太陽能空調的工作原理解析

　?。?）專設的儲冷水箱降低了系統(tǒng)的熱量損失

　　盡管儲熱水箱可以儲存能量，但它的能力畢竟是有限的。本系統(tǒng)專門設計了一個儲冷水箱。在白天太陽輻照充裕的情況下，可以將制冷機產生的冷媒水儲存在儲冷水箱內，其優(yōu)點在于這種情況下的系統(tǒng)熱量損失顯然要比以熱媒水形式儲存在儲熱水箱中低得多，因為夏季環(huán)境溫度與冷媒水溫度之間的溫差要明顯小于熱媒水溫度與環(huán)境溫度之間的溫差。

　?。?）配套的輔助鍋爐使系統(tǒng)可以全天候運行

　　所有太陽能系統(tǒng)的運行都不可避免地要受到氣候條件的影響。為使系統(tǒng)可以全天候發(fā)揮空調、采暖功能，輔助的常規(guī)能源是必不可少的。該太陽能空調系統(tǒng)選用了輔助燃油熱水鍋爐，在白天太陽輻照量不足以及夜間需要繼續(xù)用冷或用熱時，可隨即啟動輔助鍋爐，確保系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定地運行。

　?。?）系統(tǒng)運行及工況之間切換均能自動控制

　　在利用太陽能部分地替代常規(guī)能源的系統(tǒng)中，系統(tǒng)啟動、能量儲存以及太陽能與常規(guī)能源之間切換等功能的自動化都顯得尤為重要；另外，本系統(tǒng)設置了幾個儲水箱，如何在不同的工況下自動啟用不同的水箱，走不同的管路，也是系統(tǒng)正常運行的關鍵；再則，太陽能系統(tǒng)還應可*地解決自動防過熱和防凍結的問題。因此，我們?yōu)樵撎柲?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/空調">空調系統(tǒng)設計了一套安全可*、功能齊全的自動控制系統(tǒng)。

　　3.推廣應用前景

　　實踐證明，采用熱管式真空管集熱器與溴化鋰吸收式制冷機相結合的太陽能空調技術方案是成功的，它為太陽能熱利用技術開辟了一個新的應用領域。

　　太陽能吸收式空調與常規(guī)空調相比，具有以下三大明顯的優(yōu)點：

　　（1）太陽能空調的季節(jié)適應性好，也就是說，系統(tǒng)制冷能力隨著太陽輻射能的增加而增大，而這正好與夏季人們對空調的迫切要求一致；

　?。?）傳統(tǒng)的壓縮式制冷機以氟里昂為介質，它對大氣層有極大的破壞作用，而吸收式制冷機以無毒、無害的溴化鋰為介質，它對保護環(huán)境十分有利；

　?。?）同一套太陽能吸收式空調系統(tǒng)可以將夏季制冷、冬季采暖和其它季節(jié)提供熱水結合起來，顯著地提高了太陽能系統(tǒng)的利用率和經(jīng)濟性。

　　誠然，凡事都要一分為二。我們在強調太陽能空調優(yōu)點的同時，也應看到它目前存在的局限性，因而在推廣應用過程中注意解決這些問題：

　?。?）雖然太陽能空調開始進入實用化階段，希望使用太陽能空調的用戶不斷增加，但目前已經(jīng)實現(xiàn)商品化的產品大都是大型的溴化鋰制冷機，只適用于單位的中央空調。對此，空調制冷界正在積極研究開發(fā)各種小型的溴化鋰或氨—水吸收式制冷機，以便與太陽集熱器配套逐步進入家庭；

　?。?）雖然太陽能空調可以無償利用太陽能資源，但由于自然條件下的太陽輻照度不高，使集熱器采光面積與空調建筑面積的配比受到限制，目前只適用于層數(shù)不多的建筑。對此，我們正在加緊研制可產生水蒸氣的真空管集熱器，以便與蒸氣型吸收式制冷機結合，進一步提高集熱器與空調建筑面積的配比；

　?。?）雖然太陽能空調可以大大減少常規(guī)能源的消耗，大幅度降低運行費用，但目前系統(tǒng)的初投資仍然偏高，只適用于有限的富裕用戶。為此，我們正在堅持不懈地降低現(xiàn)有真空管集熱器的成本，使越來越多的單位和家庭具有使用太陽能空調的經(jīng)濟承受能力。

