太陽(yáng)能空調(diào)之研究

張宗亮

【摘?要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類面臨著資源和能源枯竭的難題，追求新能源和節(jié)能環(huán)保成為當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)話題。太陽(yáng)能作為無(wú)污染、安全的能源，已經(jīng)成為社會(huì)各界受到關(guān)注的重點(diǎn)。目前，空調(diào)的應(yīng)用廣泛，但是基本以電力為能源，這樣的空調(diào)能源消耗大，破環(huán)生態(tài)環(huán)境。太陽(yáng)能空調(diào)的使用，不僅僅能夠降低建筑的能耗，而且利于保護(hù)環(huán)境。基于此，本文首先介紹了太陽(yáng)能空調(diào)的發(fā)展前景，再充分地介紹了當(dāng)今的太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)，最后分析了太陽(yáng)能空調(diào)在當(dāng)今時(shí)代的優(yōu)勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】太陽(yáng)能空調(diào);環(huán)境：制冷系統(tǒng)：節(jié)能

【Abstract】With the development of the economy， mankind is faced with the problem of depletion of resources and energy. Pursuing new energy and energy conservation has become a hot topic in today's society. As a non-polluting and safe energy source， solar energy has become the focus of attention from all walks of life. At present， air conditioners are widely used， but they are basically powered by electricity. Such air conditioners consume a lot of energy and break the ecological environment. The use of solar air conditioners not only reduces the energy consumption of the building， but also helps protect the environment. Based on this， this paper first introduces the development prospects of solar air conditioners， and then fully introduces the current solar air conditioning technology， and finally analyzes the advantages of solar air conditioners in the current era.

【Key words】Solar air conditioning;Environment;Refrigeration system;Energy saving

1. 引言

在2017年十九大報(bào)告中，旗幟鮮明地提出“金山銀山不如綠水青山”，在全社會(huì)進(jìn)一步引領(lǐng)了節(jié)能環(huán)保的風(fēng)潮。而目前，開發(fā)商或者建筑設(shè)計(jì)方在制定建筑方案的時(shí)候，都會(huì)首選集成性中央暖通空調(diào);隨著人們生活條件的改善，對(duì)空調(diào)的消費(fèi)和使用也在逐年增長(zhǎng)。由此導(dǎo)致了暖通空調(diào)帶來(lái)的能源消耗越來(lái)越大。不僅對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了諸多負(fù)面影響，對(duì)自然資源也形成了大規(guī)模的消耗甚至浪費(fèi)，總體上來(lái)看，對(duì)于國(guó)家、社會(huì)、民生的可持續(xù)發(fā)展都會(huì)帶來(lái)一些不利影響。因此，研究太陽(yáng)能空調(diào)節(jié)能技術(shù)對(duì)于改善生態(tài)環(huán)境，改善發(fā)展結(jié)構(gòu)有良好的積極作用。

2. 太陽(yáng)能空調(diào)發(fā)展的前景

在當(dāng)今社會(huì)，運(yùn)用的空調(diào)技術(shù)基本上是以電能為動(dòng)力，通過(guò)制冷循環(huán)介質(zhì)氟里昂等

氟化物將室內(nèi)的熱量統(tǒng)一吸收，最后排放到室外。這種空調(diào)技術(shù)不僅僅消耗了大量的能源，而且使用大量的氟化物，會(huì)破壞大氣的臭氧層，使得生態(tài)環(huán)境惡化。另外，空調(diào)排放到室外的熱量會(huì)加劇城市的熱島效應(yīng)。目前，能源枯竭和環(huán)境污染已經(jīng)成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的兩大難點(diǎn)。為此，我國(guó)堅(jiān)持節(jié)能發(fā)展和加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，走可持續(xù)發(fā)展道路。太陽(yáng)能作為取之不竭、用之不盡、安全且環(huán)保的能源，是清潔環(huán)保的可再生能源。此外，我國(guó)的太陽(yáng)能輻射面積較大，太陽(yáng)能資源豐富，分布廣泛。而且我國(guó)現(xiàn)在開發(fā)太陽(yáng)能技術(shù)越來(lái)越成熟。開發(fā)太陽(yáng)能空調(diào)雖然初始投資有些略高，但是太陽(yáng)能空調(diào)的運(yùn)行成本較低，而且運(yùn)行起來(lái)無(wú)污染，能夠較好地季節(jié)匹配性，維護(hù)簡(jiǎn)單。開發(fā)太陽(yáng)能空調(diào)有助于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，緩解城市的熱島效應(yīng)，推動(dòng)我國(guó)走可持續(xù)發(fā)展道路。

3. 太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)

