我国太阳能制冷空调研究与发展

作者：广州能源研究所 李戬洪 黄志成

欢迎访问e展厅 展厅 3 空调/风扇/热水器展厅 空调, 风扇, 电热器, 空气净化器, 加湿器, ... 引言 利用太阳能制冷空调不外有两种方法，一是先实现光一电转换，再以电力推动常规的压缩式制冷机制冷；二是进行光一热转换，以热能制冷。前者系统比较简单，但以目前的价格计算，其造价约为后者的3—4倍，因此国内外的太阳能空调系统至今仍以第二种为主。这也是本文所讨论的太阳能制冷空调的主要内容。 太阳能光一热转换利用已经有了很大的发展，特别是在解决生活的需要方面，如生活热水、采暖、太阳房等。但这些应用在需求上其实与大自然的赐予并不完全一致：当天气越冷、人们越需要温暖的时候，太阳能量的提供往往不足。而太阳能空调的应用则正好与太阳能的供给大体上保持很好的一致性：当天气越热、太阳辐射越强的时候，空调的负荷也越大。这正是太阳能空调应用最有利的因素。 我国太阳能资源十分丰富，其中三分之二以上的地区利用太阳能的条件都相当好。随着经济的发展和人们生活水平的提高，空调的需求量越来越大。一般民用建筑物，如酒店、办公楼、医院等，空调耗能已占总耗能的50％以上，给能源、电力和环境造成了很大的压力。电力的发展伴随着废气排放、温室效应和酸雨等环境问题，而空调机的制冷剂（CFC8）还会对大气臭氧层造成破坏。因此不管在国外还是国内，太阳能制冷空调一直是受到重视的研究课题。 与光一热转换直接利用不同，太阳能制冷空调是一个光一热一冷的转换过程，实际上是太阳能的间接利用。它不象热水、干燥等低温直接利用那样容易实现，在技术上比较复杂。除了对太阳能要求较高的温度作为动力之外，还需要经过一个制冷循环的能量转换过程才能实现。因此这方面的发展需要更长的时间、投入更多的资金、更多的科研力量和完成更多的技术准备工作。 在我国，对太阳能空调的研究始于1975年在安阳召开全国第一次太阳能利用工作经验交流会议以后的七十年代后期。1974年中东石油危机发生以后，不少科研机构、高等院校和企业单位纷纷投入一定的人力和物力研制太阳能制冷（空调）机，其中多数是小型的氨一水吸收式制冷试验样机。由于当时还有许多技术难题没有来得及解决，再加上科研拨款制度改革，太阳能空调项目的研究经费因一时难以形成效益而被削减，研究工作的队伍和规模就大大缩小，仅存少数单位仍坚持基础性研究和样机试制，经历了一段非常困难的时期。尽管如此，20年来，经过广大科技工作者的不懈努力，我国在这一领域还是进行了不少研究工作，探索过各种各样利用太阳能降温的途径，在技术上取得一定的进展，并且在推广应用方面取得了重要成果。下面将对对国内有关太阳能制冷空调研究与应用的发展情况作简单介绍和报道。 1太阳能液体吸收式制冷 1．1氨-水吸收式制冷机 70年代后期，世界各国对太阳能利用的研究蓬勃开展，我国太阳能制冷空调的研究也在此期间起步，其中对太阳能驱动的氨。水吸收式制冷系统的研究最为活跃，先后有20多个单位开展过工作，积累了宝贵的经验，他们是我国太阳能制冷与空调研究的先行者。 天津大学1975年研制的连续式氨一水吸收式太阳能制冰机，7月首次制出冰，该装置有效集热面积1.33m2，由集热器（发生器）、冷凝器、节流阀、蒸发器、热交换器、氨液循环泵、吸收器组成，不设蒸馏器，有水平转盘，可手动调节方位角。经改进后，1979年试验结果：日产冰量可达5.4kg，制冰机总效率为6.24％。 北京师范学院（现首都师范大学）与北京市建筑安装工程公司等单位于1977年研制成功1.5m2平板型间歇式太阳能制冰机，利用氨一水为工质，不需外加动力，在北京地区夏季晴天每天可制冰6．8一8kg，整机效率10．5％左右。集热器采用套管结构，以便可利用多种能源。只要冷却水温不超过25°C，都可利用太阳能制冷。1979年又研制出8m2平板型自动跟踪连续式太阳能冷藏柜，利用两对光电管分别控制集热器的方位角和倾角，并考虑了采用多种能源的需要，制冷量可达5024kJ／h。 