淺析太陽能空調(diào)的工作原理

　　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(shè)計(jì)了一個(gè)儲冷水箱。在白天太陽輻照充裕的情況下，可以將制冷機(jī)產(chǎn)生的冷媒水儲存在儲冷水箱內(nèi)，其優(yōu)點(diǎn)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?yàn)橄募经h(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(yùn)行

　　所有太陽能系統(tǒng)的運(yùn)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(diào)、采暖功能，輔助的常規(guī)能源是必不可少的。該太陽能空調(diào)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(shí)，可隨即啟動(dòng)輔助鍋爐，確保系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行。

　?。?）系統(tǒng)運(yùn)行及工況之間切換均能自動(dòng)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(dòng)、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(dòng)化都顯得尤為重要；另外，本系統(tǒng)設(shè)置了幾個(gè)儲水箱，如何在不同的工況下自動(dòng)啟用不同的水箱，走不同的管路，也是系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵；再則，太陽能系統(tǒng)還應(yīng)可*地解決自動(dòng)防過熱和防凍結(jié)的問題。因此，我們?yōu)樵撎柲?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/空調(diào)">空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一套安全可*、功能齊全的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

　　3.推廣應(yīng)用前景

　　實(shí)踐證明，采用熱管式真空管集熱器與溴化鋰吸收式制冷機(jī)相結(jié)合的太陽能空調(diào)技術(shù)方案是成功的，它為太陽能熱利用技術(shù)開辟了一個(gè)新的應(yīng)用領(lǐng)域。

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

　?。?）太陽能空調(diào)的季節(jié)適應(yīng)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(diào)的迫切要求一致；

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

　?。?）同一套太陽能吸收式空調(diào)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(jié)合起來，顯著地提高了太陽能系統(tǒng)的利用率和經(jīng)濟(jì)性。

　　誠然，凡事都要一分為二。我們在強(qiáng)調(diào)太陽能空調(diào)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也應(yīng)看到它目前存在的局限性，因而在推廣應(yīng)用過程中注意解決這些問題：

　?。?）雖然太陽能空調(diào)開始進(jìn)入實(shí)用化階段，希望使用太陽能空調(diào)的用戶不斷增加，但目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化的產(chǎn)品大都是大型的溴化鋰制冷機(jī)，只適用于單位的中央空調(diào)。對此，空調(diào)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(jī)，以便與太陽集熱器配套逐步進(jìn)入家庭；

　?。?）雖然太陽能空調(diào)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(diào)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(chǎn)生水蒸氣的真空管集熱器，以便與蒸氣型吸收式制冷機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提高集熱器與空調(diào)建筑面積的配比；

　?。?）雖然太陽能空調(diào)可以大大減少常規(guī)能源的消耗，大幅度降低運(yùn)行費(fèi)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(jiān)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(diào)的經(jīng)濟(jì)承受能力。

　　近年來，地球表面溫度逐年上升，人們對夏季空調(diào)的要求越來越強(qiáng)烈，安裝空調(diào)已成為我國大部分地區(qū)的一股消費(fèi)浪潮。我們相信，太陽能吸收式空調(diào)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(jì)、社會和環(huán)境效益，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

　　從理論上講，太陽能空調(diào)的實(shí)現(xiàn)有兩種方式，一是先實(shí)現(xiàn)光-電轉(zhuǎn)換，再用電力驅(qū)動(dòng)常規(guī)壓縮式制冷機(jī)進(jìn)行制冷；二是利用太陽的熱能驅(qū)動(dòng)進(jìn)行制冷。對于前者，由于大功率太陽能發(fā)電技術(shù)的昂貴價(jià)格，目前實(shí)用性較差。因此，太陽能空調(diào)技術(shù)一般指熱能驅(qū)動(dòng)的空調(diào)技術(shù)。當(dāng)然，廣義上的太陽能空調(diào)技術(shù)也包括地?zé)狎?qū)動(dòng)和地下冷源空調(diào)技術(shù)。

　　由于技術(shù)、成本等原因，太陽能空調(diào)一般采用吸收式和吸附式制冷技術(shù)。吸收式制冷技術(shù)是利用吸收劑的吸收和蒸發(fā)特性進(jìn)行制冷的技術(shù)，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(shù)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(shù)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(yùn)行費(fèi)用低（或無運(yùn)行費(fèi)用），無運(yùn)動(dòng)部件，壽命長，無噪聲，尤其在航空、航天等特殊領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

　　對于太陽能制冷技術(shù)，因?yàn)橐疹櫟郊療崞鞯男实?，就不得不采用比較低的熱源溫度。所以，太陽能驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)存在效率較低的問題。隨之而來的，從集熱器、制冷機(jī)等相應(yīng)的成本分配來看，集熱溫度、冷水溫度及冷卻水溫度應(yīng)各為多少，才能建立一個(gè)最為經(jīng)濟(jì)合理的太陽能空調(diào)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(shí)效問題，蓄熱技術(shù)也必須得到很好地解決，一個(gè)較好的蓄熱系統(tǒng)可以彌補(bǔ)太陽能的不可*性和間斷性。

　　4.太陽能空調(diào)技術(shù)的優(yōu)勢

　　當(dāng)前，大部分使用的空調(diào)技術(shù)是一種以電能為動(dòng)力，把室內(nèi)熱量加以吸收排除到室外的循環(huán)系統(tǒng)。這種空調(diào)將室內(nèi)的熱量收集后，釋放到大氣中，進(jìn)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(yīng)會愈強(qiáng)烈。另外，制冷循環(huán)介質(zhì)氟里昂等氟化物的廣泛使用，導(dǎo)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(zhì)的新型空調(diào)（是否污染環(huán)境，有待長期檢驗(yàn)）已經(jīng)投放市場。但耗能嚴(yán)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(diào)系統(tǒng)是人類的共同需要。

　　利用太陽能作為能源的空調(diào)系統(tǒng)，它的誘人之處在于越是太陽能輻射強(qiáng)烈的時(shí)候，環(huán)境氣溫越高，人們的生活越需要空調(diào)，此時(shí)，太陽能空調(diào)的制冷能力就越強(qiáng)。這是人和自然和諧的理想境界。使用太陽能空調(diào)的結(jié)果，既創(chuàng)造了室內(nèi)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(yīng)。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(zhì)，是名副其實(shí)的綠色空調(diào)。

　　5.太陽能空調(diào)技術(shù)的應(yīng)用前景

　　目前大量生產(chǎn)的大型商用中央空調(diào)和家用壁掛、立式空調(diào)不太適合一些高檔的住宅，急需要一種小型戶式中央空調(diào)來填充這一空白。而從太陽能空調(diào)的特性和技術(shù)特點(diǎn)來看，太陽能空調(diào)最適合于上述矛盾的解決和應(yīng)用，故當(dāng)前空調(diào)行業(yè)的需求給太陽能空調(diào)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用帶來了難得的機(jī)遇。