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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。 太阳能吸收式空调与常规空调相比，具有以下三大明显的优点： (1)太阳能空调的季节适应性好，也就是说，系统制冷能力随着太阳辐射能的增加而增大，而这正好与夏季人们对空调的迫切要求一致； (2)传统的压缩式制冷机以氟里昂为介质，它对大气层有极大的破坏作用，而吸收式制冷机以无毒、无害的溴化锂为介质，它对保护环境十分有利； (3)同一套太阳能吸收式空调系统可以将夏季制冷、冬季采热和其它季节提供热水结合起来，明显地进步了太阳能系统的利用率和经济性。 诚然，凡事都要一分为二。我们在夸大太阳能空调优点的同时，也应看到它目前存在的局限性，因而在推广应用过程中留意解决这些题目： (1)固然太阳能空调开始进进实用化阶段，希看使用太阳能空调的用户不断增加，但目前已经实现商品化的产品大都是大型的溴化锂制冷机，只适用于单位的中心空调。对此，空调制冷界正在积极研究开发各种小型的溴化锂或氨—水吸收式制冷机，以便与太阳集热器配套逐步进进家庭； (2)固然太阳能空调可以无偿利用太阳能资源，但由于自然条件下的太阳辐照度不高，使集热器采光面积与空调建筑面积的配比受到限制，目前只适用于层数未几的建筑。对此，我们正在加紧研制可产生水蒸气的真空管集热器，以便与蒸气型吸收式制冷机结合，进一步进步集热器与空调建筑面积的配比； (3)固然太阳能空调可以减少常规能源的消耗，大幅度降低运行用度，但目前系统的初投资仍然偏高，只适用于有限的富裕用户。为此，我们正在坚持不懈地降低现有真空管集热器的本钱，使越来越多的单位和家庭具有使用太阳能空调的经济承受能力。 简单了解几类太阳能制冷形式：1、太阳能吸收式制冷原理和特点 吸收式制冷是利用溶液浓度的变化来获取冷量的装置，即制冷剂在一定压力下蒸发吸热，再利用吸收剂吸收制冷剂蒸汽。（系统简图如下图所示）自蒸发器出来的低压蒸汽进入吸收器并被吸收剂强烈吸收，吸收过程中放出的热量被冷却水带走，形成的浓溶液由泵送入发生器中被热源加热后蒸发产生高压蒸汽进入冷凝器冷却，而稀溶液减压回流到吸收器完成一个循环。它相当于用吸收器和发生器代替压缩机，消耗的是热能。热源可以利用太阳能、低压蒸汽、热水、燃气等多种形式。吸收式制冷系统的特点与所使用的制冷剂有关，常用于吸收式制冷机中的制冷剂大致可分为水系、氨系、乙醇系和氟里昂系四个大类。吸收式空调采用溴化锂或氨水制冷机方案，虽然技术相对成熟，但系统成本比压缩式高，主要用于大型空调，如中央空调等。 太阳能吸收式制冷由于利用太阳能，所以其发生温度低，即便采用特殊的集热器，也只有100℃多一些。因此，其制冷循环方式都是采用单效方式。陈滢等人提出了一种新型的单效双级吸收式制冷循环，该循环采用增大热源温差的思路，增加了一个发生器和一个换热器。模拟计算表明，其COP值可达到0.42-0.62之间，热源出口温度可降到55℃。采用单效双级制冷循环虽然COP值高，但其系统复杂，初投资高，因此陈光明等人又提出了采用热变器原理的单效单级循环，新循环比传统循环多了一个压缩机。其系统循环如图2所示：从发生器出来的制冷剂蒸汽分为两路，一路送入冷凝器，一路经压缩机压缩后，又回到发生器换热，再进入冷凝器，这里压缩机实际上起到了热变换器的作用。由于进入冷凝器和发生器的热负荷降低，所以系统的COP值增加了。这个循环虽然巧妙，但在实际应用中难以保证压缩机的正常运行。 2、太阳能吸附式制冷技术吸附式制冷原理和特点： 吸附式制冷系统由吸附床、冷凝器、蒸发器和节流阀等构成，如下图所示：工作过程由热解吸和冷却吸附组成，基本循环过程是利用太阳能或者其他热源，使吸附剂和吸附质形成的混合物(或络合物)在吸附床中发生解吸，放出高温高压的制冷剂气体进入冷凝器，冷凝出来的制冷剂液体由节流阀进入蒸发器。制冷剂蒸发时吸收热量，产生制冷效果，蒸发出来的制冷剂气体进入吸附发生器，被吸附后形成新的混合物(或络合物)，从而完成一次吸附制冷循环过程。基本循环是一个间歇式的过程，循环周期长，COP值低，一般可以用两个吸附床实现交替连续制冷，通过切换集热器的工作状态及相应的外部加热冷却状态来实现循环连续工作。 吸附式制冷具有结构简单、一次投资少、运行费用低、使用寿命长、无噪音、无环境污染、能有效利用低品位热源等一系列优点。与吸收式制冷系统相比，吸附式制冷不存在结晶问题和分馏问题且能用于振动、倾颠或旋转的场所。 3、喷射式制冷原理和特点喷射式制冷系统的原理如下图所示。 制冷剂在换热器中吸热后汽化、增压，产生饱和蒸汽，蒸汽进入喷射器，经过喷嘴高速喷出膨胀，在喷嘴附近产生真空，将蒸发器中的低压蒸汽吸入喷射器，经过喷射器出来的混合气体进入冷凝器放热、凝结，然后冷凝液的一部分通过节流阀进入蒸发器吸收热量后汽化，这部分工质完成的循环是制冷循环。另一部分通过循环泵升压后进入换热器，重新吸热汽化，他们所做的循环称为动力循环。 喷射式制冷系统中循环泵是运动部件，系统设置比吸收式制冷系统简单、运行稳定、可靠性较高等优点；缺点是性能系数较低。与蒸汽压缩式制冷相比，太阳能制冷技术目前不是很成熟，但是因为其环保节能的特点，决定其具有良好的发展前景。目前，制约其广泛应用的主要原因是成本较高。太阳能制冷要降低成本，一方面要大力开发高效太阳能集热板，提高热力学性能；另一方面，走产业化发展的道路。为此，可以与热水器的应用相结合(如太阳能冰箱-热水合机)，太阳能制冷与太阳能热水器结合，实行联产。 |
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