太陽能空調(diào)的研究與發(fā)展摘要：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對生活環(huán)境的要求越來越高，采暖和空調(diào)已經(jīng)是建筑物的必要設施。另一方面由于常規(guī)能源不斷千采和使用，其儲藏量將不斷地減小，環(huán)境污染的問題也越來越嚴峻。因此，利用太陽能供冷和供熱，不僅可以節(jié)省電力和常規(guī)能源，對環(huán)境保護尤其有重要意義。關鍵字：太陽能空調(diào)節(jié)能一、引言顧名思義，太陽能空調(diào)是以太陽能作為制冷空調(diào)的能源。利用太陽能制冷可以有兩條途徑，一是利用光伏技術產(chǎn)生電力，以電力推動常規(guī)的壓縮式制冷機制冷；二是進行光-熱轉(zhuǎn)換，用熱作為能源制冷。前者系統(tǒng)比較簡單，但以目前先電池的價格計算，其造價為為后者的3-4倍；后者除了供冷之外，還結(jié)合供熱利用。因此國外的太陽能空調(diào)系統(tǒng)通常以第二種為主。二、發(fā)展太陽能空調(diào)應用的基礎和意義1.1太陽能利用的合理性一般的太陽能熱利用項目，如采暖、熱水等，在需求上其實與太陽能的提供并不完全一致：當天氣越冷、人們越需要溫暖的時候，太陽能量的提供往往不足。從這個角度來看，太陽能空調(diào)的應用是最合理的：當太陽輻射越強。天氣越熱的時候，我們需要空調(diào)的負荷也越大。這是太陽能空調(diào)應用最有利的客觀因素。1.2太陽能空調(diào)的市場基礎太陽能熱水器在國內(nèi)市場迅猛發(fā)展，全國太陽能熱水器的使用量已超過1000萬平方米近年來每年增長超過200萬平方米，由此可見，太陽能熱水器的使用量和需求量都非常大，市場前景非常好。另一方面，空調(diào)的需求也是一個巨大的市場。如果把供熱與空調(diào)結(jié)合起耘將是一個更加理想的方案。這是太陽能空調(diào)實現(xiàn)推廣應用的市場基礎。1.3太陽能空調(diào)的技術基礎太陽能制冷空調(diào)的關鍵技術已經(jīng)成熟。（1）在太陽能集熱器方面，真空管集熱器、平板集熱器都已經(jīng)在市場上推廣應用；（2）在制冷機方面，溴化鋰吸收式制冷機在九十年代大量地進入了市場。中國科學院廣州能源研究所研制的低溫熱水型兩級吸收式淡化侄制冷機，熱源溫度只需60℃以上，特別適合于太陽能的利用。（3）在系統(tǒng)方面，已經(jīng)積累了豐富的經(jīng)驗。因此，太陽能空調(diào)應用在技術上是可行的。1.4太陽能空調(diào)的經(jīng)濟性太陽能熱水器的經(jīng)濟性問題，市場已經(jīng)作了很好的說明。太陽能空調(diào)建立在太陽能熱水應用的基礎上，利用的是夏天用不完的能源，使太陽能得到充分的利用。增加的投資是制冷機部分，而這部分的投資在常規(guī)空調(diào)方面也是需要的。因此，太陽能空調(diào)與太陽能熱水相結(jié)合，有更好的經(jīng)濟性。1.5環(huán)境保護，可持續(xù)發(fā)展的要求隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，空調(diào)的需求量越來越大。在一般民用建筑物，空調(diào)的能耗占了一半以上，給能源、電力和環(huán)境帶來很大的壓力。