大家對空調都不陌生吧,但是你見過太陽能空調嗎?太陽能空調是如何擔當起一般空調的職能的呢?別急,馬上就為你揭開這一謎底!
太陽能空調係統兼顧供熱和製冷兩個方麵,辦公摟、招待所、學校、醫院、遊泳池、家庭等都可以安裝使用。它在冬季可以供暖,全年都可以供給生活熱水,為遊泳池水補熱調溫;夏季人們需要一個冰涼世界,用太陽能熱水製冷的就是一座中央空調。
當前,世界各國都在加緊進行太陽能空調技術的研究。由於發達國家的空調能耗在全年民用能耗中占有相當大的比重,利用太陽能驅動空調係統對節約常規能源、保護自然環境意義重大。因此,美國、日本、德國、意大利、西班牙、韓國、新加坡等國家已經或正在建立太陽能空調係統。
采用熱管式真空管集熱器與溴化鋰吸收式製冷機相結合的太陽能空調技術非常成功,其為太陽能熱利用技術開辟了一個全新的應用領域。
太陽能吸收式空調係統主要由太陽能集熱器和吸收式製冷機兩部分組成,它的基本原理包括吸收式製冷機工作原理和太陽能吸收式空調工作原理兩部分。
①吸收式製冷機工作原理
吸收式製冷是利用兩種物質所組成的二元溶液作為工質來進行的,這兩種物質在同一壓強下有不同的沸點,其中高沸點的組分稱為吸收劑,低沸點的組分稱為製冷劑。常用的吸收劑—製冷劑組合有兩種:溴化鋰—水、水—氨。溴化鋰—水通常適用於大型中央空調,水—氨一般適用於小型空調。
吸收式製冷機主要由發生器、冷凝器、蒸發器和吸收器組成。本文以溴化鋰吸收式製冷機為例。在製冷機運行過程中,在發生器內,溴化鋰—水溶液受到熱媒水加熱,溶液中的水不斷汽化;水蒸氣進入冷凝器,冷卻降溫後凝結;通過節流閥,冷凝器內的水進入蒸發器時,急速膨脹而汽化,並大量吸收蒸發器內冷媒水的熱量,從而達到降溫製冷的目的。隨著水的不斷汽化,發生器內的溶液濃度不斷升高,進入吸收器;低溫水蒸氣進入吸收器,被濃溴化鋰溶液所吸收,溶液濃度逐步降低,再由溶液泵送回發生器,完成整個循環。
②太陽能吸收式空調工作原理
所謂太陽能製冷,就是利用太陽集熱器為吸收式製冷機提供其發生器所需要的熱媒水。熱媒水的溫度與製冷機的性能係數成正比:熱媒水的溫度越高,則製冷機的性能係數(簡稱COP)就越高,這樣空調係統的製冷效率也越高。
例如,熱媒水溫度為60℃左右,則製冷機COP(製冷係數)就約為0℃~40℃;如果熱媒水溫度在90℃左右,則製冷機COP約為0℃~70℃;若熱媒水溫度在120℃左右,則製冷機COP可達到110℃以上。
常規的吸收式空調係統主要包括吸收式製冷機、空調箱(或風機盤管)、鍋爐等幾部分,而太陽能吸收式空調係統還包括太陽集熱器、儲水箱和自動控製係統。
在夏季,被集熱器加熱了的水首先進入儲水箱,當儲水箱熱水達到一定溫度時,由儲水箱向製冷機提供熱媒水;從製冷機流出並已降溫的熱水流回儲水箱,再由集熱器加熱成高溫熱水;製冷機產生的冷媒水通向空調箱,以達到製冷。當太陽不充足時,可由輔助鍋爐補充熱量提供高溫熱媒水。
在冬季也是這樣,先將集熱器內加熱了的水排入儲水箱,當儲水箱熱水達到一定溫度時,由儲水箱直接向空調箱提供熱水,以達到供熱采暖目的。當太陽光不充分時,也可由輔助鍋爐補充熱量滿足要求。
在非空調采暖季節,使集熱器內的熱水直接通向生活用儲水箱中的熱交換器,就可逐漸加熱儲水箱中的冷水,以供使用。