太阳能空调之研究

    张宗亮

    【摘?要】随着经济的发展，人类面临着资源和能源枯竭的难题，追求新能源和节能环保成为当今社会的热点话题。太阳能作为无污染、安全的能源，已经成为社会各界受到关注的重点。目前，空调的应用广泛，但是基本以电力为能源，这样的空调能源消耗大，破环生态环境。太阳能空调的使用，不仅仅能够降低建筑的能耗，而且利于保护环境。基于此，本文首先介绍了太阳能空调的发展前景，再充分地介绍了当今的太阳能空调技术，最后分析了太阳能空调在当今时代的优势。

    【关键词】太阳能空调;环境：制冷系统：节能

    【Abstract】With the development of the economy， mankind is faced with the problem of depletion of resources and energy. Pursuing new energy and energy conservation has become a hot topic in today's society. As a non-polluting and safe energy source， solar energy has become the focus of attention from all walks of life. At present， air conditioners are widely used， but they are basically powered by electricity. Such air conditioners consume a lot of energy and break the ecological environment. The use of solar air conditioners not only reduces the energy consumption of the building， but also helps protect the environment. Based on this， this paper first introduces the development prospects of solar air conditioners， and then fully introduces the current solar air conditioning technology， and finally analyzes the advantages of solar air conditioners in the current era.

    【Key words】Solar air conditioning;Environment;Refrigeration system;Energy saving

    1. 引言

    在2017年十九大報告中，旗帜鲜明地提出“金山银山不如绿水青山”，在全社会进一步引领了节能环保的风潮。而目前，开发商或者建筑设计方在制定建筑方案的时候，都会首选集成性中央暖通空调;随着人们生活条件的改善，对空调的消费和使用也在逐年增长。由此导致了暖通空调带来的能源消耗越来越大。不仅对环境产生了诸多负面影响，对自然资源也形成了大规模的消耗甚至浪费，总体上来看，对于国家、社会、民生的可持续发展都会带来一些不利影响。因此，研究太阳能空调节能技术对于改善生态环境，改善发展结构有良好的积极作用。

    2. 太阳能空调发展的前景

    在当今社会，运用的空调技术基本上是以电能为动力，通过制冷循环介质氟里昂等

    氟化物将室内的热量统一吸收，最后排放到室外。这种空调技术不仅仅消耗了大量的能源，而且使用大量的氟化物，会破坏大气的臭氧层，使得生态环境恶化。另外，空调排放到室外的热量会加剧城市的热岛效应。目前，能源枯竭和环境污染已经成为制约我国经济和社会发展的两大难点。为此，我国坚持节能发展和加强环境保护，走可持续发展道路。太阳能作为取之不竭、用之不尽、安全且环保的能源，是清洁环保的可再生能源。此外，我国的太阳能辐射面积较大，太阳能资源丰富，分布广泛。而且我国现在开发太阳能技术越来越成熟。开发太阳能空调虽然初始投资有些略高，但是太阳能空调的运行成本较低，而且运行起来无污染，能够较好地季节匹配性，维护简单。开发太阳能空调有助于我国能源结构的调整，缓解城市的热岛效应，推动我国走可持续发展道路。

    3. 太阳能空调技术

    3.1?太阳能空调的类型。

    （1）目前，太阳能空调的运用主要在夏季起制冷的作用。通过太阳能制冷，降低温度。利用太阳能制冷的方式有两种，分别是：一是通过光一一电的转换，再利用电力推动，使用常规的压缩式制冷机，实现制冷;二是利用光一一热转换，通过热能完成制冷的作用。由于第一种太阳能空调的制造成本较高，远远高于第二种空调的造价成本，所以，现在，市场上运行的太阳能空调系统采用的光热制冷的方式。

    （2）空调制冷技术目前有三种分别是：吸收式制冷、喷射式制冷和吸附式制冷。吸收式制冷技术是利用吸收剂的蒸发特性和吸收特性而到达制冷目的的技术。在太阳能空调中的运用广泛。喷射式制冷技术的工作原理是：通过利用蒸汽喷射式制冷机，实现空调的制冷。这种方式的制冷过程一般是：启动蒸汽喷射式制冷机，当其产生一定的压力时，蒸汽会通过喷射器的喷嘴，并且在喷嘴处的会产生较高的流速，此时，压力会降低很低，蒸发器会自然而然被抽吸，形成一股低压。制冷系统的空调回水通过循环水泵进入到蒸发器中，开始喷淋。处于蒸发器内的空调回水一部分在低压下会蒸发成水蒸气，另外一部分水从没有汽化的水中吸收热量，降低那部分未汽化的水的温度，形成空调的冷媒水。最后一个吸附式制冷技术是利用固体吸附剂对制冷剂的吸附作用来制冷。

