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摘要：在我国节能理念的推动下，新能源技术成为了人们普遍关注的话题，太阳能作为环保的新能源之一深受重视。太阳能空调可以明显的降低建筑能耗，同时还具有良好的季节匹配和环保优势，进而在我国得到了初步发展。本文就对太阳能空调技术的应用和发展措施进行探讨。
关键词：太阳能；空调；技术；应用
现如今，我国能源短缺与环境恶化日益严重，空调系统作为建筑能耗最大一项工程项目，其建设的环保与节能已成为当前社会关注的焦点。太阳能空调制冷技术的应用，推动了我国新能源的开发进度，有利于实现经济与环境的可持续发展。对太阳能制冷技术及应用进行深入分析与研究，可以实现环保与节能的双重目标，对经济的稳定发展有着重要意义。因此，建筑企业及相关技术人员在日常发展过程中，应大力开发新能源技术，提高能源利用率，为经济的可持续发展奠定坚实的基础。
1、太阳能空调系统原理与特点
利用太阳能制冷空调一共有两种方法，一是先实现光一电转换，再以电力推动常规的压缩式制冷机制冷；二是进行光一热转换，以热能制冷。前者系统比较简便，但以目前的价格计算，其造价成本较高，因此国内外的太阳能空调系统至今仍以第二种为主。太阳能光热转换利用已经有了很大发展，特别是在解决生活需要方面，如生活热水、采暖、太阳房等。但这些应用在需求上其实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。而太阳能空调的应用则正好与太阳能的供给大体上保持很好一致性：当天气越热、太阳辐射越强的时候，空调的负荷也越大。这正是太阳能空调应用最有利的因素。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一冷的转换过程，实际上是太阳能的间接利用。它不像热水、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。
2、太阳能空调技术的优势及存在的问题
(1)因受太阳能集热器的影响，太阳能空调普遍存在着效率低、价格高的问题。但是太阳能空调是建立在太阳能热水应用基础上的，太阳能空调中的太阳能集热器可以与太阳能热水器相通用。随着太阳能热水器的发展，太阳能集热器的效率也会提高；对于原来有太阳能热水器的用户可以改造，先制冷再用余热洗澡，使其有更好的经济性。(2)从集热器、制冷机等相应的成本分配来看，集热温度、冷水温度及冷却水温度应各为多少，才能建立一个最为经济合理的太阳能空调系统，这也是尚待解决的课题。(3)由于太阳能的收集存在着时效问题，因此蓄热技术也必须得到很好地解决。现在的蓄热方法主要是采用增加热水容量，以增强保温效果，随着蓄热技术和蓄热载体的研究开发，太阳能空调系统的不可靠性和间断性也会有所改善。
3、太阳能制冷技术在空调系统的应用
3.1太阳能光电转化方式制冷技术
光电转化方式制冷就是先将太阳能转化为电能，然后利用电能驱动传统的制冷空调系统完成制冷循化实现制冷。光伏发电是应用半导体器件将太阳光能转换为电能,目前发电成本比起煤电和水电要高一些，但是具有安全可靠、无噪声、无污染、无需燃料、无机械转动部件等优点，并且不受地域限制,规模大小很灵活，与建筑结合方便，建站周期短，故障率低，维护简便。如今正在使用的光伏发电系统中的大部分设备还处于较为原始的阶段，较低的制造技术和应用研究水平已成为制约太阳能发电技术应用的瓶颈。截止到2002年年底，世界太阳能光伏发电系统的总装机容量达到2200MW，国内外分别有相应的示范性工程。随着光电转化技术的发展,光电转化驱动传统制冷空调系统会将来可能会有一定的应用比例。光电转化半导体制冷由于光伏转化效率和半导体制冷性能系数很低的瓶颈问题，在此方面的应用短期内不会有很好的改善,也很少人从事这方面的研究。
3.2太阳能喷射式空调制冷技术
