2009-11-20 14:55 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要:70年代后期,世界各國對太陽(yáng)能利用的研究蓬勃發(fā)展,太陽(yáng)能空調技術(shù)也隨之出現。太陽(yáng)能空調技術(shù)以不需電能、節約能源、沒(méi)有污染、工作壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)引起世界學(xué)者的廣泛注意。很早以前,佛羅里達大學(xué)的法泊教授就著(zhù)手于這方面的研究,并投入了實(shí)際運行,采用氨吸收式制冷機,冷卻水為21℃的井水,制冷系數為0.45左右。在亞洲,香港大學(xué)完成了太陽(yáng)能吸收式空調設計、運行和在香港氣候條件下的性能數據。
關(guān)鍵字:太陽(yáng)能空調;應用前景;發(fā)展
沙特阿拉伯建設了平板集熱器的太陽(yáng)能空調。在國內,也有許多科技工作者在這一領(lǐng)域進(jìn)行了大量研究,其中包括上海交大制冷與低溫工程研究所以及中科院廣州能源研究所等。在太陽(yáng)能空調的技術(shù)特點(diǎn)基礎上,提出了太陽(yáng)能空調技術(shù)的優(yōu)勢,并認為,目前大量生產(chǎn)的大型商用中央空調和家用壁掛、立式空調不太適合一些高檔的住宅,急需要一種小型戶(hù)式中央空調來(lái)填充這一空白,而太陽(yáng)能空調最適合于上述矛盾的解決和應用,故當前空調行業(yè)的需求給太陽(yáng)能空調技術(shù)的發(fā)展和應用帶來(lái)難得的機遇。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,太陽(yáng)能空調技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始邁入實(shí)用化階段,F在,科技進(jìn)步和經(jīng)濟發(fā)展對能源與環(huán)境提出了更高的要求,在政府和社會(huì )的大力支持下,太陽(yáng)能空調技術(shù)一定有廣闊的應用前景。
太陽(yáng)能是人類(lèi)取之不盡、用之不竭、隨處可得的廉價(jià)、無(wú)污染且安全的能源。每年到達地球表面的太陽(yáng)輻射能約為目前世界能耗總和的2萬(wàn)倍;谔(yáng)能源的種種優(yōu)勢,世界各國日益重視太陽(yáng)能的研究開(kāi)發(fā)和應用。
伴隨溫室效應的加劇,全球日益變暖,生活水平的提高,人類(lèi)對空調的需求急劇上升。以中國為例,空調需求量從1997年的550萬(wàn)臺增長(cháng)到了1998年的660萬(wàn)臺,1999年的需求達到了900萬(wàn)臺。
1、太陽(yáng)能空調技術(shù)的發(fā)展與現狀
70年代后期,世界各國對太陽(yáng)能利用的研究蓬勃發(fā)展,太陽(yáng)能空調技術(shù)也隨之出現。太陽(yáng)能空調技術(shù)以不需電能、節約能源、沒(méi)有污染、工作壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)引起了世界學(xué)者的廣泛注意。
很早以前,佛羅里達大學(xué)的法伯教授就著(zhù)手于這方面的研究,并投入了實(shí)際運行,采用氨吸收式制冷機,冷卻水為21℃的井水,據認為制冷系數有0.45左右。
在亞洲,香港大學(xué)完成了太陽(yáng)能吸收式空調設計、運行和在香港氣候條件下的性能數據。沙特阿拉伯建設了平板集熱器的太陽(yáng)能空調,采用溴化鋰制冷機進(jìn)行制冷,并公開(kāi)了其性能。另外,日本也報道了太陽(yáng)能供冷方面的研究,該系統由面積32.2平方米的平板集熱器,7kW的溴化鋰制冷機和2.5立方米的儲熱水罐組成。數據表明,該系統可提供冬天供熱所需的全部能量和夏天典型日內為驅動(dòng)吸收式制冷機所需的能量的70%。
上海交通大學(xué)制冷與低溫工程研究所在太陽(yáng)能制冷方面作了大量的工作,并且提出了一種太陽(yáng)能供熱與制冷聯(lián)合循環(huán)的復合機裝置。1998年1月,中科院廣州能源研究所研制成功了實(shí)用型太陽(yáng)能空調熱水系統,在廣州江門(mén)市投入運行。其中,制冷用熱水溫度65℃-75℃,生活勢水溫度55℃-60℃,采用500平方米高效率平板集熱器,一臺100kW兩級吸收式制冷機可滿(mǎn)足超過(guò)600平方米的空調負荷。