华中工学院（现华中理工大学）研制了采光面积为1．5m2、冰箱容积为70L，以氨。水为工质对的小型太阳能制冷装置，间歇方式制冷。集热器内的氨。水溶液经太阳能加热，氨蒸发经冷凝器冷却进入冰箱中蒸发器储存，制冷时蒸发器中的氨溶液汽化回到集热器（此时为吸收器）为稀溶液所吸收，从而使冰箱内部的温度降低。试验结果，在制冷阶段可维持冰箱0°Cl0h左右。华中理工大学的太阳能冰箱和天津大学的太阳能制冷装置曾在1979年中国太阳能学会成立大会（西安）展览会上展出。 原五机部第五设计院于1979年试验成功他们所研制的无泵循环氨一水吸收式太阳能制冰装置，其特点是将收集到的太阳能大部分用于制冷，一小部分用于工质的循环，取消了电动的循环泵，采用透光面积2．74m2的扁管式太阳能平板集热器。氨一水吸收式制冷装置设置两个吸收器，按一定的循环周期交替进行压送或吸收，以完成工质的连续循环。试验证明，该系统能连续循环制冷，制冰量每天13—16kg，全天COP值0.1—0．14（冷却水温度16—22℃）。在此基础上，他们又于1983年完成一台透光面积10m2的太阳能冷饮设备的研制。试验结果是：制冷量4187kI匕制冷温度6—10°C，冷却水流量约350L／h，全天实际COP值0.12一0．17。 1．2溴化锂-水吸收式制冷机 对于另一类适于太阳能利用的制冷机——由热水驱动的以溴化锂。水为工质对的吸收式制冷机，中国科学院广州能源研究所、上海交通大学、华南理工大学、浙江大学等都做过不少的研究工作。 上海交通大学和浙江大学考虑配合太阳能驱动运行，对无泵溴化锂吸收式空调系统，特别是对其技术关键——系统内溴化锂溶液和冷剂水循环的热虹吸泵原理的研究做过大量的工作。华南理工大学对溴化锂吸收过程和强化传热机理也作了不少研究。 进入90年代，溴化锂吸收式制冷机在国内已成为成熟的产品，而且形成了一个颇具规模的产业。目前全国有近百家生产溴化锂制冷机的工厂，其中热水型的溴化锂吸收式制冷机产品全都是一种单级吸收式制冷机。该产品也可以应用于太阳能系统，实现太阳能空调。由于这种制冷机要求热源热水温度在88℃以上，普通的太阳能热水器不能满足要求，需要配合真空管型集热器或高效平板型中温集热器。迄今为止，国外的太阳能空调系统通常都采用这种热水型单级吸收式澳化银制冷机。 该类制冷机在热源温度足够高及冷却水温度比较低的场合，性能良好：若热源温度降低而冷却水温度较高，它的效率将大大下降，甚至不能正常制冷。单级吸收式制冷机还有一个很大的缺点，就是热源的利用温差小，一般只有6一8℃。例如，如果输入制冷机的热水温度为90°C，那么经过制冷以后输出的热水仍有82°C以上。换言之，82°C的热水要送到太阳能集热器加热升温，太阳能系统的平均工作温度一直要保持在很高的水平，它的效率相应要降低。 为了适应低温余热和太阳能的利用，中国科学院广州能源研究所从1982年开始进行了新型热水型两级吸收式溴化锂制冷机的研制工作。1987年研制成功一台制冷能力为6kW的两级吸收式溴化锂制冷机试验装置。1990年，广州能源所与香港理工大学签订了联合开发太阳能吸收式制冷机的合作协议，由香港裘搓基金会出资资助，并于1994年制造了一台70kW两级吸收式制冷机组在广州钢铁厂投人生产运行，以焦化分厂的低温热水制取冷冻水，测试表明、机组在65一85°C范围内均能稳定运行，热水的利用温差达15一18°C，充分显示这种新型机组对太阳能利用的适应性。1993年，为北京热电总厂制造了一台350kw的两级吸收式制冷机组，利用热电厂86°C的热水制冷，供5000m2的办公大楼空调，实现了热一电一冷联供，该机组一直运行至今。1997年，又为国家“九五”科技攻关项目“太阳能空调及供热示范系统”研制了一台100kW的两级吸收式制冷机，并成功地应用于太阳能系统中，系统于1998年投入运行。