幾種新型制冷技術(shù)

1、淺談幾種新型制冷技術(shù)淺談幾種新型制冷技術(shù)引言：20世紀(jì)初，人們談?wù)摰脑掝}只是能源，而21世紀(jì)初，人們談?wù)摰脑掝}則是能源危機(jī)。這說(shuō)明在當(dāng)今這個(gè)高速發(fā)展的社會(huì)，能源已經(jīng)成為支撐國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)和核心問(wèn)題。2010年,我國(guó)一次能源消費(fèi)總量超過(guò)32億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，能源消費(fèi)總量已經(jīng)占世界總量的20%,能源消費(fèi)總量已經(jīng)超過(guò)美國(guó)，但經(jīng)濟(jì)總量?jī)H為美國(guó)的三分之一左右。其中，我國(guó)的石油對(duì)外依存度已經(jīng)超過(guò)55%,天然氣也已經(jīng)超過(guò)16%是進(jìn)口，昨日的煤炭大國(guó)在2010年也已經(jīng)是變成了凈進(jìn)口國(guó)。近年來(lái)，由于傳統(tǒng)的制冷空調(diào)設(shè)備對(duì)氟利昂類(lèi)制冷劑的大量使用，以及對(duì)電能的大量消耗成為導(dǎo)致當(dāng)前環(huán)境與能源問(wèn)題的重要因素。隨著我國(guó)能源

2、結(jié)構(gòu)的調(diào)整，太陽(yáng)能、地?zé)崮?、生物質(zhì)能等可再生能源的應(yīng)用比例不斷提高。因此，研制和發(fā)展對(duì)臭氧層無(wú)損耗、無(wú)溫室效應(yīng)而且可以利用低品位能源作為動(dòng)力的節(jié)能環(huán)保型的制冷技術(shù)是制冷領(lǐng)域研究的重要課題。一、太陽(yáng)能制冷1、背景：人類(lèi)進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，據(jù)美國(guó)石油業(yè)協(xié)會(huì)估計(jì)，地球上尚未開(kāi)采的原油儲(chǔ)藏量已不足兩萬(wàn)億桶，可供人類(lèi)開(kāi)采時(shí)間不超過(guò)95年。在2050年到來(lái)之前，世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展將越來(lái)越多地依賴煤炭。其后在2250到2500年之間，煤炭也將消耗殆盡，礦物燃料供應(yīng)枯竭。同時(shí)化石燃料燃燒后造成的排放污染問(wèn)題日益凸顯，能源問(wèn)題日益成為制約國(guó)際社會(huì)發(fā)展的瓶頸。太陽(yáng)能既是一次能源，

3、有是可再生能源，可免費(fèi)使用，又無(wú)需運(yùn)輸，對(duì)環(huán)境也沒(méi)有污染，具有無(wú)可避免的自然優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，我國(guó)幅員遼闊，有著十分豐富的太陽(yáng)能資源，有/3以上的地區(qū)日照大于2000小時(shí)，太陽(yáng)能資源的理論儲(chǔ)量大每年7000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤1。2、原理：主要有吸收式、吸附式、冷管式、除濕式、噴射式和光伏等制冷類(lèi)型2-3(1) 太陽(yáng)能吸收式制冷：用太陽(yáng)能集熱器收集太陽(yáng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)吸收式制冷系統(tǒng)，利用儲(chǔ)存液態(tài)冷劑的相變潛熱來(lái)儲(chǔ)存能量，利用其在低壓低溫下氣化而制冷，目前為止示范應(yīng)用最多的太陽(yáng)能空調(diào)方式。多為溴化鋰一水系統(tǒng)，也有的采用氨一水系統(tǒng)。(2) 太陽(yáng)能吸附式制冷：將收式制冷相結(jié)合的一種蒸發(fā)制冷，以太陽(yáng)能為熱源，采用的工質(zhì)對(duì)通常

