太陽(yáng)能空調(diào)背景及推廣應(yīng)用

太陽(yáng)能空調(diào)產(chǎn)生背景
在全球氣候變暖的環(huán)境下，太陽(yáng)能作為杰出的新能源代表，備受世界各國(guó)的青睞。低碳節(jié)能潮流之下，以光熱技術(shù)為主的太陽(yáng)能已經(jīng)應(yīng)用到各行業(yè)，在不斷改善能源結(jié)構(gòu)。隨著國(guó)家對(duì)太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的政策扶持，各種利用太陽(yáng)能技術(shù)的制造和應(yīng)用領(lǐng)域正涌現(xiàn)出蓬勃的商機(jī)，一系列太陽(yáng)能產(chǎn)品正逐漸步入人們的生活。如今各大廠商紛紛推出太陽(yáng)能空調(diào)，使得太陽(yáng)能空調(diào)這個(gè)被普遍認(rèn)為是具有廣闊前景卻又在短期內(nèi)難以市場(chǎng)化的新型空調(diào)機(jī)組，再一次受到行業(yè)的關(guān)注。
在炎炎夏日里，空調(diào)的耗電量幾乎占整個(gè)電力系統(tǒng)耗電量的三分之一，這是夏季電力系統(tǒng)不堪重負(fù)的原因之一。因此太陽(yáng)能空調(diào)從一開(kāi)始就具有很大的誘惑力。利用太陽(yáng)能制冷與一般電力制冷原理相同，只是所用能源不同，因此帶來(lái)一些結(jié)構(gòu)上的變化。太陽(yáng)能制冷的方法有多種，如壓縮式制冷、蒸汽噴射式制冷、吸收式制冷等。
一般的太陽(yáng)能熱利用項(xiàng)目，如采暖、熱水等，在需求上其實(shí)與太陽(yáng)能的提供并不完全一致：當(dāng)天氣越冷、人們?cè)叫枰獪嘏臅r(shí)候，太陽(yáng)能量的提供往往不足。從這個(gè)角度來(lái)看，太陽(yáng)能空調(diào)的應(yīng)用是最合理的：當(dāng)太陽(yáng)輻射越強(qiáng)，天氣越熱的時(shí)候，我們需要空調(diào)的負(fù)荷也越大。這是太陽(yáng)能空調(diào)應(yīng)用最有利的客觀因素。
當(dāng)前的太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)多種多樣，主要是吸收式制冷和光電轉(zhuǎn)化電能驅(qū)動(dòng)制冷。比較成熟的技術(shù)是溴化鋰——水工質(zhì)對(duì)吸收制冷，如今已經(jīng)在一些示范工程中有所應(yīng)用，效果理想。由于太陽(yáng)能空調(diào)的技術(shù)種類繁多，成熟度也各有不同，因而其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程緩慢。但是不可否認(rèn)的是，隨著能源政策對(duì)清潔能源的傾斜，太陽(yáng)能空調(diào)的推廣普及前景無(wú)限美好。投資太陽(yáng)能空調(diào)項(xiàng)目，占領(lǐng)前期市場(chǎng)將是產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大的戰(zhàn)略性決策。

