張建棚 喬立炳

摘 要：進入新世紀(jì)以后，國家經(jīng)濟的發(fā)展速度不斷加快，國民生活水平得到大幅度提高，現(xiàn)如今很多家庭都已經(jīng)用上了制冷取暖的空調(diào)。不過，能源消耗一直是空調(diào)市場中繞不開的問題，可再生能源的應(yīng)用可以幫助空調(diào)緩解能耗問題。文章基于國內(nèi)空調(diào)關(guān)于制冷的結(jié)構(gòu)以及空調(diào)利用太陽能作為能源的案例，深入分析了空調(diào)的制冷結(jié)構(gòu)，并且簡單闡述了如何在空調(diào)能耗中利用可再生能源解決問題，希望能給空調(diào)的能耗問題帶來積極作用。

關(guān)鍵詞：可再生資源;節(jié)能;空調(diào)制冷;應(yīng)用

國民經(jīng)濟水平提高之后，很多現(xiàn)代化建筑拔地而起，相應(yīng)的，空調(diào)的安裝率也隨之上漲，不過空調(diào)帶來的環(huán)境污染問題也引起了人們的重視。目前，城市中的空調(diào)類型大都是壓縮式的，這種類型的空調(diào)能耗比較大，而且產(chǎn)生的環(huán)境污染比較嚴(yán)重，會大幅度破壞地球的臭氧層，加速了全球變暖[1]。因此，在空調(diào)中應(yīng)用可再生能源變得越加重要，減少空調(diào)的污染和能耗變得刻不容緩。

1、我國空調(diào)制冷能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀

目前，主流的空調(diào)是由很多裝置構(gòu)成，主要有空氣處理器、制冷設(shè)備、冷水器、泵、換熱設(shè)備和冷卻塔。空調(diào)在不同環(huán)境中的能耗是不一樣的，使用空調(diào)的過程中，其消耗的能量主要由熱能和電能組成。而且在冷水器的制冷過程中，運用的工作原理上也有不同，目前很多空調(diào)的制冷設(shè)備都采用吸收式或者氟利昂式的裝置。根據(jù)有關(guān)部門的調(diào)查結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，氟利昂式的制冷裝置對大氣中的臭氧層傷害很大。

2、可再生能源在空調(diào)制冷中的應(yīng)用

2.1變頻技術(shù)

在空調(diào)的各個組成部分中，有很多消耗能量的裝置，其中壓縮機的能耗占比份額較高，所以要解決空調(diào)的節(jié)能問題，就要解決壓縮機的能耗問題。如今，新興的變頻技術(shù)可以有效應(yīng)對這一問題?？照{(diào)的壓縮機在工作過程中，壓縮啟?？梢哉{(diào)控室內(nèi)的濕度和溫度。但是這一過程消耗的能量很大，而且還會損害空調(diào)其他裝置的壽命。如果在壓縮機中應(yīng)用新興的變頻技術(shù)，就可以在壓縮機工作過程中節(jié)省很大一部分能量。顧名思義，變頻技術(shù)就是適當(dāng)調(diào)節(jié)壓縮機的轉(zhuǎn)速，讓冷劑的流量得到有效控制，從而減少高能耗現(xiàn)象的發(fā)生。應(yīng)用變頻技術(shù)之后，壓縮機不僅可以達到普通空調(diào)制冷的目的，還可以在短時間內(nèi)讓室內(nèi)溫度達到理想水平。而且，在達到峰值之后，變頻壓縮機能夠以一種很小的功耗狀態(tài)維持現(xiàn)有室內(nèi)的溫度，從而達到制冷且節(jié)能的目的[2]。因此，利用變頻技術(shù)，可以有效達到調(diào)控室內(nèi)溫濕度的目標(biāo)，而且可以明顯降低空調(diào)的能耗。

2.2太陽能技術(shù)

目前，研究學(xué)者們發(fā)現(xiàn)了很多種綠色健康的可再生能源，太陽能就是其中之一。只要太陽在，太陽能就源源不絕，收集太陽能的復(fù)雜程度要比其他可再生能源要低的多。時代在不斷發(fā)展，人們的環(huán)保意識越來越高，節(jié)能減排成為人類社會中呼聲越來越高的問題，太陽能作為最廣為人知的可再生能源之一，深受民眾的支持和喜愛。但是，如何將這一可再生能源應(yīng)用到空調(diào)的使用能量上是一大難題。對于制暖方面，太陽能是比較容易達到的，可以和地暖與吊板輻射相結(jié)合，可以提供可觀的熱量。對于制冷方面，太陽能則是通過光熱與光電的能量轉(zhuǎn)換可以讓能量達到制冷的水準(zhǔn)[3]。目前，國內(nèi)相關(guān)的太陽能智能技術(shù)得到了飛速發(fā)展，取得了很多可觀的成果，現(xiàn)如今主流的太陽能技術(shù)主要有以下兩種。

