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關(guān)鍵詞:制冷;供暖;環(huán)保;節(jié)能
0前言
我們知道,所有生物過(guò)程都受到溫度的影響,低溫抑制食品中酵、霉菌的繁殖,人體對(duì)溫度也非常敏感。在現(xiàn)代社會(huì),制冷空調(diào)技術(shù)已經(jīng)幾乎滲透到各個(gè)生產(chǎn)技術(shù)、科學(xué)研究領(lǐng)域,并在改善人類(lèi)的生活質(zhì)量方面發(fā)揮巨大作用。生活中,制冷廣泛用于食品冷加工、冷貯藏、冷藏運(yùn)輸,舒適性空氣調(diào)節(jié),體育運(yùn)動(dòng)中制造人工冰場(chǎng)等;工業(yè)生產(chǎn)中,為生產(chǎn)環(huán)境提供必要恒溫恒濕環(huán)境,對(duì)材料進(jìn)行低溫處理,利用低溫進(jìn)行零件間的過(guò)盈配合等;農(nóng)牧業(yè)中,對(duì)農(nóng)作物種子進(jìn)行低溫處理等;建筑工程中,利用制冷實(shí)現(xiàn)凍土開(kāi)采土方;現(xiàn)代醫(yī)學(xué)也離不開(kāi)制冷,深低溫冷凍骨髓和外周血干細(xì)胞、手術(shù)中的低溫麻醉等;制冷技術(shù)還在尖端科學(xué)領(lǐng)域如微電技術(shù)、新型材料、宇宙開(kāi)發(fā)、生物技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)中起著舉足輕重的作用。可以說(shuō),現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)步是伴隨著制冷空調(diào)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的。
技術(shù)是人類(lèi)歷史過(guò)程中發(fā)展著的勞動(dòng)技能、技巧、經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),它包括人類(lèi)技術(shù)活動(dòng)中的硬件和軟件,是人類(lèi)改造自然和創(chuàng)造人工自然的方法、手段的活動(dòng)的總和。其中,制冷空調(diào)技術(shù)的發(fā)展對(duì)人類(lèi)的影響尤為重要。
1制冷空調(diào)新技術(shù)的發(fā)展
1.1冰蓄冷技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用
發(fā)展冰蓄冷技術(shù)的重要性和必要性:現(xiàn)代空調(diào)設(shè)備已成為人們生產(chǎn)與生活的迫切需要。空調(diào)用電量已占建筑物總耗電量的60%—70%。當(dāng)前由于能源緊缺,電力緊張,空調(diào)事業(yè)的發(fā)展受到極大的影響。眾所周知,冰蓄冷空調(diào)就利用非峰值電能,使制冷機(jī)在最佳節(jié)能狀態(tài)下運(yùn)行,將空調(diào)系統(tǒng)所需要的顯熱與潛熱的形式部分或全部釋放的冷量來(lái)滿足空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷時(shí),即用融冰釋放的冷量來(lái)滿足空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷的需要,用來(lái)儲(chǔ)存冰的容器成為蓄冷設(shè)備,冰蓄冷空調(diào)技術(shù)可以對(duì)用電起到移峰填谷的作用,在且可增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并能大大提高經(jīng)濟(jì)效率。
1.2低溫空氣源熱泵在城市供熱和制冷上的應(yīng)用
空氣源熱泵技術(shù)是基于逆卡若循環(huán)原理建立起來(lái)的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術(shù)。空氣源熱泵系統(tǒng)通過(guò)自然能(空氣蓄熱)獲取低溫?zé)嵩?經(jīng)系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫?zé)嵩?用來(lái)取(供)暖或供應(yīng)熱水,整個(gè)系統(tǒng)集熱效率甚高。空氣源熱泵使用范圍廣,產(chǎn)品適用溫度范圍在-10-40°C,并且一年四季全天候使用,不受陰、雨、雪等惡劣天氣和冬季夜晚的影響,都可以正常使用;熱效率高:產(chǎn)品熱效率全年平均在300%以上;熱泵產(chǎn)品無(wú)任何燃燒排放物,制冷劑選用了環(huán)保制冷劑R417A,對(duì)臭氧層零污染,是較好的環(huán)保型產(chǎn)品。因此,低溫空氣源熱泵特別在北方夏熱凍冷的城市供熱和制冷有著廣泛的應(yīng)用。1.3中央空調(diào)冷凝熱回收利用
