太阳能空调技术现状分析

    我国太阳能热水器的保有量已超过2000万平方米，年产量达300万平方米，是世界上生产太阳能热水器最多的国家。但以人均占有量计算，仍处于落后地位，所以这个市场的潜力还非常大。

    太阳能热水器产生热水主要用于日常生活和采暖。但是当夏天太阳辐射越强、天气越热的时候，人们更需要的是空调降温。这种情况在我国南方每年大约有6-8个月时间，在北方也有4-6个月。利用太阳能热水器产生的热水制冷供空调，使太阳能和太阳能热水器全年充分利用，是最合理的方案。 “九五”期间，“太阳能空调”列入科技攻关计划，成功地建成了两座有一定规模的实用性太阳能空调系统，分别是：中科院广州能源所在广东省江门市建成的100kw太阳能空调系统，采用高效平板太阳能集热器、低温运行的两级吸收式制冷机；和北京市太阳能研究所在山东省乳山市建成的100kw太阳能空调系统，采用热管式真空管集热器、中温运行的单级吸收式制冷机。

    太阳能空调技术现状分析 从太阳能系统和制冷热源工作温度的高低来分，目前国内外太阳能空调系统大致可以分为三类，我们简单地称之为高温型、中温型和低温型三种类型。国外实用性系统多为中温型，也有高温型的实验装置，国内目前只有后两种。

    1、随着工作温度的升高，制冷机COP相应提高，但太阳能集热系统的日效率要降低，太阳能制冷总效率相差不大。

    2、从适配的集热器方面看，高温型的太阳能空调系统需要聚光型或者是特定的太阳能集热器，造价很高，不利于推广和普及。中、低温型太阳能空调系统采用常规的太阳能集热器就能满足要求，有利于太阳能空调的推广应用。

    3、从系统方面看，超过100℃的运行，如果采用水作为介质，系统处于受压状态，随之会产生一系列的问题：如储热问题、压力容器问题等等。后两种类型则不存在这些问题。

    总的来说，高温型太阳能空调系统，对于解决某些科学技术的问题是有意义的，但由于造价很高，在实用性和普及推广方面是不利的。中温和低温型太阳能空调系统各有长短，前者制冷系数稍高，但需要采用价格较高的热管式真空管集热器；后者能适应普通的太阳能热水器，更有利于推广应用，缺点是制冷系数相对偏低。最佳的方案是两者结合，同时能适应中、低温度范围（65-95℃），温度稍高时，制冷机单级运行，温度稍低时，制冷机两级运行。

    创新的高效率太阳能空调系统

    1、传统的太阳能空调系统

    前面讨论的主要是针对制冷机与集热器的匹配及其效率问题，作为一个系统，系统的总效率是一个重要的问题。传统的太阳能空调系统由太阳能集热系统附加一台吸收式制冷机组成。

    2、新概念的太阳能冷-热并供系统

    热损失是影响太阳能空调系统效率的主要因素。提高系统效率，应当在不影响制冷COPc的前提下，充分利用Qa和Qc。为此，基于热泵原理，提出了太阳能制冷-产热并供系统新概念。系统的能量平衡如下：

    设计运行工况是这样的：当太阳能系统集热温度为90℃ ，制冷温度为9℃ ，输出热水温度为45℃ 时，COPc=0.6，COPh=1.6，ηs=0.4，所以，c=0.24,ηh=0.64,ηt=0.88，系统总效率达到88%。如果制冷温度不要求太低，例如设定为12℃ ，在同样的条件下，COPc可达0．65，系统总效率达90%。