太阳能空调制冷技术的应用研究

雷达

摘要：太阳能空调是目前空调发展的新技术，不仅能够降低工作当中的电力能耗，且能够有效实现污染的降低。在本文中，将就太阳能空调制冷技术进行一定的研究。

关键词：太阳能；空调制冷技术

空调是人们现阶段生活当中不可缺少的设备类型，在空调耗能不断增加的过程中，通过太阳能的应用对空调制冷需求进行解决成为了一项新技术。较好的季节匹配性是该技术应用当中的重点内容，当天气越热、太阳辐射条件越好时，该系统则将具有较大的制冷量。目前，该技术在世界范围内都获得了积极的研究，并具有着不同的类型特点。

1 热驱动制冷技术

1.1 氨-水吸收式空调

在该制冷机中，其将水为吸收剂，NH3作为制冷机，在以热量为补偿的基础上通过溶液特性的应用实现制冷目标。在该集热器中，其使用的为平板集热器以及太阳能真空管，额定空调COP为0.5-0.6，工质热源温度在80-160℃之间，系统规模在5kW以上。在实际应用当中，该类型空调的优点即能够对冷冻到空调区域的温度需求进行较好的满足，能够在对0℃以下低温进行制取的同时保证制冷工质不会结晶，能够较好的对风冷化目标进行实现。不足之处，即氨有毒，自身具有着刺激性气味，需要在系统中做好精馏装置的使用。同时，制冷机内部具有着较高的压力，在实际运行当中很可能因泄露问题的出现导致危险情况发生[1]。

1.2 固体除湿空调

根据其吸附床状态的不同，可以将其分为转轮以及固定床这两种方式。其中，固定床具有间歇性工作特征，而转轮式空调则是目前应用较为广泛的一种除湿空调技术。对于使用复合干燥剂材料的两级除湿系统来说，其使用了化学吸附、物理吸附耦合干燥剂材料，在经过表面吸附处理后有效提升空调循环动态吸湿率，且能够降低在再生热源温度方面的要求。同时，其对级间冷却方式进行了使用，以此实现系统效率的提升。

1.3 热管喷射制冷

该技术是较为新颖的技术类型，由蒸发器、热管以及喷射器这几部分组成。在热管发生室内，工质在对太阳能等热量进行吸收后形成高压蒸汽，在经过喷嘴处理形成高速低压气流后实现蒸发室低压蒸汽的吸引。当这两股蒸汽混合后，在经过喷射器扩压段升压处理后则在冷凝室当中冷凝，在完成冷凝后，其中的一部分液体流入到蒸发室当中，而另一部液体则经过毛细芯处理获得即较高的压力，并返回到发生室再一次蒸发循环，并通过工质的蒸发形成制冷效应[2]。

2 复合技术

2.1 空调供热复合系统

对于单纯的太阳能空调来说，其具有着较大的集热器面积，在初期投资具有较大的成本，提升即热率利用率则成为了系统经济性改善的重要途径，如夏季空调以及冬季的供暖等。而通过采暖、自然通风以及太阳能空调复合能量利用系统的应用，即能够有效提升太阳能的利用率。在冬季，通过集热器在供暖后形成的热水则可以通过辐射采暖末端经底板进行供暖，而在夏季，则可以使用热水驱动制冷剂做好降温处理，在保证全年热水供应的情况下充分使用太阳能。可以说，该种复合系统是未来太阳能技术的发展方向。

2.2 太阳能复合能源空调系统

2.2.1 太阳能辅助热泵

在该技术中，其能够实现热泵节能同太阳能供冷暖以及供热水的科学接合，不仅能够对太阳能在单独工作当中所存在的不足之处进行弥补，且能够提供制冷、热水供应以及采暖等多种功能，具有着形式多样、运行可靠、使用寿命长以及结构紧凑的特征。多样、廉价集热方式的应用，则能够使建筑能够实现同热泵系统集热器间的科学结合。可以说，该技术是一项具有较大应用潜力以及开发潜力的技术，具有较高的研究价值。

2.2.2 太阳能-土壤源热泵系统

该系统在以太阳能集热器辅助供热处理时，机组则将具有较高的蒸发温度，在减少热泵压缩机耗电量的基础上实现运行费用的节约。在夏季，在夜间对太阳能集热器运行时，则可以作为辅助散热设备对夏季对地下的排热量进行减少，在稳定地温的基础上使机组能够运行在较高的效率水平。该系统具有可靠的运行特征，因土壤自身温度变化较低，则使得热泵机组具有了更为稳定、可靠的运行特点，在对系统经济、高效做出保证的基础上实现系统的一机多用。

3 发展展望

对于太阳能驱动制冷这项技术来说，虽目前相关研究较多，但实际上其还处于实验以及初步的应用阶段，其具体情况同成本、技术难度以及运行经济性等具有着较为密切的联系。就目前来说，如何最大程度降低该系统造价、使其能够更好的实现商业化则成为了该领域当中的重点问题。在未来研究中，需要从以下方面入手：第一，提升转化效率。太阳能空调制冷系统耗能同转化设备的效能具有着直接的关系，就目前來说，市场上所出售的光电转化设备以及太阳能集热器效率还较低，无法匹配太阳能制冷系统的效能要求，并以此对该技术的推广形成了一定的制约；第二，设备小型化。目前，所具有的太阳能空调产品体积较大，适合应用在中央空调系统当中，在实际应用当中存在着一定的局限。对此，在未来研究当中即需要加快家用机以及小型机的研发，以此实现太阳能空调的有效推广。同时，提升太阳能设备效率能够促使设备向着小型化的方向发展；第三，降低制造成本。太阳能空调具有较低的运行费用以及节能环保的特征，但同其相比，太阳能集热器则具有着较高的造价，在实际应用当中占据着非常大的成本。对此，实现制冷机组以及太阳能集热器设备的降低则成为了制冷系统未来发展的关键内容；第四，在夏季，太阳能空调制冷是实现太阳能利用的有效方案。而从运行经济性以及太阳能利用率提升角度来看，太阳能空调需要能够同真空管式太阳能热水系统以及普通平板式系统形成热驱动空调制冷机组。通过两者间的结合，即能够对系统四季热水供应以及冬季采暖需求进行较好的匹配，实现太阳能利用率的有效提升。而通过该技术同建筑的结合应用，也能够在建筑节能方面发挥出较好的效果。

4 结语

在上文中，我们对太阳能空调制冷技术与未来发展方向进行了一定的研究。可以说，该技术在我国具有着非常好的发展前景，在未来研究中，需要能够把握正确方向，通过对相关技术的不断研究完善使其能够获得广泛的推广使用。

参考文献：

[1]汪银华.太阳能空调制冷技术及其研究进展[J].山东工业技术，2014（22）.

[2]陈杰，毕月虹，刘肖，蒋明贺.太阳能吸收式制冷技术发展现状及展望[J].制冷与空调，2015（06）.