如今,星級(jí)賓館、酒店,都設(shè)有中央空調(diào)系統(tǒng)和24小時(shí)熱水供應(yīng),多數(shù)情況下冷、熱源分別設(shè)置,用冷水機(jī)組提供冷源,蒸汽或熱水鍋爐提供熱源。眾所周知,冷水機(jī)組在運(yùn)行時(shí)要通過(guò)冷卻水系統(tǒng)排出大量的冷凝熱,在制冷工況下運(yùn)行,冷凝熱可達(dá)制冷量的1.15—1.3倍。利用高溫水源熱泵回收這部分冷凝熱輸出的65度的熱水作為生活熱水,會(huì)是一條變廢為寶的節(jié)能途徑。
2技術(shù)發(fā)展的負(fù)面效應(yīng)及控制
當(dāng)代的技術(shù)革命,正在形成新型的生產(chǎn)力、形成新型生產(chǎn)方式、形成新型的市場(chǎng)交換方式、形成新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和就業(yè)結(jié)構(gòu)、形成新的財(cái)產(chǎn)占有方式和分層結(jié)構(gòu)、形成新型的權(quán)力和組織管理結(jié)構(gòu),技術(shù)正面效應(yīng)和負(fù)面效應(yīng)是客觀必然的。人類(lèi)有了其他一切生物所不曾具有的思維、精神和語(yǔ)言,人類(lèi)運(yùn)用自己的聰明和才智創(chuàng)造了豐富的物質(zhì)文明,人類(lèi)也必須對(duì)技術(shù)的負(fù)面效應(yīng)做出回應(yīng)。
徹底消除科技的負(fù)面作用是不可能的,我們唯一能做的是在科學(xué)技術(shù)活動(dòng)盡量規(guī)避和抑制其負(fù)作用。臭氧層的破壞和全球氣候變化,是當(dāng)前全球所面臨的主要環(huán)境問(wèn)題。
我國(guó)的在制冷空調(diào)行業(yè)起步較晚,但是經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展,雖然還存在一些不完善的方面,但是總體來(lái)說(shuō)已經(jīng)取得了一定的成績(jī)。但是與發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)的制冷空調(diào)相比較,我國(guó)的制冷空調(diào)在節(jié)能技術(shù)方面存在很大不足,大多是采用的國(guó)外先進(jìn)技術(shù),并沒(méi)有自己的研發(fā)成果。瑕不掩瑜,我國(guó)的制冷企業(yè)已經(jīng)充分注意到制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)的重要性,特別是近年來(lái)大力推動(dòng)了新技術(shù)、新工藝的研發(fā)工作,目前已經(jīng)具備了一定程度的研發(fā)能力,與西方發(fā)達(dá)國(guó)家在制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)之間的差距正在不斷縮小。
2制冷空調(diào)技能技術(shù)
制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)主要的目的就是要實(shí)現(xiàn)合理用能,并且降低電力高峰期的符合,現(xiàn)階段主要的制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)主要有七種,分別是:蓄冷技術(shù)、燃?xì)饧夹g(shù)、太陽(yáng)能技術(shù)、熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)、熱泵技術(shù)、熱聲制冷技術(shù)以及人工智能技術(shù)。
2.1蓄冷技術(shù)
