太陽能空調(diào)的工作原理
誠然,凡事都要一分為二。我們在強調(diào)太陽能空調(diào)優(yōu)點的同時,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:
(1)雖然太陽能空調(diào)開始進入實用化階段,希望使用太陽能空調(diào)的用戶不斷增加,但目前已經(jīng)實現(xiàn)商品化的產(chǎn)品大都是大型的溴化鋰制冷機,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,以便與太陽集熱器配套逐步進入家庭;
(2)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結(jié)合,進一步提高集熱器與空調(diào)建筑面積的配比;
(3)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(diào)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(diào)的要求越來越強烈,安裝空調(diào)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(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、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)的實現(xiàn)有兩種方式,一是先實現(xiàn)光-電轉(zhuǎn)換,再用電力驅(qū)動常規(guī)壓縮式制冷機進行制冷;二是利用太陽的熱能驅(qū)動進行制冷。對于前者,由于大功率太陽能發(fā)電技術(shù)的昂貴價格,目前實用性較差。因此,太陽能空調(diào)技術(shù)一般指熱能驅(qū)動的空調(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(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
對于太陽能制冷技術(shù),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(qū)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(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,才能建立一個最為經(jīng)濟合理的太陽能空調(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效問題,蓄熱技術(shù)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(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)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(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烈的時候,環(huán)境氣溫越高,人們的生活越需要空調(diào),此時,太陽能空調(diào)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(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)用帶來了難得的機遇。
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