太陽能(néng)是清潔的可再生能(néng)源,利用太陽能(néng)進(jìn)行供熱、采暖和制冷是實現規模化、低成(chéng)本利用太陽能(néng)的重要途徑。近年來随著(zhe)集中式太陽能(néng)熱水和采暖系統的規模化應用,夏季太陽能(néng)熱量過(guò)剩現象十分突出,各國(guó)學(xué)者都(dōu)在積極尋找能(néng)夠實現夏季利用太陽能(néng)進(jìn)行空調制冷的有效方法,目的在于提高太陽能(néng)集熱器的全年利用效率,開(kāi)辟一條利用太陽能(néng)解決空調制冷需求的嶄新技術途徑。太陽能(néng)空調制冷的優點在于其有很好(hǎo)的季節匹配性,天氣越熱、越需要制冷的時候,太陽輻射條件越好(hǎo),太陽能(néng)制冷系統的制冷量也越大。
一、太陽能(néng)空調技術的發(fā)展現狀
主要包括將(jiāng)太陽能(néng)轉換爲熱能(néng),利用熱能(néng)供熱制冷,以及將(jiāng)太陽能(néng)轉換爲電能(néng),利用電能(néng)驅動相關設備實現供熱制冷。根據需求,太陽能(néng)制冷過(guò)程也可以實現從空調到冷凍溫區的不同要求。太陽能(néng)集熱器是目前主要有平闆式、真空管式和聚焦式集熱器3種(zhǒng)類型,獲得的集熱溫度依次升高。依據太陽能(néng)集熱器集熱溫度的不同,可直接用于熱水供應以及采暖等,還(hái)可以驅動吸收式、吸附式、噴射式、除濕空調、朗肯循環、化學(xué)反應等過(guò)程獲得制冷效應。還(hái)可以將(jiāng)太陽輻射通過(guò)光伏效應或者通過(guò)熱發(fā)電等途徑轉變爲電能(néng),之後(hòu)通過(guò)電能(néng)驅動蒸汽壓縮制冷循環,斯特林循環以及熱電效應實現制冷過(guò)程。另外,通過(guò)特定的可逆吸熱和放熱反應,以太陽能(néng)爲熱源,也能(néng)夠實現特定場合下的制冷要求。
二、太陽能(néng)熱能(néng)轉換驅動的空調制冷方式
1.太陽能(néng)溴化锂-水吸收式空調方式是到目前爲止示範中應用比較多的技術。
2.吸附式制冷方式由于驅動熱源要求溫度低,近年來在我國(guó)發(fā)展很快。
3.除濕空調技術以開(kāi)放循環方式工作,系統可靠性高,在處理空調潛熱負荷方面(miàn)具有優勢。
另外,以空調特點而言,除濕空調是對(duì)處理空氣進(jìn)行調節的空氣調節手段,能(néng)夠直接把空氣處理到理想的溫濕度條件。而吸附制冷、吸收制冷和噴射制冷則主要是獲得冷凍水爲目的,進(jìn)一步通過(guò)風機盤管或輻射末端對(duì)環境溫濕度進(jìn)行調節。前者在處理潛熱負荷方面(miàn)具有優勢,但對(duì)空氣降溫處理方面(miàn)能(néng)力有限,某些情況下,需要其他制冷方式結合處理實現顯熱、潛熱分級處理,達到理想空調效果。
太陽能(néng)噴射制冷,太陽能(néng)驅動的熱聲制冷,太陽能(néng)光伏電池驅動的半導體制冷和蒸汽壓縮制冷等也不斷有研究報道(dào),在某些特殊場合獲得應用。
三、我國(guó)太陽能(néng)空調發(fā)展展望
太陽能(néng)空調制冷是夏季太陽能(néng)有效利用的理想方案,有著(zhe)良好(hǎo)的應用前景。從提高太陽能(néng)全年利用率和運行經(jīng)濟性角度而言,目前理想的太陽能(néng)空調應用方式應該是與普通平闆式和真空管式太陽能(néng)熱水系統結合的熱驅動型空調制冷機組。兩(liǎng)者的結合,可以較好(hǎo)地解決太陽能(néng)供熱采暖系統冬季采暖、四季熱水供應與夏季空調應用的匹配問題,大幅度提高太陽能(néng)利用率。特别是與建築相結合,能(néng)夠在建築用能(néng)環節發(fā)揮重要的作用。