現(xiàn)階段空調(diào)用電量已經(jīng)占據(jù)了人們生活總耗電量中的70%左右,并且由于電力緊張以及能源緊缺現(xiàn)狀的不斷加劇,促進(jìn)了制冷空調(diào)新技術(shù)的研發(fā)。蓄冷技術(shù)是在這種條件下被研發(fā)出來(lái)的,該技術(shù)就是使空調(diào)在非高峰期用電來(lái)保持最佳節(jié)能狀態(tài),此時(shí)空調(diào)系統(tǒng)的冷負(fù)荷由所需的潛熱的形式釋放冷量來(lái)滿足,也就是通常所說(shuō)的,空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷使用融冰釋放的冷量來(lái)滿足,蓄冷設(shè)備也就是儲(chǔ)存冰的容器,這樣的空調(diào)不僅可以提高本身的經(jīng)濟(jì)效率,還能夠增強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。按照我國(guó)每年新增3億m2的商用建筑,如果均使用蓄冷空調(diào)系統(tǒng),每年可為國(guó)家節(jié)電40億元,節(jié)煤330萬(wàn)噸。
2.2燃?xì)庵评浼夹g(shù)
燃?xì)饪照{(diào)的使用,不僅可以降低空調(diào)使用對(duì)于電網(wǎng)的負(fù)荷,也可以提高能源的一次利用率,對(duì)于減少污染,平衡冬夏季燃?xì)庥昧烤哂蟹浅V匾囊饬x。經(jīng)過(guò)相關(guān)部門(mén)的測(cè)算,如果燃?xì)庵评淞?×107萬(wàn)RT,消耗天然氣約6×108m3,這些制冷量就相當(dāng)于少發(fā)電3.5×107KW,這種技術(shù)不僅提高了電力設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)利用率,還能夠節(jié)約發(fā)電設(shè)備的投資。隨著我國(guó)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)的逐步完善,燃?xì)饪照{(diào)必然得到快速的發(fā)展和應(yīng)用,此外國(guó)家也推出了一系列的政策支持燃?xì)饪照{(diào)的發(fā)展,其對(duì)于提高能源利用率、緩解夏冬季用電高峰、提高能源供應(yīng)安全具有非常重要的意義。
2.3太陽(yáng)能制冷技術(shù)
目前太陽(yáng)能空調(diào)主要有兩條技術(shù)路線,分別是通過(guò)光熱轉(zhuǎn)換,以熱能制冷,另一種是以光電轉(zhuǎn)換,利用電力制冷,而現(xiàn)階段應(yīng)用較多的就是熱能制冷。作為一種可再生的資源,太陽(yáng)能的應(yīng)用對(duì)于緩解能源供需矛盾、控制環(huán)境污染具有非常明顯的效果。但是太陽(yáng)能光伏/光熱發(fā)電再制冷的技術(shù)在制冷空調(diào)中的應(yīng)用并未取得顯著地效果,一個(gè)原因是成本過(guò)高,另一個(gè)就是能源利用率較低。而利用太陽(yáng)能進(jìn)行光熱直接驅(qū)動(dòng)的空調(diào)雖然性能系數(shù)趕不上傳統(tǒng)的機(jī)械式空調(diào),但是由于其成本較低,并且具有較高的能源利用率,因此其是目前應(yīng)用最為廣泛的一種太陽(yáng)能制冷空調(diào)。雖然太陽(yáng)能具有可再生的特性,但是由于其能量供應(yīng)具有隨機(jī)性而且能源密度也較低,給其大規(guī)模擴(kuò)展應(yīng)用帶來(lái)了一定的阻力?,F(xiàn)階段的太陽(yáng)能制冷技術(shù)的應(yīng)用首先就要解決其可靠性、穩(wěn)定性,并且相應(yīng)的提高系統(tǒng)性能系數(shù)以及效率。最后,也可以將太陽(yáng)能制冷技術(shù)與其他能源技術(shù)結(jié)合,形成一個(gè)多能源系統(tǒng),充分利用廢熱、廢氣以及其他能源。
2.4熱泵技術(shù)
熱泵技術(shù)主要有兩種,分別是水源熱泵技術(shù)和土壤源熱泵技術(shù)。熱泵技術(shù)具有性能可靠、無(wú)污染、高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn),可以在夏季制冷、冬季制熱,并提供一定數(shù)量的生活熱水,此外配套的熱泵系統(tǒng)還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、節(jié)能效果好的優(yōu)點(diǎn)。鑒于其明顯的節(jié)能降耗優(yōu)勢(shì),其已經(jīng)在國(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用,并且在我國(guó)也有了很多的應(yīng)用實(shí)例,通過(guò)對(duì)比,我們總結(jié)出:雖然熱泵技術(shù)的初期投入與中央空調(diào)基本持平,但是其投入運(yùn)行后的使用費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的中央空調(diào)。據(jù)相關(guān)部門(mén)估算,我國(guó)地級(jí)以上城市每年淺層地?zé)崮芸衫觅Y源量相當(dāng)于3.56億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,扣除消耗電量,可節(jié)約相當(dāng)于2.48億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。
