國(guó)內(nèi)的空調(diào)制冷系統(tǒng)應(yīng)用非常廣泛，涉及的領(lǐng)域也非常廣，大到尖端、國(guó)防、化工生產(chǎn)、畜牧水產(chǎn)漁業(yè)、肉類食品加工、果蔬培養(yǎng)，小到菜籃子及千家萬(wàn)戶日常生活，幾乎無(wú)所不及。

空調(diào)通風(fēng)方面，傳統(tǒng)的空調(diào)設(shè)備和系統(tǒng)存在著兩個(gè)主要問(wèn)題：一是空調(diào)系統(tǒng)是耗能多，而且是用電負(fù)荷高峰時(shí)的主要用電設(shè)備，由此帶來(lái)的能源環(huán)境問(wèn)題不利于社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展;二是長(zhǎng)期生活和工作在空調(diào)環(huán)境中的人，由于新鮮空氣少，室內(nèi)空氣品質(zhì)較差，對(duì)身體健康產(chǎn)生不良影響，此外還有吹風(fēng)感等舒適性問(wèn)題。因此象冰蓄冷空調(diào)，輻射供冷、供熱吊頂系統(tǒng)這樣全新意義上的節(jié)能環(huán)保、健康舒適的空調(diào)設(shè)備和系統(tǒng)成為整個(gè)行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，追求的目標(biāo)。

制冷低溫方面，市場(chǎng)容量會(huì)逐漸擴(kuò)大，低溫生產(chǎn)車間、冷凍廠、冷庫(kù)的建設(shè)也會(huì)隨之加快。然而制冷低溫系統(tǒng)大多采用含氯含溴的合成制冷劑(如氟利昂等)作為冷媒，而這類制冷劑對(duì)大氣臭氧層等自然環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，在替代冷媒仍屬未定的局面和環(huán)?？?fàn)幦找鎳?yán)重的前提下，采用破壞臭氧層潛能值ODP和溫室效應(yīng)潛能值WGP均為0的氨冷媒將是一個(gè)趨勢(shì)。

1 空調(diào)制冷系統(tǒng)新設(shè)備、新技術(shù)

隨著整個(gè)空調(diào)制冷行業(yè)在節(jié)能環(huán)保和健康舒適等方面的不斷深入改進(jìn)和研究，空調(diào)制冷系統(tǒng)方面的新設(shè)備、新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。筆者將從空調(diào)制冷機(jī)組、末端裝置、冷媒方面簡(jiǎn)要介紹冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)、輻射供冷供熱吊頂系統(tǒng)合氨冷媒系統(tǒng)。

1.1 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)

我國(guó)的電力工業(yè)發(fā)展很快，年發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)到世界第2位， 2.5億千瓦。但是，盡管如此，我國(guó)的電力供應(yīng)仍日益緊缺，尤其是高峰不足與低谷過(guò)剩的矛盾日益突出。若采用需求側(cè)調(diào)控的方法，如空調(diào)的冰蓄冷等可以將用電時(shí)間移至非高峰期，起到“移峰填谷”的作用。與使用常規(guī)空調(diào)相比，冰蓄冷空調(diào)有25%左右的移峰能力，理論上可轉(zhuǎn)移11%的高峰負(fù)荷到低谷，從而達(dá)到節(jié)能又環(huán)保的目的。

1.1.1 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)裝置

筆者介紹最新文獻(xiàn)報(bào)道的一種冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由冰蓄冷主機(jī)、水力控制模塊、蓄冰槽三大部件組成。

冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)主機(jī)形式多樣，包括風(fēng)冷蓄冷產(chǎn)品和水冷蓄冷產(chǎn)品，壓縮機(jī)可采用渦旋、螺桿和活塞式。在缺水或日夜溫差大的地區(qū)可使用風(fēng)冷主機(jī)，其它地區(qū)可選用水冷主機(jī)。水冷產(chǎn)品中螺桿機(jī)效率較高，可優(yōu)先選用。對(duì)于風(fēng)冷、熱回收、水源熱泵型等壓縮比大的應(yīng)用場(chǎng)合，活塞機(jī)、渦旋機(jī)的效率也不錯(cuò)、且價(jià)格實(shí)惠，可考慮使用。對(duì)于具有多臺(tái)壓縮機(jī)的主機(jī)，由于其部分負(fù)荷性能好、備機(jī)功能強(qiáng)，同等條件下應(yīng)優(yōu)先考慮。