喷射式制冷系统中循环泵是唯一的运动部件，系统设置比吸收式简单、运行稳定，可靠性较高。但其缺点是制冷效率较低。方承超等对增压喷射系统进行了分析研究，研究表明这种增压喷射或者喷射-压缩混合系统都具有很好的技术经济性。同时SunDawen等的研究表明，R11在热物理性质上更适合喷射式制冷系统。Earnes提出了吸收一再压缩系统，在这个系统中，锅炉产生的高温高压蒸汽驱动喷射器从发生器中吸入一部分蒸汽后，再进入发生器,他通过试验，验证了这个系的可行性。在设计条件下(热源温度200℃，吸收温度30℃,蒸发温度5℃，冷凝器温度30℃)，理论制冷量为5.5kW，实际在试验中得到的制冷量为5kW，COP为1.12，虽然这个数值低于理论分析得到的COP=1.13，但是与单效吸收制冷系统(COP大约为0.17)比较起来系统效率依然得到了大幅度的提高。Nguyen等建成了一座使用水作为制冷剂的喷射式制冷系统样机，该系统在夏季可以提供7kW的制冷负荷，COP=0.13；其主要特点是：整个循环利用重力完成将制冷剂从冷凝器输送回发生器的任务，省略了循环泵，但重力泵喷射式制冷系统为了获得足够高度差，系统布置困难，以及管道沿程损失等问题，限制了其使用范围。为此，张博提出了利用气-液喷射器替代循环泵的双喷射式制冷系统，气-液喷射器消耗少量蒸汽将冷凝液输送回发生器，模拟结果显示，太阳能作为驱动能源，全天COP可以达到0.2～0.3；他又设计并安装了一台以电加热器作为热源、以R123作为制冷剂的太阳能喷射式制冷系统，并通过调节电加热器的功率模拟了太阳能集热器在一天中可能得到的能量，从而考察了这套太阳能喷射式制冷系统在实际中的工作性能。
4、太阳能空调技术的发展
目前，我国正处在能源结构调整的转型期，发展太阳能空调应该作为可再生能源的一种应用方式。相比欧美发达地区在大型太阳能空调工程方面取得的成功，国内开发的太阳能空调工程仅在少数国家级的示范开发项目比较成功。根据我国目前的技术和市场现状，还有以下几个问题值得研究与开发:(1)提高太阳能转化效率。要提高太阳能转化效率首先要提高太阳能集热器的集热效率，不仅要改善集热器的结构，还应从降低雨、雪天气等环境因素对集热器工作效率的影响等方面着手考虑。同时，在太阳能集热器方面的研究应由低温领域向中高温领域拓展，为太阳能空调技术的发展提供技术基础。(2)太阳能建筑一体化技术。在设计过程中应注重高效集热器设计及聚光系统的开发，在安装过程中注意太阳能空调工程的整体美感，实现太阳能建筑一体化，体现太阳能技术与建筑的完美结合。(3)与清洁能源和蓄冷技术相结合。太阳能采集受气候和昼夜的影响较大，为了避免这种局限性，应努力研发太阳能技术与其他清洁能源相结合利用技术，才能增强太阳能空调系统的稳定性。(4)降低设备生产成本。太阳能空调虽然得到国家政策的大力扶持，且其具备的环保节能、运行费用低受到大众的青睐，但是其初投资成本高是一个不可忽视的因素。降低太阳能集热器等设备和制冷机组等设备的高成本是太阳能空调发展的关键。(5)设备产业化。太阳能空调实用性示范系统的建成，已经显示出太阳能空调在经济上一定的效益，潜在市场很大，应当向产业化方向发展。但是要实现产业化目标，还有很多工作要做。例如，太阳能空调系统的计算机设计软件，制冷机的商品化、产业化;统一的配套设备和零部件;制定产品(系统)的技术标准等。在开发大型太阳能中央空调系统的同时注重商用小型户式太阳能空调系统的开发，更容易促进太阳能空调的推广。
5、结语
综上所述，太阳能空调制冷技术在社会及建筑施工中的应用，能够环节能源短缺给社会带来的发展压力，同时，也能推动新能源的开发与使用。因此，相关技术人员在太阳能空调制冷技术应用过程中，应加大其研究力度，寻找使用性能好的吸附剂，对工艺进行改进，提高其工艺效果。
参考文献
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