空气制冷技术应用现状与前景分析
进入20世纪90年代以来,随着环保问题的日益突出,空气制冷技术又一次成为世界关注的焦点,先后有美国、澳大利亚、德国、日本、英国、中国等进行了空气制冷装置的研究试验,研究范围涉及住宅及列车空调到食品冷冻和冷藏的几乎所有的制冷技术应用领域。
低温领域的应用空气制冷机极易制取低温,并在很宽的冷却负荷和低温运行工况范围内具有优良的性能,特别适用于需要低温和工况条件变化较大的场合。
现代食品冷冻和冷藏工艺有不断向低温方向发展的趋势,根据不同的食品和不同的冷冻或冷藏工艺要求,要求库温在0～-100℃大范围内可调节,并要求制冷系统长期在-30℃以下运行,采用单级蒸气压缩制冷很难满足这种低温要和运行工况,采用多级压缩或复叠式蒸气制冷,则导致系统COP的降低和投资的增加。
空气制冷统在低温下宽温度范围内运行性能优良,工质无臭无害和制冷速度快的特性使其非常适合于食品的冷冻冷藏。提出了一种带蓄冷器的开式空气制冷系统用于冷库,通过改变冷却空气和室外空气的混合比例来调节各个冷冻间和冷藏间的库温,可以达到很好的节能效果。有资料表明,食品加工业将是空气制冷在低温领域应用的最大市场。
详细分析了闭式空气制冷系统用于美国食品加工业的市场状况。虽然美国目前只有少数闭式空气制冷机组用于食品加工,但据统计,75%的食品加工厂家希望使用空气制冷系统,而且47%有强烈的使用意向。这说明空气制冷在食品加工业有极广阔的发展前景。除此之外,空气制冷在冷凝回收工业有害挥发性有机化合物、天然气液化、冷藏运输、制药业的控制低温反应及冷冻干燥处理和石化工业的存贮及加工等领域具有很大的发展潜力。
空调领域的应用
长期以来,空气制冷在空调领域的应用只局限于飞机空调,因为飞机座舱空气制冷空调装置能充分利用飞机原有设备和条件:利用飞机涡轮喷气发动机作为制冷系统的动力源和压缩机,以机外冲压空气作为冷却介质,只增加透平膨胀机及其附属设备,提高设备利用率,实现系统小型化。
然而,要使空气制冷技术在空调领域得到推广,必须把其性能放在第一位考虑,这是当今世界能源紧缺的现实要求,也是产品具有竞争力的标志。
近年来,欧美A对空气制冷应用于住宅和列车空调的研究取得了很大的进展,美国早在1993年就设计出用于住宅和商业建筑空调(采暖、空调)的闭式空气循环制冷装置样机,由Normalair-GarrettLimited设计及制造的列车用闭式空气制冷空调系统于1998年在往返于德国和荷兰的ICE-3高速列车上投入使用。
国内在这方面的研究尚处在实验阶段,值得注意的是,无论是低温领域还是空调领域,我国在空气制冷技术的实用化方面基本空白,除飞机空调外,目前只限于低温环境试验装置、橡胶的低温粉碎和矿场开采工作面的现场冷却。这与世界的空气制冷技术的应用格局极不协调,有关部门应该尽快加大推动空气制冷技术实用化的力度,否则,我国的空气制冷技术将永远落后于世界。
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