿过程,可用于民用和商用场合,目的是满足人体对热舒适性的需求,近年来其应用也拓展到了对档案室和图书馆等场所的应用.空调技术的发展显著提升了人们的生存条件.研究表明,美国在20世纪将平均温度超过27°C的天气对死亡率的影响下降了约75%,该下降趋势在1960年后尤为明显,而家用空调的普及从本质上解释了这种现象.随着相关技术的发展,空调成本在不断降低,普及率也在不断上升.统计数据显示,我国每百户空调拥有量已达到115.6台,导致用电量巨大;按照国际能源署IEA统计,空调用电量占全球总用电量的10%,这也表明空调已经成为人们生活中必不可少的部分.由于空气调节涉及普冷范围的降温和湿度控制,因此主要技术包括压缩式制冷、吸收式制冷和吸附式制冷等制冷技术和冷凝除湿、溶液除湿、固体吸附除湿和蒸发冷却等热湿环境控制技术.由于电网电力的普及,压缩式制冷配合冷凝除湿是最常用的技术,包括窗机空调、分体式空调和中央空调等多种形式,此外汽车空调绝大部分也是采用的压缩式制冷技术.2）数据中心冷却数据中心是电子信息产业的重要场所,随着5G通信、物联网和人工智能等应用的快速发展,数据中心的数量和体量也飞速发展,导致其耗能严重.数据中心能耗根据用途分为IT设备能耗和辅助系统能耗两大类:IT设备主要包括服务器、交换机等;辅助系统有空调、配电系统等.目前,空调系统仍然是数据中心的主要能耗系统,占数据中心总功耗的40%左右.

2.4利用太阳能制冷

太阳能技术是一种应用广泛、技术成熟的能源获取技术。太阳能是一种能够再生、清洁、可持续的能源。与其他能源相比，太阳能具有更明显的社会价值、经济价值和社会意义。这些优点也使得太阳能广受各界的关注，其中也包括暖通空调制冷技术。合理使用太阳能的特性，研究开发太阳能暖通空调制冷技术，合理应用于暖通空调系统，可以为暖通空调系统提供更长久、更好的发展。在暖通空调系统中，太阳能技术的应用主要是在屋顶设置太阳能接收板，经过白天的太阳照射来补给太阳能，将太阳能转化为电能，从而完成制冷系统的能源供应。在暖通空调制冷系统中，太阳能的主要应用具有以下优势：一是太阳能具有无污染、清洁能力的特性；二是降低暖通空调的本金投入和损耗；三是太阳能制冷技术中采用的制冷剂不是氟利昂化合物，一般不会毁坏臭氧层和引起温室效应；四是制冷和供热的需求在季节和数量上有一定程度的匹配。在太阳辐射能力强的炎热天气，所产生的太阳能的能量也比较多，它制冷能力和制冷量也有所提高。由此可见，太阳能在暖通空调制冷系统中的合理应用具有重要的社会价值。

结语

结合作者的长期研究经验，介绍了几个典型应用案例，如余热制冷，热能的品位提升，电子散热，以及能源-水-空气学科交叉探索与应用。针对新兴的固态制冷，作者也探讨了需要关注的几个问题。

参考文献

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