2、太陽(yáng)能空調的技術(shù)特點(diǎn)
從理論上講,太陽(yáng)能空調的實(shí)現有兩種方式,一是先實(shí)現光-電轉換,再用電力驅動(dòng)常規壓縮式制冷機進(jìn)行制冷;二是利用太陽(yáng)的熱能驅動(dòng)進(jìn)行制冷。對于前者,由于大功率太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的昂貴價(jià)格,目前實(shí)用性較差。因此,太陽(yáng)能空調技術(shù)一般指熱能驅動(dòng)的空調技術(shù)。當然,廣義上的太陽(yáng)能空調技術(shù)也包括地熱驅動(dòng)和地下冷源空調技術(shù)。由于技術(shù)、成本等原因,太陽(yáng)能空調一般采用吸收式和吸附式制冷技術(shù)。吸收式制冷技術(shù)是利用吸收劑的吸收和蒸發(fā)特性進(jìn)行制冷的技術(shù),根據吸收劑的不同,分為氨-水吸收式制冷和溴化鋰-水吸收式制冷兩種。吸附式制冷技術(shù)是利用固體吸附劑對制冷劑的吸附作用來(lái)制冷,常用的有分子篩-水、活性炭-甲醇吸附式制冷。兩種制冷技術(shù)均不采用氟利昂,可以避免對臭氧層的破壞作用,具有特別的意義;并且二者采用較低等級的能源,在節能和環(huán)保方面有著(zhù)光明的前景。另外,吸附式制冷系統運行費用低(或無(wú)運行費用),無(wú)運動(dòng)部件,壽命長(cháng),無(wú)噪聲,尤其在航空、航天等特殊領(lǐng)域廣泛應用。對于太陽(yáng)能制冷技術(shù),因為要照顧到集熱器的效率等,就不得不采用比較低的熱源溫度。所以,太陽(yáng)能驅動(dòng)的制冷機存在效率較低的問(wèn)題。隨之而來(lái)的,從集熱器、制冷機等相應的成本分配來(lái)看,集熱溫度、冷水溫度及冷卻水溫度應各為多少,才能建立一個(gè)最為經(jīng)濟合理的太陽(yáng)能空調系統,也是尚待解決的課題。另外,由于太陽(yáng)能的收集存在著(zhù)時(shí)效問(wèn)題,蓄熱技術(shù)也必須得到很好地解決,一個(gè)較好的蓄熱系統可以彌補太陽(yáng)能的不可靠性和間斷性。
3、太陽(yáng)能空調技術(shù)的優(yōu)勢
當前,大部分使用的空調技術(shù)是一種以電能為動(dòng)力,把室內熱量加以吸收排除到室外的循環(huán)系統。這種空調將室內的熱量收集后,釋放到大氣中,進(jìn)一步提高了大氣的高溫,空洞裝的愈多,城市的大氣溫度會(huì )愈高,則熱島效應會(huì )愈強烈。另外,制冷循環(huán)介質(zhì)氟里昂等氟化物的廣泛使用,導致了大氣臭氧層的破壞,惡化了生態(tài)環(huán)境也是眾所周知的。近幾年來(lái),取代氟里昂的工作介質(zhì)的新型空調(是否污染環(huán)境,有待長(cháng)期檢驗)已經(jīng)投放市場(chǎng)。但耗能?chē)乐氐膯?wèn)題依然存在,在世界能源日益緊張的今天,采用更為節能的空調系統是人類(lèi)的共同需要。
利用太陽(yáng)能作為能源的空調系統,它的誘人之處在于越是太陽(yáng)能輻射強烈的時(shí)候,環(huán)境氣溫越高,人們的生活越需要空調,此時(shí),太陽(yáng)能空調的制冷能力就越強。這是人和自然和諧的理想境界。使用太陽(yáng)能空調的結果,既創(chuàng )造了室內宜人的溫度,又能降低大氣的環(huán)境溫度,還減弱了城市中的熱島效應。更為可取的是,既節約了能源,還不使用破壞大氣層的氟里昂等有害物質(zhì),是名副其實(shí)的綠色空調。
4、太陽(yáng)能空調技術(shù)的應用前景
就我國的空調行業(yè)而言,空調器的市場(chǎng)正處于發(fā)展和完善階段,目前,大中城市家庭的空調器普及僅在20%以下,市場(chǎng)潛力十分巨大。隨著(zhù)人們生活水平的大幅提高,空調器已逐漸成為家庭必備的家用電器,現在,阻礙空調進(jìn)入家庭的主要矛盾。
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