帶有蓄能量測(cè)量裝置和嚴(yán)密隔熱防潮措施的模塊式蓄冰槽，安裝極其方便，只需將蓄冰槽體就位和接管即可，不需任何槽體內(nèi)部安裝工作。另外串聯(lián)系統(tǒng)中冷水機(jī)下游布置方式可以降低成本，改善蓄能槽放熱特性。

水力控制模塊包括乙二醇載冷劑泵、冷卻水泵、空調(diào)水泵、乙二醇板式換熱器、閉式膨脹水箱、過(guò)濾器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥門、蓄冷系統(tǒng)的電力控制柜，以及排氣、泄水口。水力控制模塊已經(jīng)各種運(yùn)行模式的水力平衡設(shè)計(jì)和校核，換熱器和水泵的工作性能匹配優(yōu)化。

該系統(tǒng)還能與熱回收、水源熱泵結(jié)合，以進(jìn)一步提高使用效能和產(chǎn)品的可靠性。另外避免了大量復(fù)雜機(jī)房設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)裝配工作，質(zhì)量可靠、運(yùn)行性能佳。

1.1.2 冰蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行控制特點(diǎn)

冰蓄冷空調(diào)運(yùn)行模式多樣，除主機(jī)外還要控制蓄冰槽的工作，以及主機(jī)和蓄冰槽出力分配和優(yōu)化運(yùn)行。因此，新型的冰蓄冷空調(diào)運(yùn)行控制系統(tǒng)應(yīng)包括：①簡(jiǎn)單、直接、精確的蓄冰量測(cè)量裝置，以保證室內(nèi)空調(diào)參數(shù)的穩(wěn)定。②根據(jù)外界氣候條件變化或空調(diào)水溫變化的情況自動(dòng)判斷和預(yù)測(cè)最佳工作模式和最佳空調(diào)水工作溫度，如冰蓄冷系統(tǒng)的主機(jī)優(yōu)先和融冰優(yōu)先策略。自適應(yīng)控制邏輯將根據(jù)外部需求和蓄冰槽的蓄冰情況，最大限度地發(fā)揮融冰優(yōu)先的控制優(yōu)勢(shì)。③實(shí)現(xiàn)與空氣端DDC(直接數(shù)字控制)裝置的信息傳遞。

1.2 輻射吊頂板

二十世紀(jì)八十年代中后期，多種水源輻射空調(diào)系統(tǒng)形式在歐洲出現(xiàn)。輻射吊頂是這類系統(tǒng)中的代表，一般來(lái)說(shuō)，水流經(jīng)特殊制成的吊頂板內(nèi)的通道，并與吊頂板換熱，吊頂板表面再通過(guò)對(duì)流和輻射的作用與室內(nèi)換熱，通過(guò)控制吊頂板表面溫度而達(dá)到控制室內(nèi)熱環(huán)境的目的。我國(guó)廣大地區(qū)四季分明，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，既要求空調(diào)又要求供熱的建筑越來(lái)越多，輻射吊頂可以實(shí)現(xiàn)制熱和空調(diào)末端統(tǒng)一的形式，從而節(jié)省資源，避免重復(fù)投資。

1.2.1 輻射吊頂板末端裝置

筆者介紹由文獻(xiàn)3提出的一種帶有通風(fēng)末端的模塊式輻射供冷、供熱吊頂板。它將通風(fēng)末端和輻射吊頂集成，將供冷、供熱和通風(fēng)三者的末端裝置全部統(tǒng)一。具體而言，就是以硬聚氯乙烯PVC為原材料制造標(biāo)準(zhǔn)的吊頂板模塊，其上設(shè)有相對(duì)獨(dú)立的水通道和風(fēng)通道。在吊頂板中部設(shè)有獨(dú)立的空腔，水得以在其中流動(dòng)并換熱，從而達(dá)到向室內(nèi)供冷、供熱的目的(夏季通水溫度約為17℃，冬季約為35℃);而在吊頂板的四周區(qū)域另設(shè)有空腔，使得空氣得以流動(dòng)，而吊頂板向室內(nèi)一側(cè)表面開(kāi)有孔洞，實(shí)現(xiàn)向室內(nèi)的送風(fēng)。