　　近年來，地球表面溫度逐年上升，人們對夏季空調的要求越來越強烈，安裝空調已成為我國大部分地區(qū)的一股消費浪潮。我們相信，太陽能吸收式空調系統(tǒng)可以發(fā)揮夏季制冷、冬季采暖、全年提供熱水的綜合優(yōu)勢，必將取得顯著的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，具有廣闊的推廣應用前景。

　　從理論上講，太陽能空調的實現(xiàn)有兩種方式，一是先實現(xiàn)光-電轉換，再用電力驅動常規(guī)壓縮式制冷機進行制冷；二是利用太陽的熱能驅動進行制冷。對于前者，由于大功率太陽能發(fā)電技術的昂貴價格，目前實用性較差。因此，太陽能空調技術一般指熱能驅動的空調技術。當然，廣義上的太陽能空調技術也包括地熱驅動和地下冷源空調技術。

　　由于技術、成本等原因，太陽能空調一般采用吸收式和吸附式制冷技術。吸收式制冷技術是利用吸收劑的吸收和蒸發(fā)特性進行制冷的技術，根據(jù)吸收劑的不同，分為氨-水吸收式制冷和溴化鋰-水吸收式制冷兩種。吸附式制冷技術是利用固體吸附劑對制冷劑的吸附作用來制冷，常用的有分子篩-水、活性炭-甲醇吸附式制冷。兩種制冷技術均不采用氟利昂，可以避免對臭氧層的破壞作用，具有特別的意義；并且二者采用較低等級的能源，在節(jié)能和環(huán)保方面有著光明的前景。另外，吸附式制冷系統(tǒng)運行費用低（或無運行費用），無運動部件，壽命長，無噪聲，尤其在航空、航天等特殊領域廣泛應用。

　　對于太陽能制冷技術，因為要照顧到集熱器的效率等，就不得不采用比較低的熱源溫度。所以，太陽能驅動的制冷機存在效率較低的問題。隨之而來的，從集熱器、制冷機等相應的成本分配來看，集熱溫度、冷水溫度及冷卻水溫度應各為多少，才能建立一個最為經(jīng)濟合理的太陽能空調系統(tǒng)，也是尚待解決的課題。另外，由于太陽能的收集存在著時效問題，蓄熱技術也必須得到很好地解決，一個較好的蓄熱系統(tǒng)可以彌補太陽能的不可*性和間斷性。

　　4.太陽能空調技術的優(yōu)勢

　　當前，大部分使用的空調技術是一種以電能為動力，把室內熱量加以吸收排除到室外的循環(huán)系統(tǒng)。這種空調將室內的熱量收集后，釋放到大氣中，進一步提高了大氣的高溫，空洞裝的愈多，城市的大氣溫度會愈高，則熱島效應會愈強烈。另外，制冷循環(huán)介質氟里昂等氟化物的廣泛使用，導致了大氣臭氧層的破壞，惡化了生態(tài)環(huán)境也是眾所周知的。近幾年來，取代氟里昂的工作介質的新型空調（是否污染環(huán)境，有待長期檢驗）已經(jīng)投放市場。但耗能嚴重的問題依然存在，在世界能源日益緊張的今天，采用更為節(jié)能的空調系統(tǒng)是人類的共同需要。

　　利用太陽能作為能源的空調系統(tǒng)，它的誘人之處在于越是太陽能輻射強烈的時候，環(huán)境氣溫越高，人們的生活越需要空調，此時，太陽能空調的制冷能力就越強。這是人和自然和諧的理想境界。使用太陽能空調的結果，既創(chuàng)造了室內宜人的溫度，又能降低大氣的環(huán)境溫度，還減弱了城市中的熱島效應。更為可取的是，既節(jié)約了能源，還不使用破壞大氣層的氟里昂等有害物質，是名副其實的綠色空調。

　　5.太陽能空調技術的應用前景

　　目前大量生產的大型商用中央空調和家用壁掛、立式空調不太適合一些高檔的住宅，急需要一種小型戶式中央空調來填充這一空白。而從太陽能空調的特性和技術特點來看，太陽能空調最適合于上述矛盾的解決和應用，故當前空調行業(yè)的需求給太陽能空調技術的發(fā)展和應用帶來了難得的機遇。