淺析太陽(yáng)能空調的工作原理

　　盡管儲熱水箱可以?xún)Υ婺芰?，但它的能力畢竟是有限的。本系統專(zhuān)門(mén)設計了一個(gè)儲冷水箱。在白天太陽(yáng)輻照充裕的情況下，可以將制冷機產(chǎn)生的冷媒水儲存在儲冷水箱內，其優(yōu)點(diǎn)在于這種情況下的系統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可以全天候運行

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

　?。?）系統運行及工況之間切換均能自動(dòng)控制

　　在利用太陽(yáng)能部分地替代常規能源的系統中，系統啟動(dòng)、能量?jì)Υ嬉约疤?yáng)能與常規能源之間切換等功能的自動(dòng)化都顯得尤為重要；另外，本系統設置了幾個(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，也是系統正常運行的關(guān)鍵；再則，太陽(yáng)能系統還應可*地解決自動(dòng)防過(guò)熱和防凍結的問(wèn)題。因此，我們?yōu)樵撎?yáng)能空調系統設計了一套安全可*、功能齊全的自動(dòng)控制系統。

　　3.推廣應用前景

　　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相結合的太陽(yáng)能空調技術(shù)方案是成功的，它為太陽(yáng)能熱利用技術(shù)開(kāi)辟了一個(gè)新的應用領(lǐng)域。

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

　?。?）太陽(yáng)能空調的季節適應性好，也就是說(shuō)，系統制冷能力隨著(zhù)太陽(yáng)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；

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

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

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

　?。?）雖然太陽(yáng)能空調開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用化階段，希望使用太陽(yáng)能空調的用戶(hù)不斷增加，但目前已經(jīng)實(shí)現商品化的產(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。對此，空調制冷界正在積極研究開(kāi)發(fā)各種小型的溴化鋰或氨—水吸收式制冷機，以便與太陽(yáng)集熱器配套逐步進(jìn)入家庭；

　?。?）雖然太陽(yáng)能空調可以無(wú)償利用太陽(yáng)能資源，但由于自然條件下的太陽(yáng)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合，進(jìn)一步提高集熱器與空調建筑面積的配比；

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

　　近年來(lái)，地球表面溫度逐年上升，人們對夏季空調的要求越來(lái)越強烈，安裝空調已成為我國大部分地區的一股消費浪潮。我們相信，太陽(yáng)能吸收式空調系統可以發(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(zhù)的經(jīng)濟、社會(huì )和環(huán)境效益，具有廣闊的推廣應用前景。

　　從理論上講，太陽(yáng)能空調的實(shí)現有兩種方式，一是先實(shí)現光-電轉換，再用電力驅動(dòng)常規壓縮式制冷機進(jìn)行制冷；二是利用太陽(yáng)的熱能驅動(dòng)進(jìn)行制冷。對于前者，由于大功率太陽(yáng)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(yáng)能空調技術(shù)一般指熱能驅動(dòng)的空調技術(shù)。當然，廣義上的太陽(yáng)能空調技術(shù)也包括地熱驅動(dòng)和地下冷源空調技術(shù)。

　　由于技術(shù)、成本等原因，太陽(yáng)能空調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(lái)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，在節能和環(huán)保方面有著(zhù)光明的前景。另外，吸附式制冷系統運行費用低（或無(wú)運行費用），無(wú)運動(dòng)部件，壽命長(cháng)，無(wú)噪聲，尤其在航空、航天等特殊領(lǐng)域廣泛應用。

　　對于太陽(yáng)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(yáng)能驅動(dòng)的制冷機存在效率較低的問(wèn)題。隨之而來(lái)的，從集熱器、制冷機等相應的成本分配來(lái)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(gè)最為經(jīng)濟合理的太陽(yáng)能空調系統，也是尚待解決的課題。另外，由于太陽(yáng)能的收集存在著(zhù)時(shí)效問(wèn)題，蓄熱技術(shù)也必須得到很好地解決，一個(gè)較好的蓄熱系統可以彌補太陽(yáng)能的不可*性和間斷性。

　　4.太陽(yáng)能空調技術(shù)的優(yōu)勢

　　當前，大部分使用的空調技術(shù)是一種以電能為動(dòng)力，把室內熱量加以吸收排除到室外的循環(huán)系統。這種空調將室內的熱量收集后，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(huì )愈高，則熱島效應會(huì )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(lái)，取代氟里昂的工作介質(zhì)的新型空調（是否污染環(huán)境，有待長(cháng)期檢驗）已經(jīng)投放市場(chǎng)。但耗能?chē)乐氐膯?wèn)題依然存在，在世界能源日益緊張的今天，采用更為節能的空調系統是人類(lèi)的共同需要。

　　利用太陽(yáng)能作為能源的空調系統，它的誘人之處在于越是太陽(yáng)能輻射強烈的時(shí)候，環(huán)境氣溫越高，人們的生活越需要空調，此時(shí)，太陽(yáng)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(yáng)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。

　　5.太陽(yáng)能空調技術(shù)的應用前景

　　目前大量生產(chǎn)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(hù)式中央空調來(lái)填充這一空白。而從太陽(yáng)能空調的特性和技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看，太陽(yáng)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(yáng)能空調技術(shù)的發(fā)展和應用帶來(lái)了難得的機遇。