太陽能空調制冷技術的實際應用

董俊華

沈陽華維工程有限公司

太陽能空調制冷技術的實際應用

董俊華

沈陽華維工程有限公司

太陽能光伏空調的概念很早就被提出了，但由于光伏組件效率低和價格高的限制，它在各種太陽能空調中一直處于被忽視的狀態。近年來，隨著光伏組件價格的大幅度下降，光伏空調的初始投資也相應下降，在各種太陽能空調中顯示出了價格優勢，其應用價值逐漸得到重視，對它的研究也多了起來，許多實際應用案例證明了它運行穩定、節約市電和性能較高的特點。光伏空調作為龐大的制冷空調市場和潛力巨大的光伏發電市場的結合點，其巨大的市場潛力越來越受到人們的關注。

太陽能；空調制冷技術；實際應用

一直以來，自然界中的煤炭、石油資源等一次性能源品種作為當今社會上工業運作及人民生活的重點動力型能源資源，其已經變成現實人們生產工作中不可或缺的能源類型。然而，由于當今社會科學技術水平的快速提升，能源資源在現實社會工業發展和人民生活中的消費量卻持續增大，最后必然導致能源消耗殆盡。

1 節流手段

1)熱力收回再利用技術。熱力收回再利用技術要點包括氣體液化熱收回和外排風冷量、熱量收回兩項內容。氣體冷凝潛熱收回的熱量可用來預熱日子過程中所需的熱水，下降熱量的無效外排量，減少動力浪費，而且減低對周邊環境的“熱力危害”。外排風冷量、熱量收回技術要點利用于和新入風進行換熱以到達將其提體溫文降溫的意圖，下降制冷設備的熱負載，進而完成節能的方針?，F在熱力收回技術的運用亦存在較多實證事例，比方這篇文章前面已論述了對熱力給予收回及蓄能再利用的空調配備施行其經濟技術指標調查分析后所獲取的理論成果，其內容是：熱量收回再利用率可達百分之四十五，利用熱力收回二次利用技術后客戶所加添成本的收回有效期為十四個月。由此可知熱力收回再利用技術不只收回了技術運轉的余熱，而且其所增加的建造成本亦可及早收回。2)制冷型空調變頻技術。制冷型空調變頻技術的運用要點是運用變頻設備及馬達并進行緊密結合。要點利用在制冷型空調設備中利用馬達供給運轉動力的系統中，比如有依托馬達來帶動的冷水型動力配備、冷凍型水力輸送泵、冷卻型水力輸送泵、涼水塔旋轉風機、風量儲柜、風機設備等電動型配備。

2 光能固體吸附型制冷工藝的基本原理

日光能固體吸附型制冷工藝的基本原理為：選取和運用相應的固體式物理吸附制劑(比如沸石原料、有機活性炭顆粒等)對某些工藝介質(比如地層水、化學合成氨、工業甲醛等)氣體的表面吸附強度依著操作溫度的改變而相應發生變化，當對吸附制劑進行加熱時可解析出制冷試劑中所含的工藝氣體，且將其冷凝成液體狀態。而當對吸附制劑進行冷卻時，其內部所含制冷制劑則出現水分氣化情況，進而實現它的制冷效用。白光吸收式空調技術類型基本涵蓋其熱儲器件、降溫器件、蒸汽凝結水盛裝設備、鼓風裝置冷卻蛇管、冷凝介質輸送泵等設備類型。白晝日光照射充配時，日光能吸附蓄熱裝置吸取日光照射的能量之后，吸附蓄熱床層溫度上升，將制冷制劑由吸附劑組成內部解析出來，日光能吸附蓄熱裝置內部壓力上升。經過這一變化環節，白晝光就能夠促使系統介質的吸收性位能產生并被貯存起來。在黑夜或日光照射欠缺時，周圍環境中的溫度較低，日光能吸附蓄熱裝置依托靜態冷卻之后，其吸附換熱床層的溫度降低，這時吸附試劑便開始對制冷劑產生吸附作用，發揮制冷功能，此階段可稱作吸附型制冷效果出現階段。其中所含的冷量當中，有一小部分呈冷能媒介水質的狀態由風機換熱盤管內傳送出來，其中的另外一部分被存放在蒸發盛液設備內。

3 光學能量的固相吸收式技術在致冷式空調設備產業中的應用狀況

目前時期對固相吸收式致冷技術的研發工作是由上世紀初西方一位工程學家查覺到氯化銀物質在吸附氣氨的過程中發揮制冷效應才逐步興起的，上世紀七十年代的世界能源緊缺狀況給吸附型制冷工藝的快速發展奠定了基礎，九十年代世界范圍內維持生態條件不被破壞的吶喊，以及嚴重阻礙以前的蒸汽壓縮型制冷工藝發展的CFCs問題的出現都同時給其創造了極佳的利用機會。我國科技工程領域對日光能固體吸附型制冷工藝展開了深入的研發和試用工作。美國的一家制冷設備生產企業選取沸石-水組合相作為制冷工藝介質，采用日光能為加熱源，在制冷工業領域及空氣流通更新等項目上已圓滿實施了規?；a，其將沸石類吸附制劑裝入深6厘米的刷黑金屬材質蓄熱器構成合用裝置，將冷凝裝置及蒸發裝置合并裝在冷凍冰柜內，對蓄熱裝置為0.8m2的冷凍冰柜實施了性能測試，最后制出固態冰塊0.9千克(常壓下冰點溫度)，COP數值是0.16。另外他們還在高層建筑物頂層上構建出了日光能吸附型空調裝置，將冷凝設備及蒸發裝置合并組成為一個整體組件，依托外部進行循環型冷卻，白晝時間解析出的水汽在冷凝裝置中完成冷凝過程，將冷凝過程放出的熱量傳導到外側的水換熱管中，能夠給居民家庭生活提供充足的熱水和冬季屋內取暖用；在夜間，儲存于蒸發裝置內的冷凝水繼續蒸發，獲取的冷媒水質留給空調再次循環使用。冬季不需要冷卻水，可讓其不出現蒸發階段，將冷卻水直接送入共用裝置內。

4 日光能固體型吸附制冷工藝操作中蘊含的問題及應對策略

4.1 日光能固體型吸附法制冷工藝操作中蘊含著的問題

日光能吸附法制冷工藝重點包含著兩個關鍵性問題，其一、吸附型制冷工藝循環不能達到連續性制冷流程，吸附床傳熱傳質性能差，吸附/解吸所需的時間長，循環周期長，系統調節滯后時間長。其二、晚上制冷限制了此項技術的應用。

4.2 改進措施

近年來，為了解決太陽能吸附制冷技術存在的難題，各國科研人員進行了大量的試驗與研究。一方面，對太陽能集熱器進行改進，采用熱管式真空集熱器，提高系統的運行溫度；另一方面，對吸附劑-制冷劑工質進行改進。

5 結論

節能是有關我國國計民生的大事，也是制冷空調行業發展的永恒主題。太陽能固體吸附式制冷技術與蒸氣壓縮式制冷技術相比還不是很成熟，但隨著對太陽能固體吸附式制冷技術的不斷深入，太陽能吸附制冷技術已經逐步向實用化推進，由于節能和環保優勢，決定了它具有廣闊的應用前景。

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