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最簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能制冷方法是：水或添加制冷劑的水等流體收集太陽(yáng)熱能，通過(guò)熱交換器或者吸收式制冷機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，形成一個(gè)制冷循環(huán)。在制冷機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)流體在發(fā)生器內(nèi)受到熱媒水加熱后，溶液中的水不斷汽化；水蒸氣進(jìn)入冷凝器，被冷卻水降溫后凝結(jié)；隨著水的不斷汽化，發(fā)生器內(nèi)的溶液濃度不斷升高，進(jìn)入吸收器；當(dāng)冷凝器內(nèi)的水通過(guò)節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)，急速膨脹而汽化，并在汽化過(guò)程中大量吸收蒸發(fā)器內(nèi)冷媒水的熱量，從而達(dá)到降溫制冷的目的；在此過(guò)程中，低溫水蒸氣進(jìn)入吸收器，被吸收器內(nèi)的吸收劑溶液吸收，溶液濃度逐步降低，由溶液泵送回發(fā)生器，完成整個(gè)循環(huán)。

空調(diào)/制冷該技術(shù)可以分為如下方式：

吸收式制冷機(jī)，

除濕制冷技術(shù)（吸附式制冷機(jī)）與固體干燥劑，采用太陽(yáng)能集熱器的空氣或水加熱；

新的干燥劑冷卻循環(huán)和液體吸附劑；

封閉式循環(huán)固體吸附；

綜合系統(tǒng)（例如與傳統(tǒng)的溫度控制結(jié)合的太陽(yáng)能除濕）。

該系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱器和熱驅(qū)動(dòng)式制冷機(jī)。為了系統(tǒng)能夠以最高效率運(yùn)行，還需要控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的性能主要依賴(lài)于太陽(yáng)能輻射輸入、冷卻水溫度、冷卻器。

基于熱轉(zhuǎn)化技術(shù)的兩個(gè)主要技術(shù)為：

1.熱驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)產(chǎn)生的冷卻水可在任何類(lèi)型的空氣調(diào)節(jié)設(shè)備中使用；

2.開(kāi)方式循環(huán)或干燥劑冷卻系統(tǒng)，用于通風(fēng)系統(tǒng)直接冷卻空氣。

太陽(yáng)能吸收式制冷：用太陽(yáng)能集熱器收集太陽(yáng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)吸收式制冷系統(tǒng)，是目前為止示范應(yīng)用最多的太陽(yáng)能空調(diào)方式。多為溴化鋰-—水系統(tǒng)，也有的采用氨—水系統(tǒng)。ASHRAE（1988）對(duì)吸收式制冷機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行了描述。可以根據(jù)適用范圍對(duì)容量進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。只有少數(shù)系統(tǒng)低于30kW，大多數(shù)都為100kW以上。常規(guī)的空調(diào)制冷劑-吸收劑為水-溴化鋰。所謂太陽(yáng)能吸收式制冷，就是利用太陽(yáng)集熱器為吸收式制冷機(jī)提供其發(fā)生器所需要的熱媒水。熱媒水的溫度越高，則制冷機(jī)的性能系數(shù)（亦稱(chēng)COP）越高，這樣空調(diào)系統(tǒng)的制冷效率也越高。例如，若熱媒水溫度60℃左右，則制冷機(jī)COP約0-40；若熱媒水溫度90℃左右，則制冷機(jī)COP約0-70；若熱媒水溫度120℃左右，則制冷機(jī)COP可達(dá)110以上。常規(guī)的吸收式空調(diào)系統(tǒng)主要包括吸收式制冷機(jī)、空調(diào)箱（或風(fēng)機(jī)盤(pán)管）、鍋爐等幾部分，而太陽(yáng)能吸收式空調(diào)系統(tǒng)是在此基礎(chǔ)上再增加太陽(yáng)集熱器、儲(chǔ)水箱和自動(dòng)控制系統(tǒng)。太陽(yáng)能吸收式空調(diào)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)夏季制冷、冬季采暖、全年提供生活熱水等多項(xiàng)功能

太陽(yáng)能吸附式制冷：利用吸附制冷原理，以太陽(yáng)能為熱源，采用的工質(zhì)對(duì)通常為活性碳—甲醇、分子篩—水、硅膠—水及氯化鈣一氨等，可利用太陽(yáng)能集熱器將吸附床加熱后用于脫附制冷劑，通過(guò)加熱脫附——冷凝——吸附——蒸發(fā)等幾個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)制冷。該技術(shù)具有無(wú)活動(dòng)部件、噪音低、無(wú)氟、安全和只使用泵循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)。