2.5熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)
作為一種綜合利用能源的系統(tǒng),熱電冷聯(lián)產(chǎn)技術(shù)不僅增加了熱電聯(lián)產(chǎn)中的夏季熱負(fù)荷,提高了汽輪機(jī)組的負(fù)荷率,實(shí)現(xiàn)了機(jī)組效率的提升,還能夠提高低品位熱能的利用率。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電是以天然氣為動(dòng)力源,并且將廢熱直接排放到吸收式冷熱水機(jī)組,長(zhǎng)生了用于制冷的冷凍水,并且將熱量應(yīng)用在除濕型空調(diào)上面,這樣就可以大幅度增加熱電冷聯(lián)產(chǎn)的綜合效率。該技術(shù)的節(jié)能效果非常顯著,至少在10%以上,因此我國(guó)近年來(lái)也開(kāi)展了該技術(shù)的應(yīng)用,例如上海的黃浦區(qū)中心醫(yī)院以及浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)都采用了燃?xì)廨啓C(jī)熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),具有非常明顯的節(jié)能效果。
2.6熱聲制冷技術(shù)
作為一種新發(fā)展起來(lái)的制冷技術(shù),熱聲制冷技術(shù)與傳統(tǒng)的蒸汽壓縮式制冷技術(shù)相比,取消了對(duì)于環(huán)境具有破壞作用的制冷劑,直接使用惰性氣體或者惰性氣體的混合物作為制冷劑,減少了對(duì)于溫室效應(yīng)的危害以及臭氧層的破壞。而且熱聲制冷技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、無(wú)需特殊材質(zhì),在制造成本具有非常大的優(yōu)勢(shì),而且它減少了活塞、劑的使用,在維護(hù)成本上同樣具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。此外,熱聲制冷技術(shù)幾乎沒(méi)有現(xiàn)階段制冷系統(tǒng)的缺點(diǎn),因此其可以成為未來(lái)制冷空調(diào)節(jié)能技術(shù)的主要發(fā)展方向。
2.7人工智能技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人工智能技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在了人工工作和生活中的各個(gè)方面,人工智能技術(shù)主要應(yīng)用在智能控制、負(fù)荷預(yù)測(cè)以及故障檢測(cè)和診斷等方面。但是由于人工智能技術(shù)在制冷空調(diào)中的應(yīng)用仍處于初期階段,仍存在很多的不足,所以我們應(yīng)將傳統(tǒng)的方針系統(tǒng)與人工智能制冷技能技術(shù)相結(jié)合,通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)空調(diào)制冷效率的最大提升,并且實(shí)現(xiàn)最大化的節(jié)能效果。
3結(jié)束語(yǔ)
1.1冰蓄冷技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用
發(fā)展冰蓄冷技術(shù)的重要性和必要性:現(xiàn)代空調(diào)設(shè)備已成為人們生產(chǎn)與生活的迫切需要。空調(diào)用電量已占建筑物總耗電量的60%—70%。當(dāng)前由于能源緊缺,電力緊張,空調(diào)事業(yè)的發(fā)展受到極大的影響。眾所周知,冰蓄冷空調(diào)就利用非峰值電能,使制冷機(jī)在最佳節(jié)能狀態(tài)下運(yùn)行,將空調(diào)系統(tǒng)所需要的顯熱與潛熱的形式部分或全部釋放的冷量來(lái)滿足空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷時(shí),即用融冰釋放的冷量來(lái)滿足空調(diào)系統(tǒng)冷負(fù)荷的需要,用來(lái)儲(chǔ)存冰的容器成為蓄冷設(shè)備,冰蓄冷空調(diào)技術(shù)可以對(duì)用電起到移峰填谷的作用,在且可增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并能大大提高經(jīng)濟(jì)效率。
