太陽能空調(diào)制冷技術(shù)的應(yīng)用研究

雷達(dá)

摘要：太陽能空調(diào)是目前空調(diào)發(fā)展的新技術(shù)，不僅能夠降低工作當(dāng)中的電力能耗，且能夠有效實現(xiàn)污染的降低。在本文中，將就太陽能空調(diào)制冷技術(shù)進(jìn)行一定的研究。

關(guān)鍵詞：太陽能；空調(diào)制冷技術(shù)

空調(diào)是人們現(xiàn)階段生活當(dāng)中不可缺少的設(shè)備類型，在空調(diào)耗能不斷增加的過程中，通過太陽能的應(yīng)用對空調(diào)制冷需求進(jìn)行解決成為了一項新技術(shù)。較好的季節(jié)匹配性是該技術(shù)應(yīng)用當(dāng)中的重點(diǎn)內(nèi)容，當(dāng)天氣越熱、太陽輻射條件越好時，該系統(tǒng)則將具有較大的制冷量。目前，該技術(shù)在世界范圍內(nèi)都獲得了積極的研究，并具有著不同的類型特點(diǎn)。

1 熱驅(qū)動制冷技術(shù)

1.1 氨-水吸收式空調(diào)

在該制冷機(jī)中，其將水為吸收劑，NH3作為制冷機(jī)，在以熱量為補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上通過溶液特性的應(yīng)用實現(xiàn)制冷目標(biāo)。在該集熱器中，其使用的為平板集熱器以及太陽能真空管，額定空調(diào)COP為0.5-0.6，工質(zhì)熱源溫度在80-160℃之間，系統(tǒng)規(guī)模在5kW以上。在實際應(yīng)用當(dāng)中，該類型空調(diào)的優(yōu)點(diǎn)即能夠?qū)鋬龅娇照{(diào)區(qū)域的溫度需求進(jìn)行較好的滿足，能夠在對0℃以下低溫進(jìn)行制取的同時保證制冷工質(zhì)不會結(jié)晶，能夠較好的對風(fēng)冷化目標(biāo)進(jìn)行實現(xiàn)。不足之處，即氨有毒，自身具有著刺激性氣味，需要在系統(tǒng)中做好精餾裝置的使用。同時，制冷機(jī)內(nèi)部具有著較高的壓力，在實際運(yùn)行當(dāng)中很可能因泄露問題的出現(xiàn)導(dǎo)致危險情況發(fā)生[1]。

1.2 固體除濕空調(diào)

根據(jù)其吸附床狀態(tài)的不同，可以將其分為轉(zhuǎn)輪以及固定床這兩種方式。其中，固定床具有間歇性工作特征，而轉(zhuǎn)輪式空調(diào)則是目前應(yīng)用較為廣泛的一種除濕空調(diào)技術(shù)。對于使用復(fù)合干燥劑材料的兩級除濕系統(tǒng)來說，其使用了化學(xué)吸附、物理吸附耦合干燥劑材料，在經(jīng)過表面吸附處理后有效提升空調(diào)循環(huán)動態(tài)吸濕率，且能夠降低在再生熱源溫度方面的要求。同時，其對級間冷卻方式進(jìn)行了使用，以此實現(xiàn)系統(tǒng)效率的提升。

1.3 熱管噴射制冷

該技術(shù)是較為新穎的技術(shù)類型，由蒸發(fā)器、熱管以及噴射器這幾部分組成。在熱管發(fā)生室內(nèi)，工質(zhì)在對太陽能等熱量進(jìn)行吸收后形成高壓蒸汽，在經(jīng)過噴嘴處理形成高速低壓氣流后實現(xiàn)蒸發(fā)室低壓蒸汽的吸引。當(dāng)這兩股蒸汽混合后，在經(jīng)過噴射器擴(kuò)壓段升壓處理后則在冷凝室當(dāng)中冷凝，在完成冷凝后，其中的一部分液體流入到蒸發(fā)室當(dāng)中，而另一部液體則經(jīng)過毛細(xì)芯處理獲得即較高的壓力，并返回到發(fā)生室再一次蒸發(fā)循環(huán)，并通過工質(zhì)的蒸發(fā)形成制冷效應(yīng)[2]。

2 復(fù)合技術(shù)

2.1 空調(diào)供熱復(fù)合系統(tǒng)

對于單純的太陽能空調(diào)來說，其具有著較大的集熱器面積，在初期投資具有較大的成本，提升即熱率利用率則成為了系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性改善的重要途徑，如夏季空調(diào)以及冬季的供暖等。而通過采暖、自然通風(fēng)以及太陽能空調(diào)復(fù)合能量利用系統(tǒng)的應(yīng)用，即能夠有效提升太陽能的利用率。在冬季，通過集熱器在供暖后形成的熱水則可以通過輻射采暖末端經(jīng)底板進(jìn)行供暖，而在夏季，則可以使用熱水驅(qū)動制冷劑做好降溫處理，在保證全年熱水供應(yīng)的情況下充分使用太陽能?？梢哉f，該種復(fù)合系統(tǒng)是未來太陽能技術(shù)的發(fā)展方向。

2.2 太陽能復(fù)合能源空調(diào)系統(tǒng)