開(kāi)放循環(huán)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷氣直接冷卻水以驅(qū)動(dòng)制冷機(jī)。基本特征是干燥劑除濕和蒸發(fā)冷卻。常用的干燥劑是硅膠和氯化鋰。該系統(tǒng)只需要在空調(diào)系統(tǒng)中通常使用的標(biāo)準(zhǔn)部件，并且通常在溫帶地區(qū)使用。Henning（2007）所述在地中海溫度運(yùn)行可能需要使用額外的組件。

如上所述，太陽(yáng)能制冷具有許多形式，液體吸附材料最貼近市場(chǎng)需求，另一些仍處于研發(fā)階段。100kW容量的系統(tǒng)需求最大，也有少數(shù)系統(tǒng)容量低于30kW。

吸收式制冷機(jī)占主導(dǎo)地位（59％），吸附式制冷機(jī)（11％）和干燥劑冷卻系統(tǒng)（23％）。所有安裝的系統(tǒng)有6％使用了液體干燥劑。吸收式制冷系統(tǒng)是滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的一款主要技術(shù)。

目前常用的太陽(yáng)能熱驅(qū)動(dòng)空調(diào)及其工作方式。從空調(diào)系統(tǒng)講，主要有吸附式、吸收式、除濕空調(diào)和噴射式制冷四大類(lèi)，其中前三種研究應(yīng)用最廣。

它們的工作原理是利用太陽(yáng)能集熱器產(chǎn)生的熱能驅(qū)動(dòng)制冷裝置產(chǎn)生冷凍水或調(diào)節(jié)空氣送往建筑環(huán)境內(nèi)進(jìn)行空調(diào)。具體如下：

（1）太陽(yáng)能吸收式制冷：用太陽(yáng)能集熱器收集太陽(yáng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)吸收式制冷系統(tǒng)，是目前為止示范應(yīng)用最多的太陽(yáng)能空調(diào)方式。多為溴化鋰-—水系統(tǒng)，也有的采用氨—水系統(tǒng)。

（2）太陽(yáng)能吸附式制冷：利用吸附制冷原理，以太陽(yáng)能為熱源，采用的工質(zhì)對(duì)通常為活性碳—甲醇、分子篩—水、硅膠—水及氯化鈣一氨等，可利用太陽(yáng)能集熱器將吸附床加熱后用于脫附制冷劑，通過(guò)加熱脫附——冷凝——吸附——蒸發(fā)等幾個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)制冷。

（3）太陽(yáng)能除濕空調(diào)系統(tǒng)：是一種開(kāi)放循環(huán)的吸附式制冷系統(tǒng)。基本特征是干燥劑除濕和蒸發(fā)冷卻，也是一種適合于利用太陽(yáng)能的空調(diào)系統(tǒng)。

（4）太陽(yáng)能蒸汽噴射式制冷：通過(guò)太陽(yáng)能集熱器加熱使低沸點(diǎn)工質(zhì)變?yōu)楦邏赫羝?，通過(guò)噴管時(shí)因流出速度高、壓力低，在吸入室周?chē)舭l(fā)器內(nèi)生成的低壓蒸汽進(jìn)入混合室，同時(shí)制冷劑任蒸發(fā)器中汽化而達(dá)到制冷效果。

上述幾種太陽(yáng)能熱能轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)的空調(diào)制冷方式中，目前為止太陽(yáng)能溴化鋰—水吸收式空調(diào)方式示范應(yīng)用最多，以歐洲為主。另外，吸附式制冷方式由于驅(qū)動(dòng)熱源要求溫度低，近年來(lái)在我國(guó)和歐洲發(fā)展很快。除濕空調(diào)技術(shù)以開(kāi)放循環(huán)方式工作，系統(tǒng)可靠性高，在處理空調(diào)潛熱負(fù)荷方面具有優(yōu)勢(shì)。

以空調(diào)特點(diǎn)而言，除濕空調(diào)是對(duì)處理空氣進(jìn)行調(diào)節(jié)的空氣調(diào)節(jié)手段，能夠直接把空氣處理到理想的溫濕度條件。而吸附制冷、吸收制冷和噴射制冷則主要以獲得冷凍水為目的，進(jìn)一步通過(guò)風(fēng)機(jī)盤(pán)管或輻射末端對(duì)環(huán)境溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。前者在處理潛熱負(fù)荷方面具有優(yōu)勢(shì)，但對(duì)空氣降溫處理方面能力有限，某些情況下，需要與其他制冷方式結(jié)合處理實(shí)現(xiàn)顯熱、潛熱分級(jí)處理，達(dá)到理想空調(diào)效果。

在世界能源日益緊張、空調(diào)能耗逐年增加的情況下,采用更為節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)是人類(lèi)的共同需求。以太陽(yáng)能為驅(qū)動(dòng)熱源的空調(diào)制冷系統(tǒng),既節(jié)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(diào)。在節(jié)能和環(huán)保方面有很大的發(fā)展?jié)摿Α?

