太阳能空调技术现状趋势分析

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发表于 2009-6-4 18:56:45 |只看该作者 |倒序浏览

温室效应的加剧,生活水平的提高,人类对空调的需求急剧上升。以中国为例,空调需求量从1997年的550万台增长到了1998年的660万台,1999年的需求达到了900万台。普通空调发展很快,但耗电大、热岛效应严重,太阳能空调虽然发展慢,但它以不需电能、节约能源、没有污染、工作寿命长等优点引起世界学者的重视。
一、太阳能空调技术的发展
70年代后期,世界各国对太阳能利用的研究蓬勃发展,太阳能空调技术也随之出现。人们发现太阳能空调的应用比较合理:当太阳辐射越强,天气越热的时候,太阳能空调的负荷越大,制冷效果最好。因而太阳能空调技术也引起了世界学者的广泛注意。不少科研机构、高等院校和企业纷纷投入人力和物力研制太阳能制冷（空调〕机,其中多数是小型的吸收式制冷试验样机。
在国外,佛罗里达大学的法伯教授就着手于这方面的研究,并投入了实际运行,他采用氨吸收式制冷机,冷却水为21℃的井水,据认为制冷系数有0.45左右。日本也报道了他们研制的太阳能供冷系统,该系统由面积32.2平方米的平板集热器,7kW的溴化锂制冷机和2.5立方米的储热水罐组成。数据表明,该系统可提供冬天供热所需的全部能量和夏天典型日内为驱动吸收式制冷机所需的能量的70%。沙特阿拉伯建设了平板集热器的太阳能空调,采用溴化锂制冷机进行制冷,并公开了其性能。
在国内,天津大学1975年研制的连续式氨一水吸收式太阳能制冰机,日产冰量可达5.4kg。北京师范学院（现首都师范学院等）1977年研制成功1.5m2平板型间歇式太阳能制冰机,每天可制冰6.8-8kg；1979年又研制出8m2平板型自动跟踪连续式太阳能冷藏柜。华中工学院（现华中理工大学）研制了采光面积为1.5m2,冰箱容积为70升,以氨一水为工质对的小型太阳能制冷装置,可维持冰箱0℃10小时左右。香港大学完成了太阳能吸收式空调设计、运行和在香港气候条件下的性能数据。另外,上海交通大学制冷与低温工程研究所在太阳能制冷方面作了大量的工作,并且提出了一种太阳能供热与制冷联合循环的复合机装置。1987年,中国科学院广州能源研究所与香港理工学院合作在深圳建成了一套科研与实用相结合的示范性太阳能空调与热水综合系统,集热面积共120m2,制冷能力14kw,1998年1月,中科院广州能源研究所研制成功了实用型太阳能空调热水系统,在广州江门市投入运行。其中,制冷用热水温度65℃-75℃,生活势水温度55℃-60℃,采用500平方米高效率平板集热器,一台100kW两级吸收式制冷机可满足超过600平方米的空调负荷
随着太阳能制冷空调关键技术的成熟,特别在太阳能集热器和制冷机方面取得了迅猛发展,太阳能空调也得到了快速发展。九十年代真空管集热器和溴化锂吸收式制冷机大量地进入了市场。各种生活污水处理设备，无阀过滤器，环保配件价格优惠，焊管、冷却器、活塞杆、油缸缸筒、液压油缸、橡胶机械、橡塑机械、叉车、喷塑、汽车空调压缩机、结晶器铜管总成、护栏、除尘设备、金刚石钻头、精密钢管、无缝钢管、土工格栅、橡塑保温、接线端子、输送机保护、防爆灯、液压件、耐腐泵、抛丸机代理销售、油缸、液压缸、电炉、点焊机、对焊机、保护膜、电脑剥线机、MBR膜生物反应器、电子包装袋、无锡恒立环保真空管集热器的热水温度夏季都在85℃以上,完全能够满足太阳能空调的需要。中国科学院广州能源研究所研制的低温热水型两级吸收式制冷机,热源温度只需60℃以上,特别适合于在太阳能空调中使用。国内不少厂家也开始生产太阳能空调,例如上海中天生产小型太阳能空调,广州能源、烟台福山等生产大型太阳能空调都具有比较成熟的经验。
二、当前太阳能空调的技术特点
现在太阳能空调的实现方式主要有两种,一是先实现光-电转换,再用电力驱动常规压缩式制冷机进行制冷；这种实现方式原理简单、容易实现,但成本高。象青岛海尔就生产过这种太阳能冰箱和空调。二是利用太阳的热能驱动进行制冷,这种制冷方式技术要求高,但成本低、无噪音、无污染。现采用的主要是这种方式。这种方式的太阳能空调一般又可分为吸收式和吸附式两种。
吸收式制冷技术是利用吸收剂的吸收和蒸发特性进行制冷的技术,根据吸收剂的不同,分为氨-水吸收式制冷和溴化锂-水吸收式制冷两种。它以太阳能集热器收集太阳能产生热水或热空气,再用太阳能热水或热空气代替锅炉热水输入制冷机中制冷。由于造价、工艺、效率等方面的原因,这种制冷机不宜做得太小。所以,采用这种技术的太阳能空调系统一般适用于中央空调,系统需要有一定的规模。