2.2.1 太陽能輔助熱泵

在該技術(shù)中，其能夠?qū)崿F(xiàn)熱泵節(jié)能同太陽能供冷暖以及供熱水的科學(xué)接合，不僅能夠?qū)μ柲茉趩为?dú)工作當(dāng)中所存在的不足之處進(jìn)行彌補(bǔ)，且能夠提供制冷、熱水供應(yīng)以及采暖等多種功能，具有著形式多樣、運(yùn)行可靠、使用壽命長以及結(jié)構(gòu)緊湊的特征。多樣、廉價集熱方式的應(yīng)用，則能夠使建筑能夠?qū)崿F(xiàn)同熱泵系統(tǒng)集熱器間的科學(xué)結(jié)合?？梢哉f，該技術(shù)是一項具有較大應(yīng)用潛力以及開發(fā)潛力的技術(shù)，具有較高的研究價值。

2.2.2 太陽能-土壤源熱泵系統(tǒng)

該系統(tǒng)在以太陽能集熱器輔助供熱處理時，機(jī)組則將具有較高的蒸發(fā)溫度，在減少熱泵壓縮機(jī)耗電量的基礎(chǔ)上實現(xiàn)運(yùn)行費(fèi)用的節(jié)約。在夏季，在夜間對太陽能集熱器運(yùn)行時，則可以作為輔助散熱設(shè)備對夏季對地下的排熱量進(jìn)行減少，在穩(wěn)定地溫的基礎(chǔ)上使機(jī)組能夠運(yùn)行在較高的效率水平。該系統(tǒng)具有可靠的運(yùn)行特征，因土壤自身溫度變化較低，則使得熱泵機(jī)組具有了更為穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行特點(diǎn)，在對系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)、高效做出保證的基礎(chǔ)上實現(xiàn)系統(tǒng)的一機(jī)多用。

3 發(fā)展展望

對于太陽能驅(qū)動制冷這項技術(shù)來說，雖目前相關(guān)研究較多，但實際上其還處于實驗以及初步的應(yīng)用階段，其具體情況同成本、技術(shù)難度以及運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性等具有著較為密切的聯(lián)系。就目前來說，如何最大程度降低該系統(tǒng)造價、使其能夠更好的實現(xiàn)商業(yè)化則成為了該領(lǐng)域當(dāng)中的重點(diǎn)問題。在未來研究中，需要從以下方面入手：第一，提升轉(zhuǎn)化效率。太陽能空調(diào)制冷系統(tǒng)耗能同轉(zhuǎn)化設(shè)備的效能具有著直接的關(guān)系，就目前來說，市場上所出售的光電轉(zhuǎn)化設(shè)備以及太陽能集熱器效率還較低，無法匹配太陽能制冷系統(tǒng)的效能要求，并以此對該技術(shù)的推廣形成了一定的制約；第二，設(shè)備小型化。目前，所具有的太陽能空調(diào)產(chǎn)品體積較大，適合應(yīng)用在中央空調(diào)系統(tǒng)當(dāng)中，在實際應(yīng)用當(dāng)中存在著一定的局限。對此，在未來研究當(dāng)中即需要加快家用機(jī)以及小型機(jī)的研發(fā)，以此實現(xiàn)太陽能空調(diào)的有效推廣。同時，提升太陽能設(shè)備效率能夠促使設(shè)備向著小型化的方向發(fā)展；第三，降低制造成本。太陽能空調(diào)具有較低的運(yùn)行費(fèi)用以及節(jié)能環(huán)保的特征，但同其相比，太陽能集熱器則具有著較高的造價，在實際應(yīng)用當(dāng)中占據(jù)著非常大的成本。對此，實現(xiàn)制冷機(jī)組以及太陽能集熱器設(shè)備的降低則成為了制冷系統(tǒng)未來發(fā)展的關(guān)鍵內(nèi)容；第四，在夏季，太陽能空調(diào)制冷是實現(xiàn)太陽能利用的有效方案。而從運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性以及太陽能利用率提升角度來看，太陽能空調(diào)需要能夠同真空管式太陽能熱水系統(tǒng)以及普通平板式系統(tǒng)形成熱驅(qū)動空調(diào)制冷機(jī)組。通過兩者間的結(jié)合，即能夠?qū)ο到y(tǒng)四季熱水供應(yīng)以及冬季采暖需求進(jìn)行較好的匹配，實現(xiàn)太陽能利用率的有效提升。而通過該技術(shù)同建筑的結(jié)合應(yīng)用，也能夠在建筑節(jié)能方面發(fā)揮出較好的效果。

4 結(jié)語

在上文中，我們對太陽能空調(diào)制冷技術(shù)與未來發(fā)展方向進(jìn)行了一定的研究?？梢哉f，該技術(shù)在我國具有著非常好的發(fā)展前景，在未來研究中，需要能夠把握正確方向，通過對相關(guān)技術(shù)的不斷研究完善使其能夠獲得廣泛的推廣使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪銀華.太陽能空調(diào)制冷技術(shù)及其研究進(jìn)展[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014（22）.

[2]陳杰，畢月虹，劉肖，蔣明賀.太陽能吸收式制冷技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].制冷與空調(diào)，2015（06）.