3.1?太陽(yáng)能空調(diào)的類型。

（1）目前，太陽(yáng)能空調(diào)的運(yùn)用主要在夏季起制冷的作用。通過(guò)太陽(yáng)能制冷，降低溫度。利用太陽(yáng)能制冷的方式有兩種，分別是：一是通過(guò)光一一電的轉(zhuǎn)換，再利用電力推動(dòng)，使用常規(guī)的壓縮式制冷機(jī)，實(shí)現(xiàn)制冷;二是利用光一一熱轉(zhuǎn)換，通過(guò)熱能完成制冷的作用。由于第一種太陽(yáng)能空調(diào)的制造成本較高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第二種空調(diào)的造價(jià)成本，所以，現(xiàn)在，市場(chǎng)上運(yùn)行的太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)采用的光熱制冷的方式。

（2）空調(diào)制冷技術(shù)目前有三種分別是：吸收式制冷、噴射式制冷和吸附式制冷。吸收式制冷技術(shù)是利用吸收劑的蒸發(fā)特性和吸收特性而到達(dá)制冷目的的技術(shù)。在太陽(yáng)能空調(diào)中的運(yùn)用廣泛。噴射式制冷技術(shù)的工作原理是：通過(guò)利用蒸汽噴射式制冷機(jī)，實(shí)現(xiàn)空調(diào)的制冷。這種方式的制冷過(guò)程一般是：?jiǎn)?dòng)蒸汽噴射式制冷機(jī)，當(dāng)其產(chǎn)生一定的壓力時(shí)，蒸汽會(huì)通過(guò)噴射器的噴嘴，并且在噴嘴處的會(huì)產(chǎn)生較高的流速，此時(shí)，壓力會(huì)降低很低，蒸發(fā)器會(huì)自然而然被抽吸，形成一股低壓。制冷系統(tǒng)的空調(diào)回水通過(guò)循環(huán)水泵進(jìn)入到蒸發(fā)器中，開始噴淋。處于蒸發(fā)器內(nèi)的空調(diào)回水一部分在低壓下會(huì)蒸發(fā)成水蒸氣，另外一部分水從沒(méi)有汽化的水中吸收熱量，降低那部分未汽化的水的溫度，形成空調(diào)的冷媒水。最后一個(gè)吸附式制冷技術(shù)是利用固體吸附劑對(duì)制冷劑的吸附作用來(lái)制冷。

3.2?太陽(yáng)能空調(diào)的組成部分。

太陽(yáng)能空調(diào)一般由三部分組成，分別是：太陽(yáng)能集熱器，制冷系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)。

太陽(yáng)能集熱器由真空管和反射鏡面構(gòu)成。真空管是太陽(yáng)能集熱器最為重要的組成部分，一般來(lái)說(shuō)，真空管的外圓是高硼硅玻璃，中心為銅管，銅管上涂有選擇型吸收層和翅片，以強(qiáng)化吸熱。 它主要起吸收反射鏡面反射的陽(yáng)光以此加熱管內(nèi)循環(huán)水的作用。而反射鏡面，顧名思義，起反射陽(yáng)光的作用，通過(guò)反射鏡面使其能夠反射到真空管上，達(dá)到積聚熱能的目地的。太陽(yáng)能空調(diào)的制冷系統(tǒng)是以低溫?zé)嵩礊閯?dòng)力，目前吸收式制冷技術(shù)較為成熟。吸收式制冷多利用溴化鋰 - 水、氨 - 水等作為工質(zhì)對(duì)，其中溴化鋰 - 水作為工質(zhì)對(duì)的安全性非常很高，相對(duì)來(lái)說(shuō)，非常具有經(jīng)濟(jì)性。自動(dòng)化控制系統(tǒng)是指控制和安全保護(hù)的裝置的各種工作參數(shù)系統(tǒng)。以熱管為太陽(yáng)能集熱管，溴化鋰 - 水為工質(zhì)對(duì)的吸收式制冷空調(diào)系統(tǒng)，是現(xiàn)代太陽(yáng)能空調(diào)的基本組成。從太陽(yáng)能空調(diào)的組成來(lái)看，它屬于一種無(wú)污染和低能耗的產(chǎn)品，受到廣大用戶的青睞。

3.3?太陽(yáng)能空調(diào)的工作原理。

（1）太陽(yáng)能空調(diào)的工作原理在市面上大致有三種不同運(yùn)行方式。目前，太陽(yáng)能吸收式空調(diào)的發(fā)展較快。太陽(yáng)能吸收式空調(diào)的工作原理是：通過(guò)太陽(yáng)集熱器加熱水，產(chǎn)生的熱媒水作為吸收式制冷機(jī)運(yùn)行的需要物，使得吸收式制冷機(jī)能夠得到運(yùn)行，借此實(shí)現(xiàn)制冷的功能?，F(xiàn)在，太陽(yáng)能吸收式空調(diào)能夠?qū)崿F(xiàn)夏季制冷、冬季采暖和全年為生活提供熱水的三大功效。

全年供給熱水的功能則是充分利用太陽(yáng)能集熱器加熱熱水，再將熱水通向生活用的貯水箱中的熱交換器，這樣一來(lái)，便可以使得貯水箱內(nèi)的冷水得到加熱，提供給人使用，一般在非空調(diào)的采暖季節(jié)使用，依據(jù)情況而使用。