太陽(yáng)能空調(diào)制冷系統(tǒng)多是建立在太陽(yáng)能集熱器基礎(chǔ)上,一方面,由于太陽(yáng)能的利用效率低、價(jià)格高,并且受時(shí)效影響,對(duì)于居住相對(duì)集中的樓房來(lái)說(shuō),如果樓房的設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到太陽(yáng)能空調(diào),集熱器的安裝將受到很大的限制;另一方面,太陽(yáng)能制冷有多種形式,但就目前的研究現(xiàn)狀來(lái)看,各種不同形式的制冷系統(tǒng)都多少存在著不足,所以限制了太陽(yáng)能空調(diào)制冷技術(shù)的廣泛應(yīng)用。如何進(jìn)一步提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率,以及各種制冷循環(huán)的聯(lián)合運(yùn)行都是將來(lái)研究的重點(diǎn)領(lǐng)域。隨著太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造的軟硬件系統(tǒng)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、配套設(shè)備的發(fā)展,并依托綠色建筑這個(gè)發(fā)展的建筑市場(chǎng),太陽(yáng)能在空調(diào)制冷中的研究應(yīng)用一定會(huì)有很大的發(fā)展。

技術(shù)對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)

（1）對(duì)社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)

當(dāng)前，大部分使用的空調(diào)技術(shù)是一種以電能為動(dòng)力，把室內(nèi)熱量加以吸收排除到室外的循環(huán)系統(tǒng)。耗能的嚴(yán)重問(wèn)題，在世界能源日益緊張的今天，采用更為節(jié)能的空調(diào)系統(tǒng)是人類(lèi)的共同需要。太陽(yáng)能空調(diào)解決了這個(gè)問(wèn)題，它基本不用電能，運(yùn)行費(fèi)用低(可無(wú)運(yùn)行費(fèi)用)，無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，壽命長(zhǎng)，無(wú)噪聲。而且利用太陽(yáng)能作為能源的空調(diào)系統(tǒng)，它的誘人之處還在于越是太陽(yáng)能輻射強(qiáng)烈的時(shí)候，環(huán)境氣溫越高，人們的生活越需要空調(diào)，此時(shí)，太陽(yáng)能空調(diào)的制冷能力就越強(qiáng)。這是人和自然和諧的理想境界。使用太陽(yáng)能空調(diào)的結(jié)果，既創(chuàng)造了室內(nèi)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(yīng)。更為可取的是，它既節(jié)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(diào)。在節(jié)能和環(huán)境方面有很大的發(fā)展?jié)摿Α?

就我國(guó)的空調(diào)行業(yè)而言，空調(diào)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(diào)器普及僅在20%以下，市場(chǎng)潛力十分巨大。隨著人們生活水平的大幅提高，空調(diào)器已逐漸成為家庭必備的家用電器，阻礙空調(diào)進(jìn)入家庭的主要矛盾是耗能和價(jià)格因素。從太陽(yáng)能空調(diào)的特性和技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看，太陽(yáng)能空調(diào)最適合于上述矛盾的解決和應(yīng)用，當(dāng)前空調(diào)行業(yè)的需求也給太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用帶來(lái)了難得的機(jī)遇。太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)一定有廣闊的應(yīng)用前景。

（2）對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)

商業(yè)和住宅樓宇的能源消耗約占?xì)W洲的能源需求40％。通過(guò)減少電力需求，避免了資源需求的新建電站和由此產(chǎn)生的污染物排放。此外，也減少了破壞臭氧層的制冷劑的應(yīng)用。歐洲空調(diào)系統(tǒng)的能源需求從1990年的6TJ上升到1996年的40TJ，預(yù)計(jì)2010年將達(dá)到160TJ（Balaras等人，2007）。為了解決這個(gè)問(wèn)題，需要太陽(yáng)能輔助冷卻技術(shù)替代傳統(tǒng)的空調(diào)系統(tǒng)。研究表明最有效的系統(tǒng)是水/溴化鋰，最不理想的是氨/水系統(tǒng)（Hisajima等，2007）。針對(duì)風(fēng)機(jī)和水泵的電力需求平均為225W/kW制冷量，耗水量為4-6公斤/小時(shí)每千瓦制冷量，節(jié)約能源0.07歐元/kWh（SACE，2003）。

（3）對(duì)環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)

如上面所述，該技術(shù)適用于與現(xiàn)有的建筑系統(tǒng)。也減少了CFCs和HCFCs等溫室氣體的排放。替代化石燃料發(fā)電廠，減少了空氣污染。因此，太陽(yáng)能光熱系統(tǒng)具有環(huán)境優(yōu)勢(shì)。盡管如此，當(dāng)設(shè)備達(dá)到其使用壽命時(shí)必須仔細(xì)回收和處置好吸收劑和干燥劑。