電力的發(fā)展同時帶來廢氣階放，溫室效應和酸雨等環(huán)境問題，空調(diào)機的制冷劑（CFCs）還會對大氣臭氧層造成破壞。切時龜空調(diào)用的是清潔的太陽能，制冷過程也沒有污染的危險，系統(tǒng)本身是符合環(huán)境保護要求的。另一方面，節(jié)省了電力和燃料，間接上也減輕了環(huán)境的壓力，太陽能空調(diào)的應用完全降合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。基于上述觀點和理由，有關部門和專家一致認為，發(fā)展太陽能空調(diào)應用的時機已經(jīng)成熟，并且有良好的社會、經(jīng)濟效益，同時也能提高太陽能利用的科學意義和技術水平，有利于推動太陽能事業(yè)的發(fā)展。為了促進推廣應用，需要建立一個示范性的系統(tǒng)。因此，國家科委（現(xiàn)科技部）把“太陽能空調(diào)及供熱綜合示范系統(tǒng)”列為“九五”重點科技攻關項目。2.我國太陽能空調(diào)的發(fā)展與現(xiàn)狀（1）起步階段（70年代未一80年代初）在我國，太陽能制冷及空調(diào)的研究可以追溯到1975年在妄陽召開全國太陽能會議以后的七十年代后期。1974年中東石油危機發(fā)生以后，不少科研機構、高等院校和企業(yè)紛紛投入人力和物力研制太陽能制冷（空調(diào)〕機，其中多數(shù)是小型的務水吸收式制冷試驗樣機。例如：天津大學1975年研制的連續(xù)式氨一水吸收式太陽能制冰機，日產(chǎn)冰量可達5.4kg。為北京師范學院（現(xiàn)首都師范學大等）1977年研制成功1.5m2平板型間歇式太陽能制冰機，每天可制冰6.8-8kg；1979年義研制出8m2平板型自動跟蹤連續(xù)式太陽能冷藏柜.華中工學院（現(xiàn)華中理工大學）研制了采光面積為1.5m2，冰箱容積為70升，以氨一水為工質(zhì)對的小型太陽能制冷裝置，可維持冰箱0℃10小時左右。這期間先后有20多個單位開展過工作，積累了寶貴的經(jīng)驗，（2）堅持階段（80年代中后期一90年代初）其后，由于當時還有許多技術難題沒有來得及解決，太陽能空調(diào)項目因一時難以看到成效而得不到支持，研究的隊伍和規(guī)模大大縮小，僅存少數(shù)單位仍堅持基礎性研究和樣機試驗，經(jīng)歷了一段非常困難的時期。在這期間，中科院廣州能源所得到了香港裘槎基金會的資助，堅持進行了太陽能空調(diào)系統(tǒng)以及太陽能制冷機的研究，并且取得了重要的進展。君198說7農(nóng)年，中國科學糕院廣州能源研芒究所與香港理輩工學院合作在筍深圳建成了一麻套科研與實用炕相結(jié)合的示范耗性太陽能空調(diào)豐與熱水綜合系廚統(tǒng)，集熱面積趨共系120m2但，制冷能部力卻14k儀w級，空調(diào)面積為雞80m2如采用了三種中陣溫集熱器，包勤括直通式真主柴管集熱器、熱毫管型真空管集希熱器鮮和火V拍形隔熱膜平板舒型集熱器。采關用兩合日本矢包崎公司生產(chǎn)鼠的化2餡冷噸單級淡化增侄吸收式制冷疑機。炎為了適應太陽寄能的利用，中邁國科學院廣州軌能源所持從栗198衫2倦年開始進行了旦新型熱水型兩務級吸收式?jīng)Q化飯鉸制冷機的研南制并取得了成基功，這種新型泛的制冷機有兩今個顯著的特點投，一是所要求固的熱源溫度低納，在應6水5挖℃廟以上的范國內(nèi)謝能穩(wěn)定地運行故；二是熱源的殃利用溫差大，雹為善12申-2尚4圣℃泰（隨熱源溫度輝而變）。