4、為活性碳一甲醇、分子篩一水、硅膠一水及氯化鈣一氨等，可利用太陽(yáng)能集熱器將吸附床加熱后用于脫附制冷劑，通過(guò)加熱脫附一一冷凝一一吸附一一蒸發(fā)等幾個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)制冷。(3) 太陽(yáng)能除濕空調(diào)系統(tǒng)：是一種開(kāi)放循環(huán)的吸附式制冷系統(tǒng)?；咎卣魇歉稍飫┏凉窈驼舭l(fā)冷卻，也是一種適合于利用太陽(yáng)能的空調(diào)系統(tǒng)。(4) 太陽(yáng)能?chē)娚涫街评洌和ㄟ^(guò)太陽(yáng)能集熱器加熱使低沸點(diǎn)工質(zhì)變?yōu)楦邏赫羝ㄟ^(guò)噴管時(shí)因流出速度高、壓力低，在吸入室周?chē)舭l(fā)器內(nèi)生成的低壓蒸汽進(jìn)入混合室，同時(shí)制冷劑任蒸發(fā)器中汽化而達(dá)到制冷效果。(5) 太陽(yáng)能冷管制冷：這是一種間歇式制冷，主要結(jié)構(gòu)是由太陽(yáng)能冷管、集熱箱、制冷箱、蓄冷器和冷卻水回路等組成，是一種特殊的

5、吸附式制冷系統(tǒng)(6) 太陽(yáng)能半導(dǎo)體制冷：該系統(tǒng)由太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換器(太陽(yáng)能電池)、數(shù)控匹配器、儲(chǔ)能設(shè)備(蓄電池)和半導(dǎo)體制冷裝置四部分組成。太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換器輸出直流電一部分直接供給半導(dǎo)體制冷裝置進(jìn)行制冷運(yùn)行，另一部分則進(jìn)入儲(chǔ)能設(shè)備儲(chǔ)存,以供陰天或晚上使用，保證系統(tǒng)可以全天候正常運(yùn)行。2-33、優(yōu)點(diǎn)：熱源溫度要求低,可以在比較大的熱源溫度波動(dòng)范圍內(nèi)工作;活動(dòng)部件少;對(duì)環(huán)境無(wú)害，環(huán)保。吸附式制冷不需氯氟氫類(lèi)物質(zhì)，因而對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生破壞，同時(shí)可以節(jié)能。4、應(yīng)用與發(fā)展：目前，我國(guó)的建筑能耗占社會(huì)總能耗25%以上，而在建筑能耗中，空調(diào)能耗占到50%以上，并且建筑物空調(diào)的需求量呈逐年上升趨勢(shì)，給能源、電力和

6、環(huán)境帶來(lái)很大的壓力，在這種情況下，推廣和發(fā)展太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)可以節(jié)約大量的一次能源并減少能源轉(zhuǎn)換污染物的排放，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。利用太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換獲取熱量驅(qū)動(dòng)空調(diào)制冷機(jī)組，具有良好的季節(jié)適應(yīng)性，太陽(yáng)輻射越強(qiáng)，系統(tǒng)制冷量越大，與建筑空調(diào)負(fù)荷變化一致。隨著太陽(yáng)能集熱技術(shù)的不斷發(fā)展和常規(guī)能源價(jià)格的持續(xù)上漲，太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的投資將越來(lái)越低，系統(tǒng)的性能將越來(lái)越好，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保效益將更加突出，將會(huì)有更多的行業(yè)在空調(diào)制冷系統(tǒng)中推廣利用的太陽(yáng)能這一取之不盡的免費(fèi)清潔能源。4二、余熱制冷：1、背景：工業(yè)余熱資源普遍存在，特別在石油化工、鋼鐵焦化、合成氨、聚酯化纖，橡膠和多晶硅等行業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中，都存在

7、豐富的余熱資源，但是我國(guó)工業(yè)余熱資源回收率僅33.5%。工業(yè)領(lǐng)域中消耗的大量的能量，最終以低溫?zé)崴姆绞脚欧诺?，造成了很大的浪費(fèi)。同時(shí)，汽車(chē)行業(yè)每年消耗大量的化石燃料，2011年全球汽車(chē)總產(chǎn)量高達(dá)80,064,168輛。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)用效率一般為35%-40%左右,約占燃料發(fā)熱量一半以上的能量被發(fā)動(dòng)機(jī)趕套循環(huán)冷卻水及尾氣帶走。所帶走的熱量約占發(fā)動(dòng)機(jī)燃料發(fā)熱量的30%,發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣溫度約在450°C以上，可利用的尾氣余熱最低溫度約為180°C,相應(yīng)的可利用熱量約占燃料發(fā)熱量的20%以上。52、原理：工業(yè)余熱制冷一般采用吸收式制冷原理，其原理如下圖所示:汽車(chē)預(yù)熱制冷技術(shù)有噴射式，

