制冷与空调新技术的探讨

一、天然制冷剂研发

针对于制冷剂的使用性能和环保两个方面的综合考虑，人们目前认为二氧化碳可能取代以往的制冷剂，成为新兴的制冷剂。考虑到二氧化碳本身的物理性质:高密度、低粘度、流动损失小、传热效果好。采用二氧化碳作为新的制冷剂可以省去对于膨胀机的应用，这样就降低了引进膨胀机的资金费用，同时也简化了制冷工艺，提高了工作效率。

目前的二氧化碳制冷技术已经从实验的阶段前进到实践阶段。这方面的表率是日本。日本在近十年的运用二氧化碳制冷的过程中，销售了大量的CO2热泵热水器。但是由于这种新研发的技术设备应用还不是很广泛，因此，对于其安装和维修等有严格的要求，厂家通常会指派技术人员上门安装和检测。在二氧化碳热泵热水器的应用中，人们也看到了家用空调即将改革的步伐。因为从基本原理来说，热水器和空调的理论基础大致一样，那么热水器对于二氧化碳制冷技术的应用就可以拓展到空调的二氧化碳应用方面上，空调的制冷技术的改革指日可待。科学家和销售商对于新的技术都开始进行利用，热水器推广到家用空调，现在，人们又把视线转移到了汽车空调上，因为理论相差不多，所以研发比较方便。汽车空调制冷技术的研发走在前列的是欧盟部分国家。

二、热声制冷技术

人们之所以致力于制冷技术的研发，主要是现有的制冷技术一方面费用高，另一方面污染严重，国家开始出台相应的限制政策。经过多年的努力，科学家研发了一种可以克服传统制冷技术所有缺点的新型制冷技术——热生制冷技术。到目前为止，人们还没有发现其存在任何的不利因素。优势可以归为以下几点：一是不会产生有害气体例如氟氯烃，来破坏大气的臭氧层，增加紫外线的辐射；其二是使用方便，无需大量的配套设备和器材，节约了经济成本，操作简单方便，技术要求低；其三是无需振荡的活塞和油密封或润滑,这样就减小了对于机器设备的损害，减少维修和替换的费用。所以，就目前的形式来看，热生制冷技术必然成为未来的发展趋势。

上述新技术工作的理论依据是热声理论，热声理论是物理界一个复杂的概念，为了便于读者和相关人员的理解，这里简单的说明：简单的描述为在声波稠密时加入热量,在声波稀疏时排出热量,则声波得到加强;反之声波稠密时排出热量,在声波稀疏时吸入热量,则声波得到削弱。

当然,热声制冷的设计水平及制造工艺也在不断的提高。这方面走在世界前沿的是美国。美国在该领域投入的资金最多，投入的人才最专业，在耗时多年的研究中，美国用巨资和大量的技术专家取得了令人瞩目的成绩，有了世界性的突破。热声制冷机、太阳能驱动的热声制冷机、热声驱动的脉管制冷(等都是该领域的重大突破和创新，值得其他国家的借鉴和引用。

三、太阳能空调

当前国际的能源短缺已经成为趋势，随着技术的开发和领域的拓展，人们发现太阳能的储存量大，能量来源广，能源成本低，是一种取之不尽用之不竭的新型高效能源，越来越受到人们的重视。人们已经应用太阳能发电和驱动，现又拓展到制冷技术层面。太阳能制冷具有很好的季节匹配性,夏季,由于天气热所以人们使用空调的频率越大，而且二者成正比，换句话说就是天气越热，使用和打开的空调的数量就越多，而此时，由于太阳位于处于夏季的半球之上，由于距离近，所以产生的太阳幅射也是一年中最强烈的,提供的热能最多,相应的就提高了太阳能空调提供的冷量。冬季,由于太阳远离半球，距离拉长，所以太阳能辐射减弱。但是此时由于天气相对的凉爽，人们对于空调的使用也就有所下降，所需的制热循环水温度也就相对较低。在满足制冷工况的集热面积下,同样能满足制热负荷要求;以上的特性使得各国都致力于太阳能资源的开发与利用。实现太阳能制冷有“光热冷”、“光电冷”、“光热电冷”等途径。

四、水源热泵空调系统

水源热泵是既可供热又可供冷的高效建筑节能技术,水源中央空调系统是由末端系统,水源中央空调主机系统和水源水系统三部分组成。为用户供热时,水源中央空调系统从水源中提取低品位热能,通过电能驱动的水源中央空调主机(热泵)“泵”送到高温热源,以满足用户供热需求。为用户供冷时,水源中央空调将用户室内的余热通过水源中央空调主机(制冷)转移到水源中,以满足用户制冷需求。

水源热泵根据对水源的利用方式的不同,可以分为闭式系统和开式系统两种，两种系统的工作原理不同：闭式系统需要构造地下埋管换热器或者地表水埋管换热器,形成封闭的地源水循环系统,向地下土壤或者地表水散热或者取热。开式系统的特点是抽取地下水或者地表水,在板式换热器中与机组的循环工质进行热交换,实现散热或者取热后,再回灌到地下或者河流。

水源热泵的理念刚被提出不久，因此在我国的利用区域有限，但是由于自身的良好特性和较低的局限性，我们可以预测其未来的发展前景相当可观。由于各地区的技术水平不一，各地区的实际水热利用程度不同，因此水源热泵的推广也就存在地区差异，基本上华东地区运用良好，成为我国主要的示范基地，随着华东地区利用的普及成功，这种新技术的使用也将在全国范围内展开。

五、天然气(燃气)吸收式制冷系统

太阳能是人们发现的新型能源，而天然气与其有着同等的优点：一、环境污染小；二、储量大。天然气在近几年受到人们的普遍认可，目前的使用率相对较高，而且呈上升的趋势。所以人们就开始研发新型的制冷技术，主要是采用天然气。这点的突破在发达国家还不能实现，主要由发达国家进行了研发和实践的运用。天然气为能源的内燃机或燃气轮机驱动的压缩式制冷空调系统在制冷空调工业中的比重越来越大。该种系统不但具有节能、减少电力投资的优点,还具有延长压缩机使用寿命,提高能源利用率的优势。

吸收式制冷是一种以“热化学压缩机”为特点的制冷循环。燃气吸收式制冷系统一般为氨水系统,水溴化锂系统。其特点是系统不需要安装辅助的设备运作系统，这就减少了磨损，在提高使用寿命的同时，又避免了维修的费用。天然气之所以被广泛的应用，还有另一个优势就是燃烧完全，燃烧能量大，品质高，这些物理特性优势有利于提高制冷循环势力系数,减少能耗,减小冷热水机组的结构。