深度观察:太阳能空调应用前景广阔
就我国空调行业而言,空调器市场正处于发展和完善阶段。大中城市空调器的市场潜力十分巨大,随着人们生活水平的提高,空调已逐渐成为家庭必备的家用电器,阻碍空调进入家庭的主要矛盾是耗能和价格因素。从太阳能空调的特性和技术特点来看,它适合于上述矛盾的解决和应用,当前空调行业的需求也给太阳能空调技术的发展和应用带来了难得机遇。因此,笔者认为太阳能空调技术有着广阔的应用前景。
现在太阳能空调的实现方式主要有两种,一是先实现光电转换,再用电力驱动常规压缩式制冷机进行制冷。这种方式原理简单、容易实现,但成本偏高。海尔曾经就生产过这种太阳能冰箱和空调。二是利用太阳的热能驱动进行制冷,这种制冷方式技术要求高,但成本低、无噪音、无污染。现在市场上主要采用的是这种方式,一般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。它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。所以,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。
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。
当前,大部分使用的空调技术是一种以电能为动力、把室内热量加以吸收排除到室外的循环系统。耗能的严重问题,在世界能源日益紧张的今天,采用更为节能的空调系统是人类的共同需要。太阳能空调解决了这个问题,它基本不用电能,运行费用低(可无运行费用),无运动部件,寿命长,无噪声。而且,利用太阳能作为能源的空调系统,其诱人之处在于越是太阳能辐射强烈的时候,环境气温越高,人们的生活越需要空调。而此时,太阳能空调的制冷能力就越强。这是人与自然和谐的理想境界。使用太阳能空调的结果,既创造了室内宜人的温度,又能降低大气的环境温度,还减弱了城市中的热岛效应。更为可取的是,它既节约了能源,还不使用破坏大气层的氟里昂等有害物质,是名副其实的绿色空调,在节能和环境方面有很大的发展潜力。
不过,太阳能空调作为“新生事物”,如今仍然存在不少问题,需要业界深入探讨。
第一,因受太阳能集热器的影响,太阳能空调普遍存在着效率低、价格高的问题。但是,太阳能空调是建立在太阳能热水应用基础上的,太阳能空调中的太阳能集热器可以与太阳能热水器相通用,随着太阳能热水器的发展,太阳能集热器的效率也会提高;对于原来有太阳能热水器的用户可以改造,先制冷再用余热洗澡,使其有更好的经济性。
第二,从集热器、制冷机等相应的成本分配来看,集热温度、冷水温度及冷却水温度应各为多少,才能建立一个最为经济合理的太阳能空调系统,也是尚待解决的课题。不过,笔者认为,只要有了合适的集热器和制冷机,建立经济合理的太阳能空调系统只是时间问题。
第三,由于太阳能的收集存在着时效问题,蓄热技术也必须得到很好的解决。现存的蓄热方法主要采用增加热水容量、增强保温效果的方式,随着蓄热技术和蓄热载体的研究开发,太阳能空调系统的不可靠性和间断性会有所改善。
第四,对于居住相对集中的楼房来说,集热器的安装受到很大限制。由于太阳能空调很不普及,楼房设计几乎没有考虑到这一点,这就像上世纪80年代的太阳能热水器,安装很复杂。现在的楼房设计者早已想到了,太阳能热水器随处可见。
第五,没有太阳能空调系统的计算机设计软件、控制芯片、技术标准、统一的配套设备和零部件。这是科技与市场结合的问题,需要太阳能空调形成一定规模、占领一定市场,还需要一定的时间以及政府和科技部门的支持。
经过几十年的发展,太阳能空调技术已经开始迈入实用化阶段,并逐渐走入了市场。科技进步和经济发展对能源与环境提出了更高要求,相信在政府和社会的大力支持下,紧紧依托太阳能热水器这个成熟的大市场,太阳能空调一定会有很大发展。