狐（答3吐）實用階段望（丘“淹九沿五源”綱計劃期間）南直傳到篇“羞九詞五啞”濱計劃期間，太哈陽能空調(diào)的的肝各方面條件已蠶經(jīng)成熟，國家睬科委（現(xiàn)科技成部）列把鐮“儀太陽能空玩調(diào)披”練列為重，氨科連技攻關項目，朗計劃建成示范癢性系統(tǒng)，以促水進太陽能空調(diào)耐的推廣應用。亮大陽能空調(diào)項屬目迎來了它的蓄第二個春天，殿太陽能空調(diào)的端技術水平也上縫升到一個新的織高度。中科院努廣州能源所和蕩北京太陽能研知究所承擔了該糾項任務，計劃航在南方和北方縮各建一座大型奉實用性太陽能稍空調(diào)系統(tǒng)。杏三距、厭100k奪w勻太陽能空調(diào)系待統(tǒng)巷3.1儉儲應用對象份太陽能空調(diào)系構統(tǒng)應兼顧供熱濫和供冷兩個方該面的應用，例虹如綜合辦公摟抓、招待所、學溝校、醫(yī)院、游燃泳池、水產(chǎn)養(yǎng)史殖等，都是比據(jù)較理想的應用種對象。這些用刪戶冬季（或全申年）需要供熱倦，如生活熱水靈、采暖、游泳頭池水補熱調(diào)溫積等，而夏季一蘆般框都需要空調(diào)純。怒“如九絕五駛”切攻關項孤目華100k斷W真太陽能空調(diào)系蘆統(tǒng)選定在廣東糕省江門市一座戀新建搏的露2哈4稿層大樓上實施哲。該大櫻是一咱座多功能的綜丈合性大樓，有文辦公櫻、營業(yè)庫廳、招待所、腿培訓中心等，斗利用狗太陽能提供大姻摟每天所需的禽生活熱水，除養(yǎng)此之外，在夏番天以太陽能熱阻水制冷，供其篇中一層空調(diào)。惠3.2銳扁系統(tǒng)簡介婆太陽能空調(diào)熱攏水系統(tǒng)如羞圖嚴1蛙所示。以平板陜集熱器收集太鉤陽能產(chǎn)生熱水卵，分別儲存在卡制冷及生活熱疊水水箱晝中輩.啦采用一續(xù)臺大100k殊W牛的兩級吸收式把制冷機，用太測陽能熱水輸入秩制冷機制冷。聰采取中央空調(diào)趣供冷方式，制榮取的暈9蟲℃良左右的冷凍水畢送到用戶的風莫機盤管，然后磁返回冷凍水箱想。當天氣不好容、水溫不足時省，用一臺燃油輸熱水爐輔助升聯(lián)溫，保證系統(tǒng)削能全天候運行薯。生活熱水則板直接輸送到用搖戶。系統(tǒng)金自微動采集數(shù)據(jù)和扒控制運行。駕3.3陡堂主要技術構成僅1尾）太陽能集熱難器書為了保證平板呀集熱器能滿足陰制冷空調(diào)的要奪求，又不失其蝶簡單價廉的特歌點，通過研究重、試驗，采取笨了一些簡單而儀有效的技術改拳進措施。其中逼最主要的是增逮加了一決能耐裳較高溫度的透歸明隔熱板，通節(jié)過抑制空氣自嶄然對流從而減顏少表面的熱損淹失。試驗及使傍用的結(jié)果證明朗，透明隔熱板染起了關鍵性作雜用。該集熱器蒙在太陽輻射較鴨強的時候，能漏持續(xù)提供制冷瞞用熱水；在太桑陽輻射較弱時蘇，也可以產(chǎn)生捷足夠的生活用欲熱水。2）制冷機廈制冷機是采用勢一種兩級吸收膛式淡化樞制冷頓機，它的一個貍重要的特，氨探是驅(qū)動熱源溫諷度憂只需目要邊65細-7永5秘℃券，在賠6躁0績℃竟的情況下，仍遵能以較高的制槳冷能力穩(wěn)定地凈運行；另一個餅特點是熱水的顆利用溫差大，脈達眨12留-2水4些℃濱（隨熱源溫度潑而變）。