2.2.1吸收式制冷

吸收式制冷技術(shù)的核心就是設(shè)備所使用的吸收劑，根據(jù)吸收劑蒸發(fā)或吸收的特性來達到制冷的目的。吸收的種類不同，則吸收的過程就不同，目前常用的吸收方式有兩種，分別是氨—水制冷和溴化鋰—水制冷。太陽能可以通過裝置的集熱器進行收集，給其中的水或空氣傳遞熱能，然后就可以代替渦輪中原有的熱水，形成新的能量，使得制冷機得到能量開始工作，從而達到制冷的目的。相較于利用蒸汽的壓縮循環(huán)制冷方式，太陽能吸收式的制冷方式，其中壓縮循環(huán)零件、節(jié)流閥門以及冷凝設(shè)備的差別不大，因此使用蒸汽的壓縮機可以用液體泵或者吸收設(shè)備替換。例如在氨—水吸收制冷的過程中，由于氨水蒸氣與水蒸氣之間存在一定的壓力差值，氨氣在蒸發(fā)器中會被蒸發(fā)掉，水在吸收器中就可以吸收氨氣蒸發(fā)的氣體，之后就可以進行制冷[4]。吸收器中的氨水會在溶液泵中提升壓強，然后會在發(fā)生器中加熱，到達沸騰狀態(tài)后，氨水產(chǎn)生的蒸汽就會進入冷凝裝置，在這個加熱過程中，太陽能是提供加熱的能量的。

2.2.2吸附式制冷技術(shù)

吸附式制冷技術(shù)在上個世紀(jì)三十年代初期就已經(jīng)被研發(fā)出來并投入使用，不過在當(dāng)時，這一技術(shù)存在兩大問題，成本較高和制冷效率低下，而且在蒸汽動力制冷機大力發(fā)展的背景下，這項制冷技術(shù)鮮有人提及。不過，在研究可再生能源的熱潮下，越來越多的可再生能源的相關(guān)技術(shù)被研究學(xué)者們發(fā)現(xiàn)并投入實驗，吸附式制冷技術(shù)也因此得到了一部分人的青睞[5]。這項技術(shù)不僅不會對外界環(huán)境產(chǎn)生危害，還能將能源最大化利用，經(jīng)過多年的發(fā)展，這一制冷技術(shù)在多個方面得到了優(yōu)化，比如傳質(zhì)、結(jié)構(gòu)、循環(huán)系統(tǒng)等方面，這就給可再生能源的利用奠定了一定基礎(chǔ)，應(yīng)用太陽能到空調(diào)的制冷進程有了穩(wěn)定的保障。

結(jié)語

總而言之，研發(fā)可再生能源替換傳統(tǒng)能源是現(xiàn)如今研究學(xué)者們一大研究方向，為了解決能源危機以及環(huán)境污染問題，應(yīng)用可再生能源刻不容緩，在人類可持續(xù)發(fā)展的道路上，可再生能源必然會是不可或缺的助力，如今應(yīng)用可再生能源到空調(diào)中雖然取得了一定的進展，但是還存在一些不足需要優(yōu)化解決。持續(xù)使用可再生能源乃至廣泛使用可再生能源的前提是可再生能源能夠?qū)ΜF(xiàn)有空調(diào)的調(diào)溫性能進行優(yōu)化，而且要在當(dāng)前制冷水平的基礎(chǔ)上能夠進一步縮減成本，從而能夠讓可再生能源在社會上普及使用。

參考文獻：

[1]楊巖.空調(diào)制冷系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計[J].節(jié)能，2020，39（08）：31-33.

[2]李元超.空調(diào)制冷現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢[J].電子元器件與信息技術(shù)，2020，4（08）：111-113.

[3]徐震原，王如竹.空調(diào)制冷技術(shù)解讀：現(xiàn)狀及展望[J].科學(xué)通報，2020，65（24）：2555-2570.

（河南牧業(yè)經(jīng)濟學(xué)院，河南 鄭州 450044）