淺談太陽能吸收式、吸附式制冷空調(diào)的應(yīng)用

何軍賢

【摘 要】隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，我們已經(jīng)將“冬天吃冷飲，夏天吃火鍋”的這一曾經(jīng)的“怪習(xí)”變得習(xí)以為常。而這一現(xiàn)象出現(xiàn)的根本原因也就是因?yàn)樗某霈F(xiàn)——空調(diào)，它的存在使我們將改變溫度這一行為變?yōu)榭赡?，它也逐漸成為我們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚募矣秒娖髁恕２贿^，也正是因?yàn)榭照{(diào)的大量使用，我們的生態(tài)環(huán)境開始漸漸發(fā)生了變化。氟利昂事件、臭氧層空洞的出現(xiàn)和全球變暖問題使我們開始注意能源結(jié)構(gòu)問題，開始研究利用可再生能源使空調(diào)運(yùn)行和使用。本篇文章主要談?wù)勱P(guān)于太陽能吸收式、吸附式制冷空調(diào)的工作原理和應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】太陽能；制冷空調(diào)；太陽能應(yīng)用

0 前言

制冷空調(diào)所使用的能源一直是我們科技研發(fā)人員所關(guān)心的重點(diǎn)問題，也是我們每天工作的重心所在。如何利用更綠色更清潔的能源，如何將能源的利用效率提高，如何讓更多的人更方便快捷的使用制冷空調(diào)一直是我們思考的重點(diǎn)問題。而太陽能作為能源使用范圍最廣、能源儲(chǔ)備最豐富的綠色可再生能源，取之不盡，用之不竭，它在制冷空調(diào)方面的應(yīng)用也是十分廣泛的。所以，在我們的不懈努力之下，我們研制出了太陽能吸收式制冷空調(diào)和太陽能吸附式制冷空調(diào)兩種產(chǎn)品。本文是我們對(duì)這兩項(xiàng)產(chǎn)品的基本工作原理和應(yīng)用的介紹。

1 太陽能吸收式、吸附式制冷空調(diào)的工作原理

1.1 太陽能及其應(yīng)用范圍簡介

太陽能，是指太陽的熱輻射能，主要表現(xiàn)就是常說的太陽光線。太陽能在現(xiàn)代社會(huì)中一般用作發(fā)電或者為熱水器提供能源。在現(xiàn)在的世界大環(huán)境下，化石燃料的儲(chǔ)備日趨減少，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發(fā)展。常見的太陽能的利用有光熱轉(zhuǎn)換和光電轉(zhuǎn)換兩種方式，其中太陽能發(fā)電是一種新興的可再生能源。太陽能發(fā)電廣泛用于太陽能路燈、太陽能殺蟲燈、太陽能便攜式系統(tǒng)，太陽能移動(dòng)電源，太陽能應(yīng)用產(chǎn)品，通訊電源，太陽能燈具，太陽能建筑等領(lǐng)域，極大的方便了我們的日常生活和生產(chǎn)應(yīng)用。另外，太陽能在制冷領(lǐng)域也有很大的應(yīng)用范圍和應(yīng)用價(jià)值。

1.2 太陽能吸收式制冷空調(diào)的工作原理

吸收式太陽能使用方式主要是基于某些具有特殊性質(zhì)的工質(zhì)對(duì)太陽能的吸收和釋放原理，把太陽能轉(zhuǎn)化為熱能而驅(qū)動(dòng)吸收式系統(tǒng)進(jìn)行制冷工作，常見的工質(zhì)為溴化鋰-水吸收式制冷。不同于傳統(tǒng)的吸收式制冷系統(tǒng)，主要分為單效吸收式制冷和兩級(jí)吸收式制冷。單效制冷系統(tǒng)因?yàn)橹评湫蔬^低和熱源可利用的溫差過小而降低了系統(tǒng)的整體性能。兩級(jí)吸收制冷則大大提高了熱源的可利用溫差，整體提高了空調(diào)制冷系統(tǒng)的性能。

現(xiàn)在吸收式太陽能制冷空調(diào)主要分為降壓吸收式制冷空調(diào)系統(tǒng)和混合式制冷空調(diào)兩種類型，而這兩種制冷空調(diào)的工作過程中同時(shí)涉及到了LiBr溶液。LiBr溶液是我們所常見的制冷工質(zhì)，也是吸收式太陽能制冷空調(diào)的關(guān)鍵組成部分。我們主要通過LiBr溶液來將太陽能在空調(diào)系統(tǒng)中進(jìn)行吸收進(jìn)而使用。在吸收式太陽能制冷空調(diào)的運(yùn)行過程中，LiBr溶液需要釋放冷劑水蒸氣并將其冷凝為冷劑水。然后冷劑水要在蒸發(fā)器中進(jìn)行蒸發(fā)過程從而達(dá)到制冷的效應(yīng)。吸收式制冷系統(tǒng)的運(yùn)行主要就在與LiBr溶液在發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器中的各項(xiàng)變化，也取決于LiBr溶液在封閉容器中的壓力與它自身的濃度和溫度，這三者相互聯(lián)系又相互制約，任何一項(xiàng)的反常都會(huì)導(dǎo)致太陽能制冷工作的故障及無法運(yùn)行。

