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杜绝热岛效应:太阳能空调日趋成熟
专题:环境气候   2016/9/10 23:24:14 畅想 引用:   评论>>
关键词:买空调 太阳能 制冷设备 买电器
  “我家的太阳能空调器可以24小时工作,不用一度电,也不耗费一立方的天然气。”见到杭州日报刊登的“节能绝招大搜索”后,吴平从电话那头给记者送来了一个神奇的“绝招”。
  早先从事广告业的吴先生对太阳能一直很感兴趣,一有空暇就收集相关资料。去年夏季电力紧张,他有了一个大胆的设想:可否利用太阳能开发一种节能空调?经过近一年的努力,不久前太阳能空调系统通过了调温测试。“效果相当不错。”吴平对自己的研究成果十分满意。
  这种太阳能空调系统,具备制冷、制热、杀菌、除尘等功能。无论在盛夏还是数九寒冬,无论是在白天还是夜晚,都可以轻轻松松地保持室内恒温。太阳能空调系统可以在17-25摄氏度之间进行调温,与传统的电力空调相比,它无须一度电,也不产生噪音,系统工作时还对空气进行更换,保持室内空气新鲜。这种空调有什么缺点吗?吴平考虑了片刻说,目前第一代太阳能空调系统还做不到除湿,不过在25摄氏度的情况下,人体一般不会感到闷热。
  太阳能空调系统的安装也十分方便。系统由太阳能聚热板、主机和两只通风口组成,与传统的空调相比,在房间的下方需要多开一个通风口,外墙或屋顶上多安装一块太阳能集热板即可。一般20平方米的房间配备2平方米的太阳能集热板,楼堂馆所需要安装的太阳能集热板则更大。

  太阳能空调,就是以太阳能为辅助动力,根据光电互补的原理,利用化学能的传导方式,从而达到制冷制热节约用电的目的。从理论上讲,太阳能空调的实现有两种方式,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;二是利用太阳的热能驱动进行制冷。对于前者,由于大功率太阳能发电技术的昂贵价格,目前实用性较差。因此,太阳能空调技术一般指热能驱动的空调技术。当然,广义上的太阳能空调技术也包括地热驱动和地下冷源空调技术。
  由于技术、成本等原因,太阳能空调一般采用吸收式和吸附式制冷技术。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。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,常用的有分子筛-水、活性炭-甲醇吸附式制冷。两种制冷技术均不采用氟利昂,可以避免对臭氧层的破坏作用,具有特别的意义;并且二者采用较低等级的能源,在节能和环保方面有着光明的前景。另外,吸附式制冷系统运行费用低(或无运行费用),无运动部件,寿命长,无噪声,尤其在航空、航天等特殊领域广泛应用。

  1 吸收式制冷工作原理
  吸收式制冷是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质来进行的。这两种物质在同一压强下有不同的沸点,其中高沸点的组分称为吸收剂,低沸点的组分称 为制冷剂。常用的吸收剂—制冷剂组合有两种:一种是溴化锂—水,通常适用于大型中央空调;另一种是水—氨,通常适用于小型空调。
吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器组成。本文以溴化锂吸收式制冷机为例。在制冷机运行过程中,当溴化锂水溶液在发生器内受到热媒水加热后,溶液中的水不断汽化;水蒸气进入冷凝器,被冷却 水降温后凝结;随着水的不断汽化,发生器内的溶液浓度不断升高,进入吸收器;当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时,急速膨胀而汽化,并在汽化过程中大量 吸收蒸发器内冷媒水的热量,从而达到降温制冷的目的;在此过程中,低温水蒸气进入吸收器,被吸收器内的浓溴化锂溶液吸收,溶液浓度逐步降低,由溶液泵送回 发生器,完成整个循环。
  2 太阳能吸收式空调工作原理
  所谓太阳能吸收式制冷,就是利用太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水。热媒水的温度越高,则制冷机的性能系数(亦称COP)越 高,这样空调系统的制冷效率也越高。例如,若热媒水温度60℃左右,则制冷机COP约0 40;若热媒水温度90℃左右,则制冷机COP约0 70;若热 媒水温度120℃左右,则制冷机COP可达1 10以上。常规的吸收式空调系统主要包括吸收式制冷机、空调箱(或风机盘管)、锅炉等几部分,而太阳能吸收式空调系统是在此基础上再增加太阳集热器、储水箱和自动控制系统。太阳能吸收式空调系统可以实现夏季制冷、冬季采暖、全年提供生活热水等多项功能。
  3 太阳能高温平板吸收式空调制
  目前,采用高性能的平板集热器较好解决了与建筑一体化问题,最大限度提升建筑的美观,采用高温平板技术也提升了平板集热器高品质的特性。利用隔热膜等相关保温技术使平板集热器性能得到极大的发挥。太阳能高温平板吸收式空调制冷系统中的关键部件除了平板集热器外以外,冷凝器与蒸发器的性能对系统的高效运行亦非常重要。冷凝器的冷凝方式和结构类型是一个不容忽视的部分,主要的冷凝方式为冷却水在冷凝器吸热,由水泵输送到外部空气冷却器放热,并往复循环。对于冷凝器,可以采用较大口径的高肋翅片管来强化冷却制冷剂气体,提高冷凝器冷凝效果。对蒸发器而言,其设计的好坏直接影响制冷效果。必须使蒸发器具有足够的换热面积,保证蒸发器与冷媒水充分换热。



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