8、吸收式，混合式等方式。吸收式制冷技術(shù)：余熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷裝置以溴化鋰水溶液為工質(zhì)，各換熱器獨(dú)立安裝于車(chē)廂底板下且位于同一平面內(nèi)，利用特殊設(shè)計(jì)的連接管道連接形成密閉回路，合理利用車(chē)上的有限空間，解決現(xiàn)有汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)余熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷設(shè)備因體積和重量過(guò)于龐大而無(wú)法應(yīng)用于車(chē)輛上的問(wèn)題。噴射式制冷：由蒸汽噴射器、蒸發(fā)器和冷凝器（即凝汽器）等設(shè)備組成，依靠蒸汽噴射器的抽吸作用在蒸發(fā)器中保持一定的真空，使水在其中蒸發(fā)而制冷3、發(fā)展和應(yīng)用：韓國(guó)忠北大學(xué)提出的高低溫雙熱電發(fā)生裝置的余熱回收系統(tǒng)，可提高燃油經(jīng)濟(jì)性10%以上。試驗(yàn)證明在室溫30C的環(huán)境下，4cmX4cmBi2Te3熱電模塊高溫端在100C200C時(shí)

9、，能產(chǎn)生023006.7V/3.39A1.445.68W的電能。在改善燃油經(jīng)濟(jì)性和混合動(dòng)力汽車(chē)的研究方面發(fā)揮了巨大的潛力。Ford汽車(chē)公司利用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣余熱發(fā)電技術(shù)設(shè)計(jì)了暖通空調(diào)系統(tǒng)（HVAC）來(lái)改善輕型車(chē)的舒適性，提高了能源的利用效率。該系統(tǒng)的能源利用系數(shù)設(shè)定在制冷系統(tǒng)cop1.3,熱泵系統(tǒng)cop2.3,并且優(yōu)化了熱點(diǎn)轉(zhuǎn)化材料的轉(zhuǎn)換優(yōu)值ZT,提高了熱點(diǎn)轉(zhuǎn)換效率。6三、磁制冷1、背景：磁制冷技術(shù)可以克服傳統(tǒng)的壓縮制冷技術(shù)的缺點(diǎn)，是一種熱效率高、對(duì)環(huán)境無(wú)污染、綠色環(huán)保的制冷技術(shù)。首先，磁制冷技術(shù)與傳統(tǒng)的壓縮制冷技術(shù)的制冷原理不同:磁制冷技術(shù)是依靠磁性材料的磁熱效應(yīng)，通過(guò)磁化和去磁過(guò)程的反復(fù)循環(huán)而

10、達(dá)到制冷目的的。而傳統(tǒng)的壓縮制冷技術(shù)是通過(guò)氣體壓縮和膨脹而實(shí)現(xiàn)制冷目的的。第二，磁制冷技術(shù)與傳統(tǒng)的壓縮制冷技術(shù)的制冷工質(zhì)不同:磁制冷技術(shù)的制冷工質(zhì)是固體，這就從根本上避免了使用有毒的、消耗臭氧層以及能產(chǎn)生溫室效應(yīng)的氣體的排出。2、基本原理：磁制冷（又稱磁卡效應(yīng)，Magneto-CaloricEffect）即利用磁熱效應(yīng)制冷。磁制冷工質(zhì)在等溫磁化時(shí)向外界放出熱量，而絕熱去磁時(shí)從外界吸收熱量。對(duì)與鐵磁性材料，磁熱效應(yīng)在其居里溫度（磁有序-無(wú)序轉(zhuǎn)變的溫度）附近最為顯制冷特點(diǎn)：著，當(dāng)作用有外磁場(chǎng)時(shí)，該材料的磁熵值降低并放熱；反之當(dāng)去除外磁場(chǎng)時(shí)，材料的磁熵值升高并吸熱7-83、制冷特點(diǎn)：采用磁性物質(zhì)作為