1.3 太陽能吸附式制冷空調(diào)的工作原理

太陽能吸附技術(shù)的研究開始于二十世紀(jì)六七十年代的國外，主要是基于固體吸附劑對(duì)制冷劑的吸附和解析原理來制冷，把太陽能轉(zhuǎn)化為熱能而驅(qū)動(dòng)吸附式系統(tǒng)來進(jìn)行制冷工作。這種吸附式太陽能制冷空調(diào)主要包括脫附和吸附兩個(gè)方面。在我們?nèi)粘Ｉ钪?，常見的吸附?制冷劑工質(zhì)對(duì)有沸石-水、氯化鈣-氨、活性炭-甲醇等。吸附式制冷技術(shù)主要是通過低品位熱源的采集和利用來達(dá)到制冷的目的。它通過低品位熱源溫度較低和熱源溫度不穩(wěn)定這兩大特點(diǎn)來對(duì)太陽能進(jìn)行轉(zhuǎn)化和使用從而使空調(diào)達(dá)到制冷的目的。這種低品位熱源的采集和使用可以充分的減少電力的耗損以及降低系統(tǒng)操作的費(fèi)用，即節(jié)約能源，緩解能源危機(jī)又降低了人們對(duì)太陽能制冷空調(diào)的投入，更容易將吸附式太陽能制冷空調(diào)推向市場(chǎng)，占據(jù)更大的市場(chǎng)份額。

2 太陽能吸收式、吸附式制冷空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)及局限性

2.1 太陽能吸收式、吸附式制冷空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)

太陽能制冷空調(diào)雖在前期投入較多，高于傳統(tǒng)的普通空調(diào)的投入，但是在我們的后期使用過程中，就可以發(fā)現(xiàn)這類太陽能制冷空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通空調(diào)的運(yùn)行費(fèi)用。而且，無論是吸附式太陽能制冷空調(diào)還是吸收式太陽能制冷空調(diào)都是對(duì)我們?nèi)粘＝?jīng)濟(jì)資源和能源資源的節(jié)約。所以從長遠(yuǎn)的角度來看，太陽能制冷空調(diào)更應(yīng)該被我們的選擇也更適合我們的日常工作。吸收式太陽能制冷空調(diào)和吸附式太陽能制冷空調(diào)的季節(jié)適應(yīng)性是它自身最大的優(yōu)勢(shì)，而這種集夏季制冷、冬季采暖及其他季節(jié)供應(yīng)熱水為一體的綜合性空調(diào)是我們科學(xué)技術(shù)發(fā)展的優(yōu)秀成果，也是我們?nèi)祟愇拿鞯闹匾w現(xiàn)。

另外，太陽能吸收式、吸附式制冷空調(diào)極大的搶占了傳統(tǒng)制冷空調(diào)的市場(chǎng)份額，也在某種程度上降低了氟利昂產(chǎn)品的出產(chǎn)和使用，避免了臭氧層空洞的繼續(xù)擴(kuò)大，減緩了全球變暖的進(jìn)程，對(duì)世界環(huán)境作出了巨大的貢獻(xiàn)。這種太陽能源的使用與利用是我們科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的體現(xiàn)，也是我們能源結(jié)構(gòu)改革轉(zhuǎn)化的重要?dú)v程。這種對(duì)太陽能資源使用范圍的擴(kuò)展不僅會(huì)減少化石燃料的使用，也會(huì)增加人們使用可再生能源的信心和堅(jiān)定性，這對(duì)我們?nèi)祟惿鐣?huì)的發(fā)展具有劃時(shí)代的意義。

2.2 太陽能吸收式、吸附式制冷空調(diào)的局限性

任何事物都有它自身的局限性，不可避免的，無論是吸收式太陽能制冷空調(diào)還是吸附式太陽能制冷空調(diào)也都具有它們自身的局限性。首先，太陽能制冷空調(diào)對(duì)安裝人員的素質(zhì)和能力的都有極高的要求。在吸收式和吸附式太陽能制冷空調(diào)的安裝過程中即涉及太陽高度角的計(jì)算，又涉及所在地區(qū)的陽光直射時(shí)間和陰雨天氣的統(tǒng)計(jì)，這都極高的要求了安裝人員的素質(zhì)和能力。也正是因?yàn)槿缣栔鄙淙掌诤完幱晏鞖膺@樣諸多自然環(huán)境因素的限制，使得太陽能制冷空調(diào)的推廣收到了極大的限制。另外，在我們對(duì)太陽能資源的利用過程中，太陽能資源的利用率始終處于一個(gè)中等偏下的水平，太陽能在制冷空調(diào)方面的應(yīng)用遠(yuǎn)不如它在發(fā)電方面的應(yīng)用，這也是太陽能制冷空調(diào)的局限性之一。還有就是，在太陽能制冷空調(diào)中，工質(zhì)的選擇和使用具有極大的限制性，我們始終不能找到既合適又便宜利用率又高的工質(zhì)，這也就導(dǎo)致了太陽能制冷空調(diào)的高價(jià)，也是我們難以推廣這類環(huán)保型空調(diào)的主要原因之一。所以，如何更加充分和更加有效的利用太陽能資源是我們急需解決的首要問題。

3 結(jié)語

吸收式太陽能制冷空調(diào)和吸附式太陽能制冷空調(diào)這兩種太陽能空調(diào)的研制基本進(jìn)入尾聲，它們的應(yīng)用范圍和使用市場(chǎng)也基本確定了。雖然吸收式和吸附式太陽能空調(diào)都存在著其不可避免的缺點(diǎn)和局限性，但是可以肯定的是，它們的研制與研發(fā)對(duì)我們的日常生活和制冷空調(diào)市場(chǎng)作出了不可替代的重要貢獻(xiàn)。另外，不可忽視的，無論是吸附式還是吸收式太陽能制冷空調(diào)，都是對(duì)我們太陽能的使用范圍的拓展。這是我們社會(huì)在能源結(jié)構(gòu)拓展和使用方面的極大進(jìn)步，也是我們轉(zhuǎn)變能源結(jié)構(gòu)過程中的重要組成部分。希望本文的分析可以對(duì)太陽能制冷空調(diào)的繼續(xù)研發(fā)作出貢獻(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：李書培]