淺談太陽能吸收式、吸附式制冷空調的應用

何軍賢

【摘 要】隨著社會的發展和科技的進步，我們已經將“冬天吃冷飲，夏天吃火鍋”的這一曾經的“怪習”變得習以為常。而這一現象出現的根本原因也就是因為它的出現——空調，它的存在使我們將改變溫度這一行為變為可能，它也逐漸成為我們日常生活中必不可少的家用電器了。不過，也正是因為空調的大量使用，我們的生態環境開始漸漸發生了變化。氟利昂事件、臭氧層空洞的出現和全球變暖問題使我們開始注意能源結構問題，開始研究利用可再生能源使空調運行和使用。本篇文章主要談談關于太陽能吸收式、吸附式制冷空調的工作原理和應用。

【關鍵詞】太陽能；制冷空調；太陽能應用

0 前言

制冷空調所使用的能源一直是我們科技研發人員所關心的重點問題，也是我們每天工作的重心所在。如何利用更綠色更清潔的能源，如何將能源的利用效率提高，如何讓更多的人更方便快捷的使用制冷空調一直是我們思考的重點問題。而太陽能作為能源使用范圍最廣、能源儲備最豐富的綠色可再生能源，取之不盡，用之不竭，它在制冷空調方面的應用也是十分廣泛的。所以，在我們的不懈努力之下，我們研制出了太陽能吸收式制冷空調和太陽能吸附式制冷空調兩種產品。本文是我們對這兩項產品的基本工作原理和應用的介紹。

1 太陽能吸收式、吸附式制冷空調的工作原理

1.1 太陽能及其應用范圍簡介

太陽能，是指太陽的熱輻射能，主要表現就是常說的太陽光線。太陽能在現代社會中一般用作發電或者為熱水器提供能源。在現在的世界大環境下，化石燃料的儲備日趨減少，太陽能已成為人類使用能源的重要組成部分，并不斷得到發展。常見的太陽能的利用有光熱轉換和光電轉換兩種方式，其中太陽能發電是一種新興的可再生能源。太陽能發電廣泛用于太陽能路燈、太陽能殺蟲燈、太陽能便攜式系統，太陽能移動電源，太陽能應用產品，通訊電源，太陽能燈具，太陽能建筑等領域，極大的方便了我們的日常生活和生產應用。另外，太陽能在制冷領域也有很大的應用范圍和應用價值。

1.2 太陽能吸收式制冷空調的工作原理

吸收式太陽能使用方式主要是基于某些具有特殊性質的工質對太陽能的吸收和釋放原理，把太陽能轉化為熱能而驅動吸收式系統進行制冷工作，常見的工質為溴化鋰-水吸收式制冷。不同于傳統的吸收式制冷系統，主要分為單效吸收式制冷和兩級吸收式制冷。單效制冷系統因為制冷效率過低和熱源可利用的溫差過小而降低了系統的整體性能。兩級吸收制冷則大大提高了熱源的可利用溫差，整體提高了空調制冷系統的性能。

現在吸收式太陽能制冷空調主要分為降壓吸收式制冷空調系統和混合式制冷空調兩種類型，而這兩種制冷空調的工作過程中同時涉及到了LiBr溶液。LiBr溶液是我們所常見的制冷工質，也是吸收式太陽能制冷空調的關鍵組成部分。我們主要通過LiBr溶液來將太陽能在空調系統中進行吸收進而使用。在吸收式太陽能制冷空調的運行過程中，LiBr溶液需要釋放冷劑水蒸氣并將其冷凝為冷劑水。然后冷劑水要在蒸發器中進行蒸發過程從而達到制冷的效應。吸收式制冷系統的運行主要就在與LiBr溶液在發生器、冷凝器、蒸發器中的各項變化，也取決于LiBr溶液在封閉容器中的壓力與它自身的濃度和溫度，這三者相互聯系又相互制約，任何一項的反常都會導致太陽能制冷工作的故障及無法運行。