在強(qiáng)調(diào)太陽(yáng)能空調(diào)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也應(yīng)看到它存在的局限性因而在推廣應(yīng)用過(guò)程中注意解決這些問(wèn)題：
（1）雖然太陽(yáng)能空調(diào)開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用化階段，希望使用太陽(yáng)能空調(diào)的用戶不斷增加，但已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化的產(chǎn)品大都是大型的溴化鋰制冷機(jī)，只適用于單位的中央空調(diào)。對(duì)此，空調(diào)制冷界正在積極研究開(kāi)發(fā)各種小型的溴化鋰或氨—水吸收式制冷機(jī)，以便與太陽(yáng)集熱器配套逐步進(jìn)入家庭；
（2）雖然太陽(yáng)能空調(diào)可以無(wú)償利用太陽(yáng)能資源，但由于自然條件下的太陽(yáng)輻照度不高，使集熱器采光面積與空調(diào)建筑面積的配比受到限制，如今只適用于層數(shù)不多的建筑。對(duì)此，我們正在加緊研制可產(chǎn)生水蒸氣的真空管集熱器，以便與蒸氣型吸收式制冷機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步提高集熱器與空調(diào)建筑面積的配比；
（3）雖然太陽(yáng)能空調(diào)可以大大減少常規(guī)能源的消耗，大幅度降低運(yùn)行費(fèi)用，但如今系統(tǒng)的初投資仍然偏高，只適用于有限的富裕用戶。為此，我們正在堅(jiān)持不懈地降低現(xiàn)有真空管集熱器的成本，使越來(lái)越多的單位和家庭具有使用太陽(yáng)能空調(diào)的經(jīng)濟(jì)承受能力。
我們相信，太陽(yáng)能吸收式空調(diào)系統(tǒng)可以發(fā)揮夏季制冷、冬季采暖、全年提供熱水的綜合優(yōu)勢(shì)，必將取得顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。
從理論上講，太陽(yáng)能空調(diào)的實(shí)現(xiàn)有兩種方式，一是先實(shí)現(xiàn)光-電轉(zhuǎn)換，再用電力驅(qū)動(dòng)常規(guī)壓縮式制冷機(jī)進(jìn)行制冷；二是利用太陽(yáng)的熱能驅(qū)動(dòng)進(jìn)行制冷。對(duì)于前者，由于大功率太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)的昂貴價(jià)格，因此，太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)一般指熱能驅(qū)動(dòng)的空調(diào)技術(shù)。當(dāng)然，廣義上的太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)也包括地?zé)狎?qū)動(dòng)和地下冷源空調(diào)技術(shù)。
由于技術(shù)、成本等原因，太陽(yáng)能空調(diào)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(jù)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(duì)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(duì)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(jí)的能源，在節(jié)能和環(huán)保方面有著光明的前景。另外，吸附式制冷系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用低（或無(wú)運(yùn)行費(fèi)用），無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，壽命長(zhǎng)，無(wú)噪聲，尤其在航空、航天等特殊領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
對(duì)于太陽(yáng)能制冷技術(shù)，因?yàn)橐疹櫟郊療崞鞯男实龋筒坏貌徊捎帽容^低的熱源溫度。所以，太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)的制冷機(jī)存在效率較低的問(wèn)題。隨之而來(lái)的，從集熱器、制冷機(jī)等相應(yīng)的成本分配來(lái)看，集熱溫度、冷水溫度及冷卻水溫度應(yīng)各為多少，才能建立一個(gè)最為經(jīng)濟(jì)合理的太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)，也是尚待解決的課題。另外，由于太陽(yáng)能的收集存在著時(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(tǒng)可以彌補(bǔ)太陽(yáng)能的不可逆性和間斷性。

太陽(yáng)能空調(diào)科研結(jié)果
該系統(tǒng)的核心是一臺(tái)名為“Schukey”的電機(jī)，能將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成冷空氣。制冷過(guò)程中，這種電機(jī)1度電只需5美分，而相比較而言，傳統(tǒng)的空調(diào)每度電則需要花費(fèi)12-14美分。Thermodyna 公司老板Volker Bergholter 表示：“該裝置沒(méi)有采用任何電子元件，且?guī)缀鯖](méi)有任何元部件。”他將該裝置描述為“簡(jiǎn)單至極”。它只需要兩臺(tái)負(fù)責(zé)生產(chǎn)冷空氣的發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合太陽(yáng)能電池板。太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的蒸汽被助推器轉(zhuǎn)換成為機(jī)械能，機(jī)械能再用來(lái)驅(qū)動(dòng)冷卻機(jī)。冷卻機(jī)吸收房間中的潮濕的熱空氣，熱空氣經(jīng)過(guò)壓縮和擴(kuò)展，被冷卻到20攝氏度左右，為房間制冷。
這種設(shè)備最大的優(yōu)勢(shì)在于，在太陽(yáng)最烈的時(shí)候人們最需要制冷，而太陽(yáng)光能越多，該設(shè)備就更容易搜集到大量能量加以利用。相輔相成的關(guān)系能夠更好的滿足消費(fèi)者的需求。Thermodyna公司計(jì)劃能趕在2010年向市場(chǎng)推出第一批太陽(yáng)能制冷機(jī)。