空氣制冷技術應用現狀與前景分析
進入20世紀90年代以來,隨著環保問題的日益突出,空氣制冷技術又一次成為世界關注的焦點,先后有美國、澳大利亞、德國、日本、英國、中國等進行了空氣制冷裝置的研究試驗,研究范圍涉及住宅及列車空調到食品冷凍和冷藏的幾乎所有的制冷技術應用領域。
低溫領域的應用空氣制冷機極易制取低溫,并在很寬的冷卻負荷和低溫運行工況范圍內具有優良的性能,特別適用于需要低溫和工況條件變化較大的場合。
現代食品冷凍和冷藏工藝有不斷向低溫方向發展的趨勢,根據不同的食品和不同的冷凍或冷藏工藝要求,要求庫溫在0～-100℃大范圍內可調節,并要求制冷系統長期在-30℃以下運行,采用單級蒸氣壓縮制冷很難滿足這種低溫要和運行工況,采用多級壓縮或復疊式蒸氣制冷,則導致系統COP的降低和投資的增加。
空氣制冷統在低溫下寬溫度范圍內運行性能優良,工質無臭無害和制冷速度快的特性使其非常適合于食品的冷凍冷藏。提出了一種帶蓄冷器的開式空氣制冷系統用于冷庫,通過改變冷卻空氣和室外空氣的混合比例來調節各個冷凍間和冷藏間的庫溫,可以達到很好的節能效果。有資料表明,食品加工業將是空氣制冷在低溫領域應用的最大市場。
詳細分析了閉式空氣制冷系統用于美國食品加工業的市場狀況。雖然美國目前只有少數閉式空氣制冷機組用于食品加工,但據統計,75%的食品加工廠家希望使用空氣制冷系統,而且47%有強烈的使用意向。這說明空氣制冷在食品加工業有極廣闊的發展前景。除此之外,空氣制冷在冷凝回收工業有害揮發性有機化合物、天然氣液化、冷藏運輸、制藥業的控制低溫反應及冷凍干燥處理和石化工業的存貯及加工等領域具有很大的發展潛力。
空調領域的應用
長期以來,空氣制冷在空調領域的應用只局限于飛機空調,因為飛機座艙空氣制冷空調裝置能充分利用飛機原有設備和條件:利用飛機渦輪噴氣發動機作為制冷系統的動力源和壓縮機,以機外沖壓空氣作為冷卻介質,只增加透平膨脹機及其附屬設備,提高設備利用率,實現系統小型化。
然而,要使空氣制冷技術在空調領域得到推廣,必須把其性能放在第一位考慮,這是當今世界能源緊缺的現實要求,也是產品具有競爭力的標志。
近年來,歐美A對空氣制冷應用于住宅和列車空調的研究取得了很大的進展,美國早在1993年就設計出用于住宅和商業建筑空調(采暖、空調)的閉式空氣循環制冷裝置樣機,由Normalair-GarrettLimited設計及制造的列車用閉式空氣制冷空調系統于1998年在往返于德國和荷蘭的ICE-3高速列車上投入使用。
國內在這方面的研究尚處在實驗階段,值得注意的是,無論是低溫領域還是空調領域,我國在空氣制冷技術的實用化方面基本空白,除飛機空調外,目前只限于低溫環境試驗裝置、橡膠的低溫粉碎和礦場開采工作面的現場冷卻。這與世界的空氣制冷技術的應用格局極不協調,有關部門應該盡快加大推動空氣制冷技術實用化的力度,否則,我國的空氣制冷技術將永遠落后于世界。
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