太阳能空调制冷技术的实际应用

董俊华

沈阳华维工程有限公司

太阳能空调制冷技术的实际应用

董俊华

沈阳华维工程有限公司

太阳能光伏空调的概念很早就被提出了，但由于光伏组件效率低和价格高的限制，它在各种太阳能空调中一直处于被忽视的状态。近年来，随着光伏组件价格的大幅度下降，光伏空调的初始投资也相应下降，在各种太阳能空调中显示出了价格优势，其应用价值逐渐得到重视，对它的研究也多了起来，许多实际应用案例证明了它运行稳定、节约市电和性能较高的特点。光伏空调作为庞大的制冷空调市场和潜力巨大的光伏发电市场的结合点，其巨大的市场潜力越来越受到人们的关注。

太阳能；空调制冷技术；实际应用

一直以来，自然界中的煤炭、石油资源等一次性能源品种作为当今社会上工业运作及人民生活的重点动力型能源资源，其已经变成现实人们生产工作中不可或缺的能源类型。然而，由于当今社会科学技术水平的快速提升，能源资源在现实社会工业发展和人民生活中的消费量却持续增大，最后必然导致能源消耗殆尽。

1 节流手段

1)热力收回再利用技术。热力收回再利用技术要点包括气体液化热收回和外排风冷量、热量收回两项内容。气体冷凝潜热收回的热量可用来预热日子过程中所需的热水，下降热量的无效外排量，减少动力浪费，而且减低对周边环境的“热力危害”。外排风冷量、热量收回技术要点利用于和新入风进行换热以到达将其提体温文降温的意图，下降制冷设备的热负载，进而完成节能的方针。现在热力收回技术的运用亦存在较多实证事例，比方这篇文章前面已论述了对热力给予收回及蓄能再利用的空调配备施行其经济技术指标调查分析后所获取的理论成果，其内容是：热量收回再利用率可达百分之四十五，利用热力收回二次利用技术后客户所加添成本的收回有效期为十四个月。由此可知热力收回再利用技术不只收回了技术运转的余热，而且其所增加的建造成本亦可及早收回。2)制冷型空调变频技术。制冷型空调变频技术的运用要点是运用变频设备及马达并进行紧密结合。要点利用在制冷型空调设备中利用马达供给运转动力的系统中，比如有依托马达来带动的冷水型动力配备、冷冻型水力输送泵、冷却型水力输送泵、凉水塔旋转风机、风量储柜、风机设备等电动型配备。

2 光能固体吸附型制冷工艺的基本原理

日光能固体吸附型制冷工艺的基本原理为：选取和运用相应的固体式物理吸附制剂(比如沸石原料、有机活性炭颗粒等)对某些工艺介质(比如地层水、化学合成氨、工业甲醛等)气体的表面吸附强度依着操作温度的改变而相应发生变化，当对吸附制剂进行加热时可解析出制冷试剂中所含的工艺气体，且将其冷凝成液体状态。而当对吸附制剂进行冷却时，其内部所含制冷制剂则出现水分气化情况，进而实现它的制冷效用。白光吸收式空调技术类型基本涵盖其热储器件、降温器件、蒸汽凝结水盛装设备、鼓风装置冷却蛇管、冷凝介质输送泵等设备类型。白昼日光照射充配时，日光能吸附蓄热装置吸取日光照射的能量之后，吸附蓄热床层温度上升，将制冷制剂由吸附剂组成内部解析出来，日光能吸附蓄热装置内部压力上升。经过这一变化环节，白昼光就能够促使系统介质的吸收性位能产生并被贮存起来。在黑夜或日光照射欠缺时，周围环境中的温度较低，日光能吸附蓄热装置依托静态冷却之后，其吸附换热床层的温度降低，这时吸附试剂便开始对制冷剂产生吸附作用，发挥制冷功能，此阶段可称作吸附型制冷效果出现阶段。其中所含的冷量当中，有一小部分呈冷能媒介水质的状态由风机换热盘管内传送出来，其中的另外一部分被存放在蒸发盛液设备内。

3 光学能量的固相吸收式技术在致冷式空调设备产业中的应用状况

目前时期对固相吸收式致冷技术的研发工作是由上世纪初西方一位工程学家查觉到氯化银物质在吸附气氨的过程中发挥制冷效应才逐步兴起的，上世纪七十年代的世界能源紧缺状况给吸附型制冷工艺的快速发展奠定了基础，九十年代世界范围内维持生态条件不被破坏的呐喊，以及严重阻碍以前的蒸汽压缩型制冷工艺发展的CFCs问题的出现都同时给其创造了极佳的利用机会。我国科技工程领域对日光能固体吸附型制冷工艺展开了深入的研发和试用工作。美国的一家制冷设备生产企业选取沸石-水组合相作为制冷工艺介质，采用日光能为加热源，在制冷工业领域及空气流通更新等项目上已圆满实施了规模化生产，其将沸石类吸附制剂装入深6厘米的刷黑金属材质蓄热器构成合用装置，将冷凝装置及蒸发装置合并装在冷冻冰柜内，对蓄热装置为0.8m2的冷冻冰柜实施了性能测试，最后制出固态冰块0.9千克(常压下冰点温度)，COP数值是0.16。另外他们还在高层建筑物顶层上构建出了日光能吸附型空调装置，将冷凝设备及蒸发装置合并组成为一个整体组件，依托外部进行循环型冷却，白昼时间解析出的水汽在冷凝装置中完成冷凝过程，将冷凝过程放出的热量传导到外侧的水换热管中，能够给居民家庭生活提供充足的热水和冬季屋内取暖用；在夜间，储存于蒸发装置内的冷凝水继续蒸发，获取的冷媒水质留给空调再次循环使用。冬季不需要冷却水，可让其不出现蒸发阶段，将冷却水直接送入共用装置内。

4 日光能固体型吸附制冷工艺操作中蕴含的问题及应对策略

4.1 日光能固体型吸附法制冷工艺操作中蕴含着的问题

日光能吸附法制冷工艺重点包含着两个关键性问题，其一、吸附型制冷工艺循环不能达到连续性制冷流程，吸附床传热传质性能差，吸附/解吸所需的时间长，循环周期长，系统调节滞后时间长。其二、晚上制冷限制了此项技术的应用。

4.2 改进措施

近年来，为了解决太阳能吸附制冷技术存在的难题，各国科研人员进行了大量的试验与研究。一方面，对太阳能集热器进行改进，采用热管式真空集热器，提高系统的运行温度；另一方面，对吸附剂-制冷剂工质进行改进。

5 结论

节能是有关我国国计民生的大事，也是制冷空调行业发展的永恒主题。太阳能固体吸附式制冷技术与蒸气压缩式制冷技术相比还不是很成熟，但随着对太阳能固体吸附式制冷技术的不断深入，太阳能吸附制冷技术已经逐步向实用化推进，由于节能和环保优势，决定了它具有广阔的应用前景。

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[2]李钱生.浅谈我国暖通空调制冷技术的发展[J].企业导报，2016，14：75.

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