太阳能制冷空调

2009年美国研制的空调

太阳能制冷空调，就是将太阳能系统与制冷机组相结合，利用太阳能集热器产生的热量驱动制冷机制冷系统。2009年8月，据美国媒体报道，美国南加州煤气公司根据太阳能光热转换的原理，最近研发出一种太阳能制冷空调。当天气越热、太阳辐射越强的时候，空调的使用率越高，而这时正是利用太阳能空调最有利的时机。

空调简介

太阳能制冷空调的技术发展历程，是从低温热利用（如热水、干燥、温室等）方面开始，逐步向较高温度和技术较复杂的各领域（如制冷、发电）展开的，它以不需电能、节约能源、没有污染、工作寿命长等优点引起世界学者的重视。2000年以来，太阳能制冷的利用取得了很大发展，特别是在提供生活热水、采暖和发电方面，但这些应用在需求上与大自然的赐予并不完全一致：当天气越冷、人们越需要温暖的时候，太阳能量的提供往往不足

2009年8月，据美国媒体报道，美国南加州煤气公司根据太阳能光热转换的原理，最近研发出一种太阳能制冷空调，目前（截止2009年8月24日）正处于试用阶段。太阳能制冷空调的应用则正好与太阳能的供给大体上保持一致性：当天气越热、太阳辐射越强的时候，空调的使用率越高，而这时正是利用太阳能空调最有利的时机。

空调研究

20世纪70年代后期，世界各国对太阳能利用的研究蓬勃开展。太阳能固体吸附式制冷是利用固体吸附剂（例如沸石分子筛、硅胶、活性炭、氯化钙等）对制冷剂（水、甲醇、氨等）的吸附（或化学吸收）和解吸作用实现制冷循环的。吸附剂的再生温度可在80—150℃之间，也适合于太阳能的利用。太阳能吸附式制冷系统结构简单、没有运动部件，能制作成小型装置。太阳能吸附式制冷循环为间歇性运行，多用于制冰工况。国外对太阳能吸附式制冷进行了大量的研究和应用开发工作。

制冷空调

利用太阳能制冷目前（截止2009年8月）主要有两种方法：一是先实现光电转换，再以电力推动常规的压缩式制冷机制冷；二是进行光热转换，以热能制冷。由于前者的造价昂贵，所以研究人员主要通过第二种方法研发太阳能制冷空调。

工作原理

这种系统的工作原理是：首先用数面镜子将太阳光集中在管道上，使管道中流动的水变热，然后用这些热水产生的能量去启动装有冷水的冷却器，这时冷却器便会向空调机提供制造冷气所需要的冷水。在没有太阳光时,可以使用天然气作为能源。

产品特点

与光一热转换直接利用不同，太阳能制冷空调是一个光一热/电一冷的转换过程，实际上是太阳能的间接利用。它不象热水、干燥等低温直接利用那样容易实现，在技术上比较复杂。除了对太阳能要求较高的温度作为动力之外，还需要经过一个制冷循环的能量转换过程才能实现。因此这方面的发展需要更长的时间、投入更多的资金、更多的科研力量和完成更多的技术准备工作。

太阳能用于空调制冷，其最大优点就是具有很好的季节匹配性，即天气越热，太阳辐射越好，系统制冷量越大。这一特点使得太阳能制冷技术受到重视和发展。实现太阳能制冷有“光-热-冷”、“光-电-冷”、“光-热-电-冷”等途径。

技术范畴

被动式降温

被动式降温是对通过太阳能辐射和热辐射进行有选择的、合理的利用，达到建筑物自身降温或减少冷负荷的目的。辐射致冷也是建筑物被动式降温的一种新方法。大气外层空间是一个接近绝对零度的天然巨大冷库。根据辐射换热的原理，两个有温度差的物体之间，会以辐射的形式交换能量。这样就有可能把地面上的热能以辐射的形式释放出去，达到自身冷却降温的目的。但并不是所有辐射都能自由地穿过大气层，只有某些波长段的辐射穿透大气层的能力比较强，气象学上称为“大气窗口”。

太阳能半导体制冷

太阳能驱动的半导体制冷系统，结构紧凑，携带方便，可以根据用户需要做成小型化的专用制冷装置。它具有使用维护简单，安全性能好，可分散供电，储能比较方便，无环境污染等特点。另外，利用帕尔贴效应的半导体制冷系统与一般的机械制冷相比，它不需要泵、压缩机等运动部件，因此不存在磨损和噪声。它不需要制冷剂，省去了复杂的传输管路。它只需切换电流方向就可以使系统由制冷状态变为制热状态。

ADeVos使用内可逆热力学方法对太阳能电池的光电转换效率成功进行了解释和探讨；沙特的sofrata着重讨论过用于沙漠地区的太阳能半导体制冷装置的散热方式有效性问题，等等。这些工作在一定程度上都推动了太阳能半导体制冷系统的发展，为进一步扩大应用奠定了基础。

应用

太阳能制冷空调的系统一定要兼顾供热和空调两方面的应用例如综合办公楼、招待所、学校、医院、游泳馆等都是比较理想的应用对象。这些用户冬季或全年需要供热：如生活用热水、供暖、游泳池水补热调温等，而夏季一般都需要空调，利用太阳能全年提供大楼每天所需的大量的生活用热水。除此之外，还在夏天以太阳能热水制冷供其中一层空调。

太阳能空调热水系统以平板集热器收集太阳能产生热水，分别储存在制冷及生活热水水箱中。运行中优先把太阳能输入制冷用热水箱其温度比生活热水要高。而采取中央空调供冷方式制取的9℃左右的冷冻水送到用户的风机盘管然后返回冷冻水箱。如果遇到当天气不好、水温不足时用一台燃油热水炉辅助加热保证系统能全天候运行。生活热水则直接输送到用户，系统全自动采集数据和控制运行。

在中国

目前（截止2009年5月），中国的建筑能耗占社会总能耗25%以上，而在建筑能耗中，空调能耗占到50%以上，并且建筑物空调的需求量呈逐年上升趋势，给能源、电力和环境带来很大的压力，在这种情况下，推广和发展太阳能制冷空调系统可以节约大量的一次能源并减少能源转换污染物的排放，符合可持续发展战略的要求。

随着太阳能制冷技术的不断发展和常规能源价格的持续上涨，太阳能制冷空调系统的投资将越来越低，系统性能将越来越好，运行经济性和环保效益将更加突出，将会有更多的建筑在空调制冷系统中推广利用的太阳能这一取之不尽的免费清洁能源。

随着中国经济的发展和整体技术水平的提高，发展太阳能制冷空调的条件和时机已趋成熟，同时要紧紧依托太阳能热水器这个已经成熟了的大市场，以热水应用为基础，配合空调综合利用，就一定会有广阔的应用前景。

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