11、制冷工質(zhì)，也不導(dǎo)致溫室效應(yīng)。其運(yùn)動(dòng)部件少，減小了機(jī)械振動(dòng)和噪聲，可靠性高，效率高（能達(dá)到卡諾循環(huán)的30%60%）。其應(yīng)用范圍廣，從“K、mK直到室溫以上均適用；在低溫（制取液氮、液氦、液氫）領(lǐng)域和高溫（特別是近室溫）領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用前景93、研究現(xiàn)狀:2001年美國(guó)宇航公司（AstronauticsCooperationofAmerica聯(lián)合Ames實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)成功了采用永磁體提供磁場(chǎng)的回轉(zhuǎn)式磁制冷機(jī)，成為第一臺(tái)室溫磁制冷的制冷機(jī)。當(dāng)前，低溫區(qū)（20K以下）磁制冷的研究已比較成熟并實(shí)用化。高溫區(qū)磁制冷還處于試驗(yàn)研究開(kāi)發(fā)階段，目前80K至室溫的磁制冷技術(shù)是研究的熱點(diǎn)。研究出低成本且具有巨磁卡效應(yīng)的

12、材料以及利用NdFeB等永磁體產(chǎn)生外場(chǎng)（不用結(jié)構(gòu)復(fù)雜而昂貴的超導(dǎo)磁體）是室溫磁制冷關(guān)鍵。面臨的主要困難：每次磁制冷循環(huán)所產(chǎn)生的溫差還不夠大，只有13K,磁性材料磁熵太??；熱交換速度不夠快，使制冷周期延長(zhǎng)，整個(gè)循環(huán)效率下降；室溫條件下，不利用超導(dǎo)技術(shù)，仍利用電磁鐵或稀土永磁材料產(chǎn)生磁場(chǎng)，則兩磁極面總存在空氣隙，進(jìn)入磁場(chǎng)的磁制冷材料有限，這要求有絕熱效果好的隔熱層。4、應(yīng)用前景：磁制冷技術(shù)由于其節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)成為一項(xiàng)極具開(kāi)發(fā)潛力的高新制冷技術(shù)，有著十分廣闊應(yīng)用前景，有望取代傳統(tǒng)的壓縮制冷方式，用于家用、商業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)空調(diào)、超級(jí)市場(chǎng)、醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)及其他用途的制冷裝置，因而磁制冷技術(shù)有著廣泛的經(jīng)

13、濟(jì)效益及社會(huì)效益。磁制冷技術(shù)要真正得以廣泛應(yīng)用，還需要在高性能磁性材料的開(kāi)發(fā)、磁體和磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、蓄冷及換熱技術(shù)的改進(jìn)、磁制冷裝置的設(shè)計(jì)等方面取得新的突破。在極低溫和液化氦等小型裝置中，其高效、無(wú)污染、無(wú)噪聲等眾多特點(diǎn)使其在未來(lái)的太空開(kāi)發(fā)和民用需要方面讓人充滿期待；在要求制冷源設(shè)備重量輕、振動(dòng)和噪音小、操作方便、可靠性高、工作周期長(zhǎng)、工作溫度和冷量范圍廣的國(guó)防領(lǐng)域也有很好前景。10四、熱聲制冷1、基本原理：簡(jiǎn)單地說(shuō)，熱聲效應(yīng)是由熱在彈性介質(zhì)（常為高壓惰性氣體）中引起聲學(xué)自激振蕩的物理現(xiàn)象。利用熱聲逆效應(yīng)可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)聲波（交變機(jī)械能），將熱從低溫輸送到高溫的泵熱過(guò)程。當(dāng)高溫端固定在環(huán)境溫度時(shí)，

14、低溫端的溫度就會(huì)持續(xù)降低而實(shí)現(xiàn)制冷的功能。2、特點(diǎn):無(wú)需使用污染環(huán)境的制冷劑，而是使用惰性氣體和其混合物作為工質(zhì)，因此不會(huì)導(dǎo)致使用CFCs和HFCs產(chǎn)生臭氧層的破壞溫室效應(yīng)而污染環(huán)境；無(wú)需振蕩的活塞和密封潤(rùn)滑，無(wú)運(yùn)動(dòng)的部件，使壽命大大延長(zhǎng)。3、研究現(xiàn)狀：熱聲制冷分線性制冷和非線性制冷兩種。線性熱聲理論已經(jīng)成熟，非線性熱聲理論的研究也不斷取得發(fā)展，熱聲制冷機(jī)正朝著利用低品位能源的目標(biāo)前進(jìn)。11最近幾年各國(guó)的實(shí)驗(yàn)室研究成果主要如下：2006年法國(guó)國(guó)家科研中心制作了1臺(tái)能調(diào)節(jié)駐波比率的熱聲諧振裝置，可以簡(jiǎn)單和獨(dú)立地控制聲壓場(chǎng)和質(zhì)點(diǎn)速度場(chǎng)，通過(guò)優(yōu)化板疊區(qū)域的聲場(chǎng)研究，找到諸如溫度梯度、傳熱性能和傳熱系

