我國(guó)是太陽(yáng)能利用大國(guó)，且太陽(yáng)能資源豐富，近日，從2011年制冷學(xué)會(huì)年會(huì)上由來自上海交通大學(xué)的專家關(guān)于《太陽(yáng)能在制冷空調(diào)中的應(yīng)用》專題講座上了解到，至2011年9月，太陽(yáng)能集熱器安裝使用面積1.69億平方米，集熱器安裝保有量占世界70%以上。而使用太陽(yáng)能制冷的必要性有兩個(gè)原因：一是太陽(yáng)能使用清潔，分布廣泛，零碳排放，不存在環(huán)境問題;另一方面我國(guó)巨大的太陽(yáng)能資源是重要的后續(xù)能源。
當(dāng)前使用太陽(yáng)能制冷的技術(shù)有以下三個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：第一是利用太陽(yáng)能制冷季節(jié)匹配性能好;第二是天氣越熱，太陽(yáng)輻射越強(qiáng)，越需要制冷時(shí)，太陽(yáng)能制冷系統(tǒng)制冷量越大;第三是太陽(yáng)能制冷技術(shù)可以有效降低夏季空調(diào)負(fù)荷。目前我國(guó)太陽(yáng)能在建筑中綜合應(yīng)用技術(shù)主要是生活熱水和冬季采暖兩個(gè)方面，未來發(fā)展方向則是向夏季空調(diào)和全年綜合利用，據(jù)介紹，太陽(yáng)能空調(diào)用于建筑，有利于實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能在建筑用能環(huán)節(jié)中的全年匹配，具體應(yīng)用于全年熱水供應(yīng)、冬季采暖、夏季空調(diào)、過渡季節(jié)強(qiáng)化室內(nèi)自然通風(fēng)，該項(xiàng)技術(shù)的成功研發(fā)將為太陽(yáng)能集熱器開辟新的應(yīng)用領(lǐng)域。
太陽(yáng)能制冷技術(shù)發(fā)展歷程及技術(shù)解析
很多人對(duì)于太陽(yáng)能可能是耳熟能詳，但對(duì)于太陽(yáng)能制冷還處于陌生階段，太陽(yáng)能制冷是指利用太陽(yáng)輻射為驅(qū)動(dòng)力獲得制冷效應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換過程，太陽(yáng)能制冷被動(dòng)式制冷，熱驅(qū)動(dòng)制冷以及電力(動(dòng)力)驅(qū)動(dòng)制冷等形式?？v觀太陽(yáng)能制冷技術(shù)的發(fā)展歷程，從被動(dòng)式制冷到簡(jiǎn)單制冷再到適應(yīng)型制冷，當(dāng)前研發(fā)出來的第四代太陽(yáng)能制冷技術(shù)聚能高效制冷，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于聚能集熱獲得較高驅(qū)動(dòng)溫度，與普通集熱器結(jié)合應(yīng)用的太陽(yáng)能制冷技術(shù)已經(jīng)取得突破，技術(shù)上沒有障礙，但存在系統(tǒng)初投資成本高，運(yùn)行維護(hù)不簡(jiǎn)便，機(jī)組復(fù)雜等問題，而聚能高效制冷技術(shù)則有利于解決上述問題。
對(duì)于太陽(yáng)能制冷技術(shù)，國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)已經(jīng)開始使用該項(xiàng)技術(shù)，太陽(yáng)能單效溴冷機(jī)是目前應(yīng)用最多的太陽(yáng)能制冷方式，而它的構(gòu)成僅僅是：太陽(yáng)能熱水器+熱驅(qū)動(dòng)單效制冷劑+控制系統(tǒng)。該技術(shù)在實(shí)際中的運(yùn)用還存在一定的局限性，首先是普通太陽(yáng)能熱水器僅能提供88攝氏度熱水3小時(shí)左右;其次是采用燃?xì)獾容o助能源，系統(tǒng)一次能源利用率不高，但從全年綜合利用角度而言，其技術(shù)可實(shí)現(xiàn)全年熱水+冬季采暖+夏季空調(diào)功效，在當(dāng)前市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)。