市場夸上單級吸收式腿淡化鈕制冷機表熱源溫度一般憐要求貴8懂8慮℃皮以上，熱水利昨用溫差只旦有應6費-望8屋℃匯。3）自控系統(tǒng)華自動控制系統(tǒng)棚采用先進的可訂編程控制器劍（忠PL魯C欺）及工業(yè)控制杠微機控制和管納理。奴·料＠肉性能系數(shù)扭（脂C0頓P夏）達到設計指秘標。似3.6晃果系統(tǒng)的主要特粘點紀江存門州100k勝W午太陽能空調(diào)系法統(tǒng)是我國首座襪大型實用性太唱陽能空調(diào)系統(tǒng)苗，它的建成標王志著我國太陽樹能熱利用技術壽上了一個新的喝臺階。系統(tǒng)有軋以下特點：造1塘）太陽能空調(diào)瘡系統(tǒng)成功地全什部采用高效乎什板集熱器，使蒜常用的太陽能貼熱水系統(tǒng)能夠慌與太陽能空調(diào)疫系露統(tǒng)來”習接譜軌告”質(zhì)，同時也開拓光了太陽能熱水幕器更廣闊的應全用市場。霞2飛）竿100k泳W(wǎng)田兩級吸收式?jīng)Q恐化俚剎冷機各隨項指標均達到刑設計要求。其轟驅(qū)動熱源溫度名之低述（凱65捕-7組5楊℃健）特別適合大盒陽能利用。據(jù)3喂）系統(tǒng)兼顧了憤生活熱水與制同冷空調(diào)的能量寬需求，合理分包配利用太陽能巖，提高了太陽劈能日利用效率確。冤4星）太陽能空調(diào)濟系統(tǒng)全天候自徒動運行。妄四、太陽能空傻調(diào)的研究發(fā)展艙方向1）產(chǎn)業(yè)化妹太陽能空調(diào)實毒用性示范系統(tǒng)刷的建成，證明哈了人陽能空調(diào)滔技術上是可行較的，經(jīng)濟上也目顯示出一定的升效益，潛在的朝市場很大，應快當向產(chǎn)業(yè)化方竟向發(fā)展。但要薄實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化目急標，還有許多研工作可做，例滿如：財·憶太陽能空調(diào)系慨統(tǒng)的計算機設鞭計軟件；獅·科制冷機商品化既、產(chǎn)業(yè)化；廢·星統(tǒng)一的配套設末備和零部件；賠·斷制定產(chǎn)品（系錦統(tǒng)）的技術標腦準；復·球大力開拓卞場盛。燈2店）研究和開發(fā)督新的枝術別太陽能空調(diào)系區(qū)統(tǒng)目前普遍采秩用成熟的淡化淺短吸收式制冷榜技術。由于造舍價人工藝方面兩的原因，泱化氣控制冷機不宜泡做得穴太都J手、。所以，采廢用這種技術的股太陽能空調(diào)系基統(tǒng)適用于中央述空調(diào)和集中供供熱方式，系統(tǒng)秩需要有一定的脊規(guī)模。而市場語對小型的、家陣用的太陽能空吹調(diào)器卻有更大質(zhì)的需求，事實旺和經(jīng)驗告訴我男們，只有滿足未千家萬戶人民鄉(xiāng)群眾需要的產(chǎn)抵品，才能形成字規(guī)模化產(chǎn)業(yè)。保因此，需要研聽究和開發(fā)小型分太陽能空調(diào)的避新方法、新技聰術。創(chuàng)3咐）建筑物的敢熱鎖-紫電川-思冷聯(lián)供系統(tǒng)銳建筑物用能是粥一個耗能大戶洋，其中用于厥悠明、供熱和空魔調(diào)就占了一半軟以上，太陽能剪在建筑上的應裙用不僅可以節(jié)嶼省能源，更重唐要的是有利于四保護環(huán)境。利剛用太陽能供電付、供熱、供冷早、照明，最終啞實現(xiàn)所謂綠色撕能源源的房子費，是世界上許跌多發(fā)達國家的距