15、數(shù)最佳匹配關(guān)系，以達(dá)到熱聲制冷系統(tǒng)性能的優(yōu)化。2007年美國(guó)普渡大學(xué)用DELTAE程序模擬雙駐波熱聲制冷機(jī)配置以找到板疊冷熱端換熱器溫差的最佳跨度，以使傳熱系數(shù)增大，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)冷熱端換熱器溫差達(dá)到80°C時(shí)為最佳跨度。研究結(jié)果和能耗顯示系統(tǒng)效率適宜于制冷機(jī)，但對(duì)空調(diào)和低溫冷卻效果不好。2007年美國(guó)南伊利諾伊大學(xué)對(duì)熱聲傳熱和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，研究揭示了傳熱系數(shù)、平均壓力和振動(dòng)頻率之間的關(guān)系，當(dāng)熱聲系統(tǒng)在一個(gè)合適的振動(dòng)頻率下，平均壓力越大，傳熱系數(shù)越大,所以在提高傳熱系數(shù)的同時(shí)，要合理考慮板疊結(jié)構(gòu)。2008年荷蘭能源研究中心制作了l臺(tái)同軸熱聲斯特林制冷機(jī)，由直線電機(jī)產(chǎn)生聲功率驅(qū)動(dòng)，

16、通過(guò)再生器將熱量從冷端換熱器泵給環(huán)境，測(cè)得性能系數(shù)達(dá)到卡諾效率的25%，溫度達(dá)到一54C。54、發(fā)展和應(yīng)用熱聲技術(shù)的應(yīng)用是相當(dāng)豐富的，熱聲能量轉(zhuǎn)換技術(shù)將會(huì)給包括制冷工業(yè)在內(nèi)的整個(gè)能源工業(yè)帶來(lái)很大的影響，它的簡(jiǎn)單、環(huán)保、節(jié)能高效的特性符合當(dāng)今時(shí)代的需要，有人曾大膽預(yù)言，熱機(jī)（包括制冷機(jī)）的未來(lái)是屬于綠色熱聲熱機(jī)的。當(dāng)然就目前的現(xiàn)狀而言，由于設(shè)計(jì)水平遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到最優(yōu)化的程度，材料的選擇及制造技術(shù)都還在完善之中,而普通的制冷系統(tǒng)經(jīng)過(guò)上百年的發(fā)展和改進(jìn),熱聲制冷單件的成本會(huì)高于普通傳統(tǒng)制冷裝置,但隨著材料的選擇和制造工藝的日趨成熟，可以肯定熱聲制冷機(jī)會(huì)具有極大的成本優(yōu)勢(shì)。熱聲制冷裝置最有可能首先在這些中

17、小型和微型裝置中獲得市場(chǎng)應(yīng)用份額，如應(yīng)用于冰淇淋機(jī)、飲水機(jī)、家用冰箱、空調(diào)機(jī)、計(jì)算機(jī)微處理器等制冷中，所存在的巨大應(yīng)用市場(chǎng)是顯而易見(jiàn)的12五、地?zé)嶂评?、背景地?zé)崾侵傅厍騼?nèi)部所蘊(yùn)藏的熱能，它來(lái)源于地球的熔融巖漿和放射性元素衰變時(shí)發(fā)出的熱量。地?zé)豳Y源是在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件和地質(zhì)條件下，能夠從地殼內(nèi)科學(xué)、合理地開(kāi)發(fā)出來(lái)的巖石熱能量、地?zé)崃黧w熱能量及其伴生的有用組分，它與太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物能、海洋能等統(tǒng)稱為新能源，將太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能與地?zé)崮芗右员容^，地?zé)崮苁切履茉粗凶顬楝F(xiàn)實(shí)的能源。我國(guó)是地?zé)豳Y源相對(duì)豐富的國(guó)家，地?zé)豳Y源總量約占全球的7.9%，可采儲(chǔ)量相當(dāng)于4626.5億t標(biāo)準(zhǔn)煤。最新數(shù)據(jù)表明，我國(guó)

