太阳能空调：取之不尽原理

第三节　太阳能空调工作原理

大家对空调都不陌生吧，但是你见过太阳能空调吗？太阳能空调是如何担当起一般空调的职能的呢？别急，马上就为你揭开这一谜底！

太阳能空调系统兼顾供热和制冷两个方面，办公搂、招待所、学校、医院、游泳池、家庭等都可以安装使用。它在冬季可以供暖，全年都可以供给生活热水，为游泳池水补热调温；夏季人们需要一个冰凉世界，用太阳能热水制冷的就是一座中央空调。

太阳能空调

当前，世界各国都在加紧进行太阳能空调技术的研究。由于发达国家的空调能耗在全年民用能耗中占有相当大的比重，利用太阳能驱动空调系统对节约常规能源、保护自然环境意义重大。因此，美国、日本、德国、意大利、西班牙、韩国、新加坡等国家已经或正在建立太阳能空调系统。

采用热管式真空管集热器与溴化锂吸收式制冷机相结合的太阳能空调技术非常成功，其为太阳能热利用技术开辟了一个全新的应用领域。

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太阳能吸收式空调系统主要由太阳能集热器和吸收式制冷机两部分组成，它的基本原理包括吸收式制冷机工作原理和太阳能吸收式空调工作原理两部分。

（1）吸收式制冷机工作原理

吸收式制冷是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质来进行的，这两种物质在同一压强下有不同的沸点，其中高沸点的组分称为吸收剂，低沸点的组分称为制冷剂。常用的吸收剂—制冷剂组合有两种：溴化锂—水、水—氨。溴化锂—水通常适用于大型中央空调，水—氨一般适用于小型空调。

吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器组成。

本文以溴化锂吸收式制冷机为例。在制冷机运行过程中，在发生器内，溴化锂—水溶液受到热媒水加热，溶液中的水不断汽化；水蒸气进入冷凝器，冷却降温后凝结；通过节流阀，冷凝器内的水进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的。随着水的不断汽化，发生器内的溶液浓度不断升高，进入吸收器；低温水蒸气进入吸收器，被浓溴化锂溶液所吸收，溶液浓度逐步降低，再由溶液泵送回发生器，完成整个循环。

（2）太阳能吸收式空调工作原理

所谓太阳能制冷，就是利用太阳集热器为吸收式制冷机提供其发生器所需要的热媒水。热媒水的温度与制冷机的性能系数成正比：热媒水的温度越高，则制冷机的性能系数(简称COP)就越高，这样空调系统的制冷效率也越高。

例如，热媒水温度为60℃左右，则制冷机COP（制冷系数）就为0℃～40℃；如果热媒水温度在90℃左右，则制冷机COP为0℃～70℃；若热媒水温度在120℃左右，则制冷机COP可达到110℃以上。(www.xing528.com)

太阳能吸收式空调系统

常规的吸收式空调系统主要包括吸收式制冷机、空调箱(或风机盘管)、锅炉等几部分，而太阳能吸收式空调系统还包括太阳集热器、储水箱和自动控制系统。

太阳能在社会的广泛运用

在夏季，被集热器加热了的水首先进入储水箱，当储水箱热水达到一定温度时，由储水箱向制冷机提供热媒水；从制冷机流出并已降温的热水流回储水箱，再由集热器加热成高温热水；制冷机产生的冷媒水通向空调箱，以达到制冷。当太阳不充足时，可由辅助锅炉补充热量提供高温热媒水。

在冬季也是这样，先将集热器内加热了的水排入储水箱，当储水箱热水达到一定温度时，由储水箱直接向空调箱提供热水，以达到供热采暖目的。当太阳光不充分时，也可由辅助锅炉补充热量满足要求。

在非空调采暖季节，使集热器内的热水直接通向生活用储水箱中的热交换器，就可逐渐加热储水箱中的冷水，以供使用。

科学小知识

太阳能空调的优点

太阳能空调与常规空调相比，具有以下三大明显的优点：

1.太阳能空调的季节适应性好，系统制冷能力随着太阳辐射能的增加而增大，夏天炎热，正好与夏季人们对空调制冷的迫切要求一致。

2.太阳能制冷机对保护环境十分有利，水或溴化锂介质无毒、无害。传统的压缩式制冷机以氟里昂为介质，其极大地破坏大气层。

3.太阳能空调系统将夏季制冷、冬季采暖和其他季节提供热水结合起来，提高了太阳能系统的利用率和经济性。

近年来，地球表面温度越来越高，夏季人们安装空调需求越来越强烈，已成为消费热潮。太阳能空调系统的夏季制冷、冬季采暖、全年提供热水的综合优势，具有显著的经济、社会和环境效益，推广应用前景十分广阔。