    3.2?太阳能空调的组成部分。

    太阳能空调一般由三部分组成，分别是：太阳能集热器，制冷系统和自动化控制系统。

    太阳能集热器由真空管和反射镜面构成。真空管是太阳能集热器最为重要的组成部分，一般来说，真空管的外圆是高硼硅玻璃，中心为铜管，铜管上涂有选择型吸收层和翅片，以强化吸热。 它主要起吸收反射镜面反射的阳光以此加热管内循环水的作用。而反射镜面，顾名思义，起反射阳光的作用，通过反射镜面使其能够反射到真空管上，达到积聚热能的目地的。太阳能空调的制冷系统是以低温热源为动力，目前吸收式制冷技术较为成熟。吸收式制冷多利用溴化锂 - 水、氨 - 水等作为工质对，其中溴化锂 - 水作为工质对的安全性非常很高，相对来说，非常具有经济性。自动化控制系统是指控制和安全保护的装置的各种工作参数系统。以热管为太阳能集热管，溴化锂 - 水为工质对的吸收式制冷空调系统，是现代太阳能空调的基本组成。从太阳能空调的组成来看，它属于一种无污染和低能耗的产品，受到广大用户的青睐。

    3.3?太阳能空调的工作原理。

    （1）太阳能空调的工作原理在市面上大致有三种不同运行方式。目前，太阳能吸收式空调的发展较快。太阳能吸收式空调的工作原理是：通过太阳集热器加热水，产生的热媒水作为吸收式制冷机运行的需要物，使得吸收式制冷机能够得到运行，借此实现制冷的功能。现在，太阳能吸收式空调能够实现夏季制冷、冬季采暖和全年为生活提供热水的三大功效。

    全年供给热水的功能则是充分利用太阳能集热器加热热水，再将热水通向生活用的贮水箱中的热交换器，这样一来，便可以使得贮水箱内的冷水得到加热，提供给人使用，一般在非空调的采暖季节使用，依据情况而使用。

    （2）在夏季太阳辐射大的时候，首先，太阳能集热器发挥作用，强烈的太阳辐射光以太阳能集热器为中介充分地被利用，加热热水并进入到贮水箱，热水温度达到一定的程度时，会产生热媒水，为吸收式制冷机提供所需的水。其次，吸收式制冷机内流出已降温的热水回流到贮水箱之中，通过太阳能集热器加热变成高温热水。最后，发挥吸收式制冷机的作用，形成的冷媒水，直接通向空调箱，完成夏季制冷的过程。另外，为了防止出现由于太阳能不足而导致无法供给高温的热媒水的情况出现，技术人员通过利用辅助的锅炉来增加热量。

    （3）在冬季的时候，太阳能空调的运行基本和夏季一样，但是吸收式制冷机不需要发挥作用。冬季时太阳能集热器加热水，然后进入贮水箱，在热水温度达到一定的程度时，这时候由贮水箱向空调箱或者风机的盘管直接提供热水，满足冬季人们供热采暖的需求。由于冬季太陽能供给满足程度较低，所以冬季的辅助锅炉的使用度较高，通过辅助锅炉提高热量的供应量。

    4. 太阳能空调的优点分析

    （1）首先，太阳能空调作为空调具有夏季制冷和冬季采暖的基本功用，同时，它拥有了全年提供热水的功效，能够全方位地满足顾客的需求，实现了一机多用，提高了空调的经济性和利用率。

    （2）其次，太阳能空调具有良好的季节适应性。太阳能空调系统制冷效果能够随着太阳辐射能的增加而增大，对于我国的太阳能辐射情况来说，夏季拥有丰富太阳能辐射资源，符合了用户在夏季使用空调制冷的要求。太阳能辐射越强，环境的温度越高，这时，太阳能空调达到制冷效果越好，实现人与自然的和谐发展。

    （3）另外，太阳能空调能够实现与建筑的有机结合，形成造型美观和新颖别致的建筑物，同时也不会影响太阳能空调的正常使用。

    （4）最后，太阳能空调最大的优点便是节能环保，太阳能空调以太阳能为能源，并且通过利用无毒、无害的溴化锂或者水作为空调的制冷加热的介质，改善了以电力为驱动能源的空调污染环境和消耗能源的问题。另外，空调在城市地区利用广泛，电力驱动的空调是造成城市的热岛效应的原因之一，使用太阳能空调有效地缓解了城市的热岛效应，降低城市的夏季的高发热量。太阳能空调不但利于改善城市环境，而且能够保护环境和节约能源。太阳能空调的使用，不仅仅创造了室内宜人的温度，而且降低大气的环境温度，同时减弱了城市中的热岛效应，对于走可持续发展道路具有重要的意义。

    5. 结束语

    如今，社会上越来越重视环境保护和节能减排，太阳能空调充分地满足了节能与环保的需求，能够减轻城市面临的热岛效应，顺应了社会发展的潮流，拥有极大的市场潜力，发展前景广阔。企业和政府应该加强资金的投入力度，加快对太阳能技术的研究，使得太阳能空调的快速发展，实现太阳能空调的产业化，走可持续发展道路。

    参考文献

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    [文章编号]1619-2737（2019）03-14-149