18、287個(gè)地級(jí)以上城市淺層地?zé)崮苜Y源量為每年2.78X1020J,相當(dāng)于95億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。每年淺層地?zé)崮芸衫觅Y源量為2.89X1012kWh,相當(dāng)于3.56億噸標(biāo)準(zhǔn)煤?？鄢_(kāi)發(fā)消耗電量，則每年可節(jié)能2.02X1012kWh，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤2.48億噸，減少二氧化碳排放6.52億噸。52、基本原理：主要是運(yùn)用熱泵從淺層地能中(土壤、地下水或地表水)吸取大量的低溫位熱量(或冷量)通過(guò)熱泵系統(tǒng)循環(huán)把吸取的熱量從低溫位提升到高溫位，為用戶提供冬季供暖、夏季制冷空調(diào)、全年熱水供應(yīng)或制冷空調(diào)。3、優(yōu)缺點(diǎn)：傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)采用風(fēng)冷換熱器或水冷換熱器，其換熱環(huán)境直接或間接為大氣,而大氣換熱不可避免地受到環(huán)境條件變換

19、的影響。而對(duì)于地源熱泵,換熱器是介質(zhì)和大地地表淺層換熱，地能不受氣候、資源、地域、地質(zhì)結(jié)構(gòu)限制。因此地源熱泵系統(tǒng)具有普通中央空調(diào)和鍋爐不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：1、充分利用可再生能源，經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。2、環(huán)境效益顯著，地源熱泵既不破壞地下水資源又無(wú)任何污染，供熱時(shí)省去了燃煤、燃?xì)獾儒仩t房系統(tǒng)。3、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)，需維護(hù)較少，可大大節(jié)省維護(hù)費(fèi)用。4、控制設(shè)備簡(jiǎn)單，方便操作中央控制僅需選擇水路控制,除去了一般中央空調(diào)集中控制所有參量的復(fù)雜環(huán)節(jié)。地源熱泵系統(tǒng)的缺點(diǎn)：(1) 水溫變化會(huì)影響水源熱泵的工況。(2) 不同地質(zhì)條件含水量不同，水源量大小會(huì)影響回灌量，從而導(dǎo)致工況的不穩(wěn)定。(3) 水源水質(zhì)的好壞影

20、響地源熱泵系統(tǒng)的正常運(yùn)行。比如，如地下水中含沙量過(guò)高，會(huì)堵塞管道影響換熱。134、發(fā)展和應(yīng)用：地源熱泵供熱制冷節(jié)能環(huán)保系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)在國(guó)外已推廣50多年，技術(shù)成熟，普及程度高，效果顯著，在我國(guó)，淺層地?zé)崮艿拈_(kāi)發(fā)利用目前總體上還處于起步階段。隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略調(diào)整和熱泵技術(shù)的逐步提高完善，淺層地?zé)崮芤矊⒊蔀橐环N備受重視、得到積極開(kāi)發(fā)利用的新型能源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)5000m2以上建筑應(yīng)用地源熱泵系統(tǒng)約3000項(xiàng)，總使用面積超過(guò)5000萬(wàn)平方米。隨著技術(shù)的成熟和發(fā)展，地?zé)嵩粗评浼夹g(shù)必定會(huì)有廣發(fā)的應(yīng)用和普及。14六、激光制冷1、基本原理現(xiàn)階段激光制冷方法有兩種：多普勒制冷技術(shù)和反斯托克斯熒光制冷技術(shù)。

21、1、多普勒制冷技術(shù)：我們周?chē)囊磺蟹肿雍驮佣荚谶M(jìn)行著永不停息的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，而溫度這是表征這種熱運(yùn)動(dòng)劇烈程度物理量，溫度越高，其熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，反之，運(yùn)動(dòng)越趨平緩。通過(guò)降低這些分子或原子的總體上的熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度來(lái)制冷的。多普勒冷卻技術(shù)的原理就是通過(guò)激光發(fā)出光子來(lái)阻礙原子的熱運(yùn)動(dòng)，達(dá)到冷卻物體的目的。2、稱反斯托克斯熒光制冷，是正在發(fā)展的新概念的制冷方法。其基本原理是反斯托克斯效應(yīng)，利用散射與入射光子的能量差實(shí)現(xiàn)制冷。反斯托克斯效應(yīng)是一種特殊的散射效應(yīng)，其散射熒光光子波長(zhǎng)比入射光子波長(zhǎng)短。因此，散射熒光光子能量高于入射光子能量。其過(guò)程可簡(jiǎn)單理解為：用低能量激光光子激發(fā)發(fā)光介質(zhì)，發(fā)光介質(zhì)散射出高