這一輻射吊頂板通過(guò)配套的專用空氣處理與換熱機(jī)組，與建筑中空調(diào)系統(tǒng)相連，作為空調(diào)系統(tǒng)的末端裝置，實(shí)現(xiàn)控制調(diào)節(jié)室內(nèi)熱環(huán)境、濕環(huán)境和空氣品質(zhì)的目的。

1.2.2循環(huán)輻射吊頂系統(tǒng)形式

文獻(xiàn)3提出的內(nèi)循環(huán)輻射吊頂供冷、供熱系統(tǒng)形式，是指采用間連的方式，通過(guò)一板式換熱器將水系統(tǒng)分為一次水側(cè)—即外循環(huán)水系統(tǒng)，和二次水側(cè)—即內(nèi)循環(huán)水系統(tǒng)。

采用這一間接連接的內(nèi)循環(huán)輻射吊頂系統(tǒng)形式，大大降低了對(duì)輻射吊頂板制造材料的要求，使得價(jià)廉物美的PVC板材得以使用(成本約為國(guó)外產(chǎn)品的十分之一)，大幅度提高了輻射吊頂供冷、供熱系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)性，同時(shí)，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)特性也大大增強(qiáng)。

1.3 氨冷媒制冷系統(tǒng)

全球環(huán)保意識(shí)不斷提升，對(duì)大氣臭氧層破壞嚴(yán)重的，現(xiàn)在仍大量是用的含氯含溴的合成制冷劑(如氟利昂等)勢(shì)必被停用，氨冷媒作為現(xiàn)階段較為環(huán)保的替代冷媒具有較高的實(shí)用價(jià)值，需求也越來(lái)越高，氨雖然具有危險(xiǎn)性，但在良好的管理下，使用水或不凍液的間接冷卻氨冷媒，使氨冷媒充填量減至最低，加上有足夠必要的防災(zāi)措施，氨冷媒從成本和效率來(lái)衡量，顯然占有極大的優(yōu)勢(shì)。因此總體來(lái)說(shuō)氨冷媒是利遠(yuǎn)大于弊的。

1.3.1 氨水吸收式系統(tǒng)及氨吸附式熱能制冷系統(tǒng)

氨與水具有冷媒與吸收劑的功能，這種組合稱為氨水吸收式系統(tǒng)。氨水吸收式系統(tǒng)包括發(fā)生器、吸收器、凝結(jié)器、蒸發(fā)器與溶液熱交換器等組件，另外再加上除水器及分析器等兩個(gè)額外組件。氨水吸收式系統(tǒng)可以達(dá)到0 ℃ 以下的蒸發(fā)溫度，具有大氣壓力以上(正壓)的壓力操作的優(yōu)點(diǎn)，較之Br/水系統(tǒng)具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單，操作方便，更廣泛的工程實(shí)際應(yīng)用。

在固態(tài)吸附式冷凍系統(tǒng)方面，目前在實(shí)驗(yàn)室中已可利用高效率的復(fù)合氯化鈣吸附劑來(lái)吸附氨冷媒，該系統(tǒng)被稱為氨吸附式熱能制冷系統(tǒng)。系統(tǒng)無(wú)壓縮機(jī)、沒(méi)有動(dòng)件，維修需求低于傳統(tǒng)的氨壓縮制冷及氨水吸收制冷系統(tǒng)。系統(tǒng)以余熱為能源，舉凡溫度大于110 ℃之蒸汽、廢汽、余熱、引擎廢氣、高溫廢水、煤火均可以做為氨脫附的熱源，達(dá)到能源回收再利用的目的。