（2）在夏季太陽(yáng)輻射大的時(shí)候，首先，太陽(yáng)能集熱器發(fā)揮作用，強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射光以太陽(yáng)能集熱器為中介充分地被利用，加熱熱水并進(jìn)入到貯水箱，熱水溫度達(dá)到一定的程度時(shí)，會(huì)產(chǎn)生熱媒水，為吸收式制冷機(jī)提供所需的水。其次，吸收式制冷機(jī)內(nèi)流出已降溫的熱水回流到貯水箱之中，通過(guò)太陽(yáng)能集熱器加熱變成高溫?zé)崴?。最后，發(fā)揮吸收式制冷機(jī)的作用，形成的冷媒水，直接通向空調(diào)箱，完成夏季制冷的過(guò)程。另外，為了防止出現(xiàn)由于太陽(yáng)能不足而導(dǎo)致無(wú)法供給高溫的熱媒水的情況出現(xiàn)，技術(shù)人員通過(guò)利用輔助的鍋爐來(lái)增加熱量。

（3）在冬季的時(shí)候，太陽(yáng)能空調(diào)的運(yùn)行基本和夏季一樣，但是吸收式制冷機(jī)不需要發(fā)揮作用。冬季時(shí)太陽(yáng)能集熱器加熱水，然后進(jìn)入貯水箱，在熱水溫度達(dá)到一定的程度時(shí)，這時(shí)候由貯水箱向空調(diào)箱或者風(fēng)機(jī)的盤管直接提供熱水，滿足冬季人們供熱采暖的需求。由于冬季太陽(yáng)能供給滿足程度較低，所以冬季的輔助鍋爐的使用度較高，通過(guò)輔助鍋爐提高熱量的供應(yīng)量。

4. 太陽(yáng)能空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)分析

（1）首先，太陽(yáng)能空調(diào)作為空調(diào)具有夏季制冷和冬季采暖的基本功用，同時(shí)，它擁有了全年提供熱水的功效，能夠全方位地滿足顧客的需求，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，提高了空調(diào)的經(jīng)濟(jì)性和利用率。

（2）其次，太陽(yáng)能空調(diào)具有良好的季節(jié)適應(yīng)性。太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)制冷效果能夠隨著太陽(yáng)輻射能的增加而增大，對(duì)于我國(guó)的太陽(yáng)能輻射情況來(lái)說(shuō)，夏季擁有豐富太陽(yáng)能輻射資源，符合了用戶在夏季使用空調(diào)制冷的要求。太陽(yáng)能輻射越強(qiáng)，環(huán)境的溫度越高，這時(shí)，太陽(yáng)能空調(diào)達(dá)到制冷效果越好，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。

（3）另外，太陽(yáng)能空調(diào)能夠?qū)崿F(xiàn)與建筑的有機(jī)結(jié)合，形成造型美觀和新穎別致的建筑物，同時(shí)也不會(huì)影響太陽(yáng)能空調(diào)的正常使用。

（4）最后，太陽(yáng)能空調(diào)最大的優(yōu)點(diǎn)便是節(jié)能環(huán)保，太陽(yáng)能空調(diào)以太陽(yáng)能為能源，并且通過(guò)利用無(wú)毒、無(wú)害的溴化鋰或者水作為空調(diào)的制冷加熱的介質(zhì)，改善了以電力為驅(qū)動(dòng)能源的空調(diào)污染環(huán)境和消耗能源的問(wèn)題。另外，空調(diào)在城市地區(qū)利用廣泛，電力驅(qū)動(dòng)的空調(diào)是造成城市的熱島效應(yīng)的原因之一，使用太陽(yáng)能空調(diào)有效地緩解了城市的熱島效應(yīng)，降低城市的夏季的高發(fā)熱量。太陽(yáng)能空調(diào)不但利于改善城市環(huán)境，而且能夠保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源。太陽(yáng)能空調(diào)的使用，不僅僅創(chuàng)造了室內(nèi)宜人的溫度，而且降低大氣的環(huán)境溫度，同時(shí)減弱了城市中的熱島效應(yīng)，對(duì)于走可持續(xù)發(fā)展道路具有重要的意義。

5. 結(jié)束語(yǔ)

如今，社會(huì)上越來(lái)越重視環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排，太陽(yáng)能空調(diào)充分地滿足了節(jié)能與環(huán)保的需求，能夠減輕城市面臨的熱島效應(yīng)，順應(yīng)了社會(huì)發(fā)展的潮流，擁有極大的市場(chǎng)潛力，發(fā)展前景廣闊。企業(yè)和政府應(yīng)該加強(qiáng)資金的投入力度，加快對(duì)太陽(yáng)能技術(shù)的研究，使得太陽(yáng)能空調(diào)的快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能空調(diào)的產(chǎn)業(yè)化，走可持續(xù)發(fā)展道路。

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[文章編號(hào)]1619-2737（2019）03-14-149