1.3 太陽能吸附式制冷空調的工作原理

太陽能吸附技術的研究開始于二十世紀六七十年代的國外，主要是基于固體吸附劑對制冷劑的吸附和解析原理來制冷，把太陽能轉化為熱能而驅動吸附式系統來進行制冷工作。這種吸附式太陽能制冷空調主要包括脫附和吸附兩個方面。在我們日常生活中，常見的吸附劑-制冷劑工質對有沸石-水、氯化鈣-氨、活性炭-甲醇等。吸附式制冷技術主要是通過低品位熱源的采集和利用來達到制冷的目的。它通過低品位熱源溫度較低和熱源溫度不穩定這兩大特點來對太陽能進行轉化和使用從而使空調達到制冷的目的。這種低品位熱源的采集和使用可以充分的減少電力的耗損以及降低系統操作的費用，即節約能源，緩解能源危機又降低了人們對太陽能制冷空調的投入，更容易將吸附式太陽能制冷空調推向市場，占據更大的市場份額。

2 太陽能吸收式、吸附式制冷空調的優點及局限性

2.1 太陽能吸收式、吸附式制冷空調的優點

太陽能制冷空調雖在前期投入較多，高于傳統的普通空調的投入，但是在我們的后期使用過程中，就可以發現這類太陽能制冷空調的運行費用遠遠低于普通空調的運行費用。而且，無論是吸附式太陽能制冷空調還是吸收式太陽能制冷空調都是對我們日常經濟資源和能源資源的節約。所以從長遠的角度來看，太陽能制冷空調更應該被我們的選擇也更適合我們的日常工作。吸收式太陽能制冷空調和吸附式太陽能制冷空調的季節適應性是它自身最大的優勢，而這種集夏季制冷、冬季采暖及其他季節供應熱水為一體的綜合性空調是我們科學技術發展的優秀成果，也是我們人類文明的重要體現。

另外，太陽能吸收式、吸附式制冷空調極大的搶占了傳統制冷空調的市場份額，也在某種程度上降低了氟利昂產品的出產和使用，避免了臭氧層空洞的繼續擴大，減緩了全球變暖的進程，對世界環境作出了巨大的貢獻。這種太陽能源的使用與利用是我們科學技術進步的體現，也是我們能源結構改革轉化的重要歷程。這種對太陽能資源使用范圍的擴展不僅會減少化石燃料的使用，也會增加人們使用可再生能源的信心和堅定性，這對我們人類社會的發展具有劃時代的意義。

2.2 太陽能吸收式、吸附式制冷空調的局限性

任何事物都有它自身的局限性，不可避免的，無論是吸收式太陽能制冷空調還是吸附式太陽能制冷空調也都具有它們自身的局限性。首先，太陽能制冷空調對安裝人員的素質和能力的都有極高的要求。在吸收式和吸附式太陽能制冷空調的安裝過程中即涉及太陽高度角的計算，又涉及所在地區的陽光直射時間和陰雨天氣的統計，這都極高的要求了安裝人員的素質和能力。也正是因為如太陽直射日期和陰雨天氣這樣諸多自然環境因素的限制，使得太陽能制冷空調的推廣收到了極大的限制。另外，在我們對太陽能資源的利用過程中，太陽能資源的利用率始終處于一個中等偏下的水平，太陽能在制冷空調方面的應用遠不如它在發電方面的應用，這也是太陽能制冷空調的局限性之一。還有就是，在太陽能制冷空調中，工質的選擇和使用具有極大的限制性，我們始終不能找到既合適又便宜利用率又高的工質，這也就導致了太陽能制冷空調的高價，也是我們難以推廣這類環保型空調的主要原因之一。所以，如何更加充分和更加有效的利用太陽能資源是我們急需解決的首要問題。

3 結語

吸收式太陽能制冷空調和吸附式太陽能制冷空調這兩種太陽能空調的研制基本進入尾聲，它們的應用范圍和使用市場也基本確定了。雖然吸收式和吸附式太陽能空調都存在著其不可避免的缺點和局限性，但是可以肯定的是，它們的研制與研發對我們的日常生活和制冷空調市場作出了不可替代的重要貢獻。另外，不可忽視的，無論是吸附式還是吸收式太陽能制冷空調，都是對我們太陽能的使用范圍的拓展。這是我們社會在能源結構拓展和使用方面的極大進步，也是我們轉變能源結構過程中的重要組成部分。希望本文的分析可以對太陽能制冷空調的繼續研發作出貢獻。

【參考文獻】

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[責任編輯：李書培]