太陽能是清潔的可再生能源,利用太陽能進行供熱、采暖和制冷是實現(xiàn)規(guī)?;⒌统杀纠锰柲艿闹匾緩?。近年來隨著集中式太陽能熱水和采暖系統(tǒng)的規(guī)?;瘧?yīng)用,夏季太陽能熱量過?,F(xiàn)象十分突出,各國學(xué)者都在積極尋找能夠?qū)崿F(xiàn)夏季利用太陽能進行空調(diào)制冷的有效方法,目的在于提高太陽能集熱器的全年利用效率,開辟一條利用太陽能解決空調(diào)制冷需求的嶄新技術(shù)途徑。太陽能空調(diào)制冷的優(yōu)點在于其有很好的季節(jié)匹配性,天氣越熱、越需要制冷的時候,太陽輻射條件越好,太陽能制冷系統(tǒng)的制冷量也越大。
一、太陽能空調(diào)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
主要包括將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能,利用熱能供熱制冷,以及將太陽能轉(zhuǎn)換為電能,利用電能驅(qū)動相關(guān)設(shè)備實現(xiàn)供熱制冷。根據(jù)需求,太陽能制冷過程也可以實現(xiàn)從空調(diào)到冷凍溫區(qū)的不同要求。太陽能集熱器是目前主要有平板式、真空管式和聚焦式集熱器3種類型,獲得的集熱溫度依次升高。依據(jù)太陽能集熱器集熱溫度的不同,可直接用于熱水供應(yīng)以及采暖等,還可以驅(qū)動吸收式、吸附式、噴射式、除濕空調(diào)、朗肯循環(huán)、化學(xué)反應(yīng)等過程獲得制冷效應(yīng)。還可以將太陽輻射通過光伏效應(yīng)或者通過熱發(fā)電等途徑轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽笸ㄟ^電能驅(qū)動蒸汽壓縮制冷循環(huán),斯特林循環(huán)以及熱電效應(yīng)實現(xiàn)制冷過程。另外,通過特定的可逆吸熱和放熱反應(yīng),以太陽能為熱源,也能夠?qū)崿F(xiàn)特定場合下的制冷要求。
二、太陽能熱能轉(zhuǎn)換驅(qū)動的空調(diào)制冷方式
1.太陽能溴化鋰-水吸收式空調(diào)方式是到目前為止示范中應(yīng)用比較多的技術(shù)。
2.吸附式制冷方式由于驅(qū)動熱源要求溫度低,近年來在我國發(fā)展很快。
3.除濕空調(diào)技術(shù)以開放循環(huán)方式工作,系統(tǒng)可靠性高,在處理空調(diào)潛熱負荷方面具有優(yōu)勢。
另外,以空調(diào)特點而言,除濕空調(diào)是對處理空氣進行調(diào)節(jié)的空氣調(diào)節(jié)手段,能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為目的,進一步通過風(fēng)機盤管或輻射末端對環(huán)境溫濕度進行調(diào)節(jié)。前者在處理潛熱負荷方面具有優(yōu)勢,但對空氣降溫處理方面能力有限,某些情況下,需要其他制冷方式結(jié)合處理實現(xiàn)顯熱、潛熱分級處理,達到理想空調(diào)效果。
太陽能噴射制冷,太陽能驅(qū)動的熱聲制冷,太陽能光伏電池驅(qū)動的半導(dǎo)體制冷和蒸汽壓縮制冷等也不斷有研究報道,在某些特殊場合獲得應(yīng)用。
三、我國太陽能空調(diào)發(fā)展展望
太陽能空調(diào)制冷是夏季太陽能有效利用的理想方案,有著良好的應(yīng)用前景。從提高太陽能全年利用率和運行經(jīng)濟性角度而言,目前理想的太陽能空調(diào)應(yīng)用方式應(yīng)該是與普通平板式和真空管式太陽能熱水系統(tǒng)結(jié)合的熱驅(qū)動型空調(diào)制冷機組。兩者的結(jié)合,可以較好地解決太陽能供熱采暖系統(tǒng)冬季采暖、四季熱水供應(yīng)與夏季空調(diào)應(yīng)用的匹配問題,大幅度提高太陽能利用率。特別是與建筑相結(jié)合,能夠在建筑用能環(huán)節(jié)發(fā)揮重要的作用。