1.2低溫空氣源熱泵在城市供熱和制冷上的應(yīng)用
空氣源熱泵技術(shù)是基于逆卡若循環(huán)原理建立起來(lái)的一種節(jié)能、環(huán)保制熱技術(shù)。空氣源熱泵系統(tǒng)通過(guò)自然能(空氣蓄熱)獲取低溫?zé)嵩?經(jīng)系統(tǒng)高效集熱整合后成為高溫?zé)嵩?用來(lái)取(供)暖或供應(yīng)熱水,整個(gè)系統(tǒng)集熱效率甚高。空氣源熱泵使用范圍廣,產(chǎn)品適用溫度范圍在-10-40°C,并且一年四季全天候使用,不受陰、雨、雪等惡劣天氣和冬季夜晚的影響,都可以正常使用;熱效率高:產(chǎn)品熱效率全年平均在300%以上;熱泵產(chǎn)品無(wú)任何燃燒排放物,制冷劑選用了環(huán)保制冷劑R417A,對(duì)臭氧層零污染,是較好的環(huán)保型產(chǎn)品。因此,低溫空氣源熱泵特別在北方夏熱凍冷的城市供熱和制冷有著廣泛的應(yīng)用。
1.3中央空調(diào)冷凝熱回收利用
如今,星級(jí)賓館、酒店,都設(shè)有中央空調(diào)系統(tǒng)和24小時(shí)熱水供應(yīng),多數(shù)情況下冷、熱源分別設(shè)置,用冷水機(jī)組提供冷源,蒸汽或熱水鍋爐提供熱源。眾所周知,冷水機(jī)組在運(yùn)行時(shí)要通過(guò)冷卻水系統(tǒng)排出大量的冷凝熱,在制冷工況下運(yùn)行,冷凝熱可達(dá)制冷量的1.15—1.3倍。利用高溫水源熱泵回收這部分冷凝熱輸出的65度的熱水作為生活熱水,會(huì)是一條變廢為寶的節(jié)能途徑。
2技術(shù)發(fā)展的負(fù)面效應(yīng)及控制
當(dāng)代的技術(shù)革命,正在形成新型的生產(chǎn)力、形成新型生產(chǎn)方式、形成新型的市場(chǎng)交換方式、形成新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和就業(yè)結(jié)構(gòu)、形成新的財(cái)產(chǎn)占有方式和分層結(jié)構(gòu)、形成新型的權(quán)力和組織管理結(jié)構(gòu),技術(shù)正面效應(yīng)和負(fù)面效應(yīng)是客觀必然的。人類(lèi)有了其他一切生物所不曾具有的思維、精神和語(yǔ)言,人類(lèi)運(yùn)用自己的聰明和才智創(chuàng)造了豐富的物質(zhì)文明,人類(lèi)也必須對(duì)技術(shù)的負(fù)面效應(yīng)做出回應(yīng)。
徹底消除科技的負(fù)面作用是不可能的,我們唯一能做的是在科學(xué)技術(shù)活動(dòng)盡量規(guī)避和抑制其負(fù)作用。臭氧層的破壞和全球氣候變化,是當(dāng)前全球所面臨的主要環(huán)境問(wèn)題。
3結(jié)語(yǔ)
人類(lèi)利用技術(shù)手段對(duì)自然的利用和改造,必然改變自然界原有的平衡,問(wèn)題是人類(lèi)應(yīng)該正確認(rèn)識(shí)其活動(dòng)對(duì)自然的正反兩方面的影響,提供適應(yīng)自然規(guī)律的、有科學(xué)預(yù)見(jiàn)的、可調(diào)控的人類(lèi)行為,使其所產(chǎn)生的后果,有利于人與自然關(guān)系的協(xié)調(diào),使自然界更好地造福人類(lèi)。相信技術(shù)的力量,相信人類(lèi)依靠科技能夠戰(zhàn)勝各種困難,擺脫困境。人類(lèi)謀求發(fā)展的能力是無(wú)窮的。然而,科技的力量的發(fā)揮和發(fā)展是要在一定的生產(chǎn)方式中進(jìn)行的,它要受到經(jīng)濟(jì)制度、社會(huì)制度的影響和約束。所以,當(dāng)代科技發(fā)展必須遵循馬克思所說(shuō)的統(tǒng)一的“人的科學(xué)”的宗旨,才能真正克服技術(shù)發(fā)展的負(fù)面效應(yīng),也只有這樣才能充分發(fā)揮科技發(fā)展的正面效應(yīng)。制冷技術(shù)的發(fā)展和臭氧層保護(hù)就是近代史上技術(shù)進(jìn)步和全球合作的一個(gè)十分典型的范例,其技術(shù)進(jìn)步和控制技術(shù)進(jìn)步后果的合作機(jī)制也將成為人類(lèi)的財(cái)富,并將為解決其它重大問(wèn)題提供寶貴的借鑒經(jīng)驗(yàn)。