另外太陽(yáng)能吸附空調(diào)機(jī)組目前已小批量生產(chǎn)，其可應(yīng)用于太陽(yáng)能低溫儲(chǔ)糧，改機(jī)組的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于能夠在55~85攝氏度熱源溫度下有效工作，且適合太陽(yáng)能以及其他低品位熱能應(yīng)用。
基于前三種太陽(yáng)能制冷技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前最新研發(fā)的基于聚光集熱器的高效太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了一下三個(gè)方面的突破：首先是相同制冷量可以減少集熱器面積;其次是制冷劑更加緊湊，效率(熱力COP)更高(一般1.0以上);另外該技術(shù)在采用輔助燃?xì)狻⑷加偷饶茉磿r(shí)，一次能源利用率合理。目前實(shí)際應(yīng)用中以制冷為目的的集熱器集熱溫度要求一般不超過200攝氏度，在材料，跟蹤等方面要求低于熱發(fā)電系統(tǒng)，一般采用線聚焦集熱器?；诰酃饧療崞鞯母咝?yáng)能空調(diào)實(shí)現(xiàn)模式有槽式集熱器/線性菲涅爾集熱器+雙效溴冷機(jī)、槽式集熱器/線性菲涅爾集熱器+氨—水制冷機(jī)、CPC集熱器+高溫單效溴冷機(jī)、CPC集熱器+風(fēng)冷制冷機(jī)、空氣集熱器+除濕空調(diào)等，而這一技術(shù)應(yīng)用的目的是提高效率，通過減少集熱面積和制冷機(jī)體積降低成本，從而推進(jìn)規(guī)模應(yīng)用。
報(bào)告中對(duì)于如何確保太陽(yáng)能的利用率作出了詳細(xì)的講解，太陽(yáng)能保證率是指利用太陽(yáng)能與制冷機(jī)所需總熱量之比，在熱電效率為30%，燃燒效率為85%條件下，若壓縮機(jī)空調(diào)COP為5.0，要保證太陽(yáng)能空調(diào)消耗更少的一次能源，使用單效溴化鋰制冷機(jī)(COP約0.7)應(yīng)保證太陽(yáng)能保證率至少大于50%，雙效吸收溴化鋰制冷機(jī)(COP約為1.2)應(yīng)保證太陽(yáng)能保證率至少大于30%。當(dāng)前太陽(yáng)能雙效空調(diào)需要聚光集熱器，其技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是：1、制冷效率高;2、特別是與輔助能源結(jié)合使用時(shí)，一次能源利用率高;存在的局限是：一是跟蹤聚焦集熱器與建筑集成難度大;一是對(duì)控制系統(tǒng)要求較高。
這項(xiàng)技術(shù)目前已經(jīng)建立了眾多的示范基地，例如力諾瑞特新基地、曼谷體育場(chǎng)、江蘇太陽(yáng)雨太陽(yáng)能、山東皇明等，在示范項(xiàng)目中該技術(shù)可達(dá)到一些較為理想的應(yīng)用效果，據(jù)統(tǒng)計(jì)，除濕空調(diào)可以承擔(dān)夏季濕負(fù)荷的69%，其中41天(34%)可以完全由除濕空調(diào)進(jìn)行處理，太陽(yáng)能保證率=33%。山東皇明使用的效果是除濕空調(diào)制冷量為20KW，所使用的集熱器類型為空氣集熱器(SAC)，該項(xiàng)目集熱面積為140平方米。
太陽(yáng)能空調(diào)制冷技術(shù)將引領(lǐng)可持續(xù)能源技術(shù)發(fā)展之道
隨著能源資源結(jié)構(gòu)變化和傳統(tǒng)能源價(jià)格上漲，太陽(yáng)能制冷作為一種可持續(xù)能源技術(shù)有著更為廣闊的發(fā)展空間，隨著中溫集熱器技術(shù)的發(fā)展，以及適于太陽(yáng)能制冷的空調(diào)制冷機(jī)組日益成熟，相關(guān)專家預(yù)言，太陽(yáng)能空調(diào)技術(shù)應(yīng)用將逐漸被普及，特別是對(duì)于太陽(yáng)能資源良好的炎熱以及熱濕氣侯地區(qū)，太陽(yáng)能空調(diào)制冷技術(shù)發(fā)展前景廣闊且商機(jī)無限。
