公用设备工程师暖通空调辅导资料(4)

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1、太阳能空调相关知识一、太阳能发展太阳能空调是以太阳能作为制冷空调的能源。利用太阳能制冷可以有两条途径，一是利用光伏技术产生电力，以电力推动常规的压缩式制冷机制冷;二是进行光-热转换，用热作为能源制冷。前者系统比较简单，但以目前光电池的价格计算，其造价为后者的3-4倍;后者除了供冷之外，还结合供热利用。因此国外的太阳能空调系统通常以第二种为主。节约常规能源和保护自然环境是当今世界关心的两大热点，常用的压缩式空调机不仅消耗大量电能，而且存在对环境的污染问题。近几年，越来越多的科学家和工程技术人员对太阳能空调系统进行了研究、开发，目前已在世界一些国家安装了太阳能空调系

2、统，用于夏季制冷、冬季采暖以及提供热水，发展太阳能空调应用的基础和意义。1.1太阳能空调的市场基础太阳热水器在国内市场迅猛发展，全国太阳热水器的使用量已超过1000万平方米，近年来每年增长超过200万平方米，由此可见，太阳热水器的使用量和需求量都非常大，市场前景非常好。另一方面，空调的需求也是一个巨大的市场。如果把供热与空调结合起来将是一个更加理想的方案。这是太阳能空调实现推广应用的市场基础。1.2太阳能空调的技术基础太阳能制冷空调的关键技术已经成熟。①在太阳能集热器方面，真空管集热器、平板集热器都已经在市场上推广应用;②在制冷机方面，溴化锂吸收式制冷机在上世纪

3、九十年代大量地进入了市场。中国科学院广州能源研究所研制的低温热水型两级吸收式淡化侄制冷机，热源温度只需60℃以上，特别适合于太阳能的利用。③在系统方面，已经积累了丰富的经验。因此，太阳能空调应用在技术上是可行的。二、太阳能空调的技术特点及工作原理(一)技术特点目前太阳能空调的实现方式主要依靠太阳的热能进行制冷和供热，一般又可分为吸收式和吸附式两种。吸收式制冷技术是利用吸收剂的吸收和蒸发特性进行制冷的技术，根据吸收剂的不同，分为氨-水吸收式制冷和溴化锂-水吸收式制冷两种。吸收式制冷技术是以太阳能集热器收集太阳能产生热水或热空气，再用太阳能热水或热空气代替锅炉热水输

4、入制冷机中制冷。由于造价、工艺、效率等方面的原因，这种制冷机不宜做得太小，采用这种技术的太阳能空调系统一般适用于中央空调，系统需要有一定的规模;但是普通家用空调通过该技术改造成太阳能空调，具有成本低、改造简便可行。吸附式制冷技术是利用固体吸附剂对制冷剂的吸附作用来制冷，常用的有分子筛-水、活性炭-甲醇吸附式制冷。利用太阳能作为能源的空调装置，一般可以分成三部分：其一是太阳能集热器。集热器形式多样，性能各异。集热器采用真空管型最多，真空管型最基本的种类有三种：热管式真空集热管(简称热管)、全玻璃真空集热管和直通式真空集热管。热管式真空集热管是继传统平板式真空集热管

5、之后开发出的高科技节能产品，它将热管技术和真空技术融为一体，将太阳能集热器的工作温度从70℃提高到120℃以上，大大提高了集热器的热性能，是一种温热利用的理想产品。其二是制冷系统。利用低温热源作为动力的制冷系统不同于压缩式制冷系统，它必须能充分利用低温热源作为动力这一要求，目前以吸收式制冷技术较为成熟。吸收式制冷采用溴化锂-水、氨-水等作为工质对，有较好的经济性，特别是采用溴化锂-水作为工质对，能满足对安全性要求很高的空调装置，是一种较为理想的工质对。其三是自动化控制系统，即对装置的各种工作参数进行控制和安全保护的控制系统。以热管为太阳能集热管，溴化锂-水为工质

6、对的吸收式制冷空调系统，不管是作为制冷量大的大型空调，还是作为家用空调都有着现实意义和发展前途，特别是目前人们环境保护意识的提高，对环境的要求越来越高，无污染、低能耗、利用太阳能作为动力的空调将会受到人们的青睐。(二)工作原理1、热管式集热管的工作原理当阳光射在真空管内的吸热片上，热管内的工质受热沸腾汽化，蒸汽不断冲向顶部的冷凝端，在冷凝端冷凝变成液体，冷凝的工质沿管壁流回热管的蒸发段，完成一个循环。这种在一端吸热汽化而在另一端凝结放热，通过内部相变实现热量传递的热管，习惯称为重力热管。热管的内部没有吸热芯，凝结的液体从凝结段回流到蒸发段是依靠凝结液自身的重力，

7、不需要外部动力而自动循环，这就是热管式真空管的集热过程。由于热管是依靠重力使工质循环的，在使用中必须将蒸发段置于凝结段的下方。若蒸发段置于凝结段的上方，重力对凝结液的回流会起阻碍作用，这时没有动力使凝结液返回到蒸发段，热管就不能工作。所以热管也可以称之为单向传热的热二极管。热管的这种特性非常适用于太阳能集热器，它可以将吸收的太阳能热量传送至水箱，将水加热，而反向不可逆。也就是说，白天吸热，晚上不放热。这对减少集热器的热损失，提高集热器的保温性能是十分有益的。于热管主要依靠工质相变时吸收和释放潜热以及蒸汽流动传输热量，而大多数工质的汽化潜热是很大的，因此不需要很大

8、的蒸发量就能传递大量的热