22、能量的光子，將發(fā)光介質(zhì)中的原有能量帶出介質(zhì)而制冷。與傳統(tǒng)制冷方式相比，激光起到了提供制冷動(dòng)力的作用，而散射出的反斯托克斯熒光則是熱量載體2、技術(shù)特點(diǎn)由于制冷材料對(duì)泵浦光的吸收有限，導(dǎo)致制冷效率降低，制冷系數(shù)小、制造成本高，當(dāng)前試驗(yàn)效率均不高于3%53、研究現(xiàn)狀激光制冷的研究工作已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，特別是近些年在實(shí)驗(yàn)研究方面的重大突破。但與傳統(tǒng)機(jī)械式低溫制冷機(jī)相比，激光制冷的發(fā)展還處在初始階段。為了進(jìn)一步提高激光制冷的性能，研究工作還需在以下幾個(gè)方面做出努力：（1）從強(qiáng)化反斯托克斯效應(yīng)角度出發(fā)，尋找具有更適當(dāng)能級(jí)結(jié)構(gòu)的原子（或離子、基團(tuán)）作為制冷元件的熒光中心，以提高激光制冷循環(huán)的制冷量和制冷

23、系數(shù)。（2）發(fā)展激光技術(shù)，為激光制冷提供滿足特定波長(zhǎng)要求的高功率、高效率、低成本的激光發(fā)生器。（3）優(yōu)化光路設(shè)計(jì)，提高入射激光的利用率，同時(shí)便于反斯托克斯散射熒光的溢出。（4）進(jìn)一步提高發(fā)光介質(zhì)的純凈度，從而減少雜質(zhì)引起的無(wú)輻射馳豫寄生熱對(duì)制冷量的消耗。（5）改進(jìn)絕熱系統(tǒng)，減少處于室溫的部件向制冷元件的漏熱。154、應(yīng)用前景激光制冷技術(shù)早期的主要目的是為了精確測(cè)量各種原子參數(shù)，用于高分辨率激光光譜和超高精度的量子頻標(biāo)（原子鐘），后來(lái)成為實(shí)現(xiàn)原子玻色-愛(ài)因斯坦凝聚的關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)方法。雖然早在20世紀(jì)初人們就注意到光對(duì)原子有輻射壓力作用，只是在激光器發(fā)明之后，才發(fā)展了利用光壓改變?cè)铀俣鹊募夹g(shù)。激光冷

24、卻有許多應(yīng)用，如：原子光學(xué)、原子刻蝕、原子鐘、光學(xué)晶格、光鑷子、玻色愛(ài)因斯坦凝聚、費(fèi)米子凝聚態(tài)、原子激光、高分辨率光譜以及光和物質(zhì)的相互作用的基礎(chǔ)研究等等。然后還有超冷分子，其為量子計(jì)算機(jī)的制造提供了可能性依據(jù)。除此之外，激光制冷還可在空間遙感領(lǐng)域發(fā)揮重大作用。同時(shí)，激光制冷器具有無(wú)振動(dòng)、無(wú)噪聲、無(wú)電磁輻射、體積小、重量輕、可靠性高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)科技（如電冰箱、制冷機(jī)等）、軍事、航天等尖端領(lǐng)域均有廣闊應(yīng)用前景16展望：隨著全球人口的激增，生活水平的不斷提高，資源的匱乏已經(jīng)日趨明顯，環(huán)境不斷惡劣，在全球范圍內(nèi)已基本形成保護(hù)環(huán)境和和節(jié)約資源的共識(shí)。制冷，作為人類(lèi)生產(chǎn)生活不可或缺的一部分，制冷技術(shù)發(fā)展面臨最重要的問(wèn)題在于不斷提高其環(huán)保和節(jié)能性能。當(dāng)前，各種新型制冷技術(shù)發(fā)展迅速，盡管還沒(méi)能得到廣泛的推廣應(yīng)用，但其優(yōu)