太阳能空调系统的开发与应用

图 １ 太 阳能空 调系统 构成 框 图 。它主要 由太 阳 为 能集 热器 、热泵 机组 、吸收式 制冷 机组 以及 空调末 端 也就是 风机 盘管 等部 件组成 。
１２ 太 阳 能 热 泵 ．
图 １ 太 阳 能 空 调 系统 构 成 框 图
１ １ 集 热 器 ．
集 热器 是太 阳能 空调 系统 中重要 的组成部 件 ，具 有寿命 长 、成本低 、效率 高等 特性 。 集热 器一般 分 为平 板 式 集 热 器 和 聚光 型 集 热 器 。 聚光 型集热 器 主要应 用于热 发 电 ；平 板 式集 热器 主要 用于采暖和降温 ，其具有结构简单 、工作可靠 、成本 低 、运行安 全等 特点 ，所 以 ，本 系统采 用平 板式集 热 器。 平板式太阳能集热器的构造如图 ２ 所示。阳光透 过透射 材料 照射 到集 热板 上 ，集热板 吸收太 阳辐射 能 量后温度升高 ，将热量传递 给集热器内的工质，工质
＼ — 、 Ｏ℃ ～ ５ ℃ ／ — ／ ４ ０ １
ｌ ℃ ～２ ０ ５℃ — — 、 ／ ＼ —，
一Ｉ
／ ／ ／
５℃ ～２ ０℃
茵
低温蓄水槽 高温蓄水槽
锅炉
＾ｌ 白末端
图 ３ 热 泵 系统 原 理 图
发 生 器
水 换 热水箱 ，通 过 换热 器就 可将 冷水 逐渐 加热 成热 水 以供生 活使 用 。 ２ 太 阳能 空调 系统 的优 缺 点
太 阳能 空调 系统 的开发 与应 用
毛 婕 ，陈 园２ ，赵 四平
郑州 ４ ００ ；２ ５ ０ ６ ．郑州大学 ，河 南 郑州 ４ ０ ０ ） ５０ １ （ ．郑州 自动化研 究所 ，河南 １
摘要 ：着重介绍 了太 阳能空调 系统 的实际应用 ，以及 实现途 径和优越性。该系统采用太 阳能驱动吸收 式制冷 机 ，从而提高 了太 阳能的使 用效 率，节约 了大量传 统的能源 ，保 护 了环境 ，社会效益和经济效益显著。 关键词 ：太 阳能 ；空调 ；吸 收式制冷 ；热泵
１３ 吸收 式制 冷机 ．
２ １ 年 第 ５期 ０１
毛 婕 ， ： 阳 能 空 调 系统 的开 发 与 应 用 等 太
・２ １・ ０
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
太 阳能空 调 系统 采用 太 阳能热 泵 和吸 收式 制 冷机 相 结 合 ，利用 太 阳能 集热 器 为吸 收式 制冷机 提 供所 需
厂 、
的热 媒水 。吸收式 制 冷机 结构 示 意 图如 图 ４所 示 。
２ １ 系统 优 点 ．
太 阳能空调系统具有如下优点 ： ①太阳能与建筑 相结合 ；②采用平板式集热器 的设计提高了系统制冷 和采暖的效率 ；③减小了系统传热负荷 ；④有配套的 辅 助锅 炉 ，可 以实现 系统 全天 候 运行 。
２ ２ 系统 尚待 解决 的 问题 ．
图 ４ 吸 收 式 制 冷 机 结 构 示 意 图
一
温 度升 高后 作为 有用 能量 输 出。 由于集 热板 还 同时 向 四周散 热 ，隔热 板可 在集 热器 内产 生温 室效 应 ，减小 散热损失 ，提高太阳能集热器的热效率。
透射材料 集 热管
隔 热 板
外 壳
１ 太 阳能 空调 系统构 成
图 ２ 平 板 式 太 阳能 集 热 器 的构 造
第 ５期 （ 总第 １８期 ） ６
２１ ０ １年 １ ０月
机 械 工 程 与 自 动 化
ＭＥＣ ＨＡＮＩ Ａ Ｃ Ｌ Ｅ ＮＧＩ ＥＲ ＮＧ ＆ ＡＵ ０ＭＡ Ⅱ０ ＮＥ Ｉ Ｔ Ｎ
Ｎ ． ｏ５ Ｏｅ． ｔ
文章编号 ：６ ２ ６ １ （ ０ １ １ ．２ｏ ０ １７ －４ ３ ２ １ ） Ｏ ００ ．２
收稿 日期：２ １ —６ １ ；修 回 日期 ：２ １ －７ １ ０ １０ —８ ０ １０ —８ 作者 简介 ：毛婕 （９ ５）， ， １６ 一 女 北京人 ， 工程 师， 硕士 。
太 阳能热泵 是指 利用 太 阳能作 为蒸发 器 热源 的热 泵 系统 ，是 太 阳能利用 的关 键技 术 ，它把 热泵 技术 和 太 阳能有机 结合 起来 ，可 同时提 高 太 阳能集热 器效 率 和热泵 系统 性能 。集热 器 吸收 的热量 作 为热泵 的低 温 热源 ，在阴雨天 ，直膨式太 阳能热泵 自动转变为空气 源热泵 ，非直膨式太阳能热泵作为加热系统的辅助热 源 。因此 ，它可 以全天 候 工作 ，提供 热水 或 热量 。 在 空调 系统 中 ，太 阳能热泵 系统 把太 阳能集热 板 加 热到 ｌ ０℃ ～２ ０℃ ，将集 热板 的能 量用 热 泵 升温 而 用 于空 调 系统 。太 阳能热 泵 的特 点 是集 热温度 低 ，所 以，即使是很 简单 的集热器 ，也 能高效率地进 行集 热，其降温时使用冷却塔 。热泵的工作 系数 （ Ｏ ） Ｃ Ｐ 必 须大 于 ３ ，否则 ，几乎 不 能节 省 能 量 。集 热 系统 分 为水集热式和空气集热式 ，其 中水集热式较为常见 ， 本系统采用的也是水集热系统 。热泵系统原理 如图 ３ 所示。
中图 分 类 号 ：Ｔ ５ ９： Ｂ ５ ． Ｋ １ Ｔ ６ ７２ 文献 标 识 码 ：Ｂ
０ 引 言
建 筑用 能 向来是 耗能 大户 ，其 中供 热和供 冷 就 占 了半壁江山。利用太阳能供热 、供冷，实现绿色能源 的房 子是 国 内外 的热 门研究 课题 ，也是太 阳能利用 领 域一个 引人 注 目的发 展趋 势 。 太 阳能是一种 丰 富 、清 洁的可再 生 能源 ，太 阳能 空调 就是利 用太 阳能 加热 热水 来驱 动 吸收式 制冷 机 的 种新 型空 调技术 ，与常规 的电动 或直燃 式 空调器 相 比 ，由于 太 阳能空调 系统 以太 阳能 作 为吸收 式制 冷机 的热 源 ，不 仅能 节约 大量 的矿 物能 源 ，同时还 能起 到 保护 环境 的作用 。