这是我国第一次采用自己制造的制冷机应用于大型太阳能空调系统。 这种新型的两级吸收式制冷机有两个显著的特点，一是所要求的热源温度低，在65°C以上的温度范围内均能稳定地制冷，甚至低至60°C时仍可达到80％的制冷量和性能系数；二是热源的利用温差大，为12—24°C（随热源温度而变）。 对热源温度有较宽的适应范围，可以使制冷机在较低的太阳辐照度和比较不稳定的太阳能输入情况下，适应其引起的温度波动，实现稳定的运行。运行温度的降低可显著提高太阳能集热器系统的瞬时效率和日效率，能充分利用过去不能利用的低强度太阳辐射热来制冷。此外，较低的运行温度使得有可能采用造价较低的太阳能集热器，可以降低成本，提高经济性。 由于工作温度低，这种制冷机的COP值相应也要降低（0．40左右），但其热源的利用温差大的优势足以弥补这个不足。举例来说，对于同样为88°C的热水，单级吸收式制冷机的COp约为0．6，但它只利用了8℃（回水温度80°C），实际利用为4．8°C；而两级吸收式制冷机能利用24°c（回水温度64°c），以0．4的COP值计算，实际利用为9．6°C，利用的能量高出一倍。因此，单以COP值来衡量这种制冷机的性能是不全面的，还应该看它的佣效率。此外，回水温度低的特点，使得它更适合太阳能的利用，也有助于提高大阳能系统的效率。 2太阳能固体吸附式制冷 太阳能固体吸附式制冷是利用固体吸附剂（例如沸石分子筛、硅胶、活性炭、氯化钙等）对制冷剂（水、甲醇、氨等）的吸附（或化学吸收）和解吸作用实现制冷循环的。吸附剂的再生温度可在80—150℃之间，也适合干太阳能的利用。太阳能吸附式制冷系统结构简单、没有运动部件，能制作成小型装置。太阳能吸附式制冷循环为问歇性运行，多用于制冰工况。 国外对太阳能吸附式制冷进行了大量的研究和应用开发工作。国内开展研究的单位也很多，从理论研究到实际应用都作过全面的探索，如中国建筑科学研究院空调所、西安交通大学、西北工业大学、上海交通大学、中国科技大学、南京大学、华南理工大学、中国科学院广州能源研究所、北京航空航天大学等，取得了不少成果。“酒安交通大学研究了以沸石13X-水为工质对的制冷系统。他们采用单元管式，用烧结方法将小沸石颗粒烧结在铜管内壁上，减少了管壁与颗粒之间的热阻，提高了系统的制冷性能。另外还作了太阳能冷饮箱的研究与设计。 中国科学院广州能源研究所于1990年研制成功一种以活性渗甲醇为工质对的太阳能吸附式制冰机。制冰机集热面积1m2（透光面积0．92m2）。集热器与吸附器合为一体，采用带透光隔热结构的平板型太阳能中温集热器。冷凝器为气冷式，利用环境空气来冷却冷凝器。按昼夜变换周期实现间歇式制冰，其特点是没有运动部件，操作简便，不需要其它能源，也不需要冷却水，单靠太阳能便可独立制冰。1m2集热面积在太阳辐射日总量17一19MJ／m2下，日产冰量可达4—5kg，COP值达0．10—0．12。这种制冰机特别适合于昼夜温差大的地区使用。 华南理工大学对活性务甲醇，沸石-水为工质对的吸收式制冷系统进行了大量的研究，他们先以水蒸气为动力作试验，在此基础上试制了一台太阳能吸附制冷的样机，采光面积为1m2，活性务甲醇为工质对，冰箱有效容积为103L。实验得到一天最大制冰量为6kg。最近他们又提出了一种新的太阳能制冷热水系统，并集中该校传热节能（高分子材料、塑料机械三个博士点共同进行技术攻关。在集热器方面，采用纳米级高分子材料为吸热板，在吸附剂床层方面，采用功能性导热高分子材料将吸附剂成型，并利用导热粘胶将吸附块与换热器粘接，强化床层传热，以期使整个系统高效实用。 北京航空航天大学研究了一种以氯化钙一氨为工质对的化学吸附太阳能制冰机。1992年试验了一台集热面积为1.6m2的样机，在水平面太阳辐射氏总量20MJ／m2下，一天产冰量3．2kg以折合2kg／m2）。之后他们又采取了一些改进的措施：如增加吸附剂填充量为原来的1．5倍，使温度维持在反应的第一步，结果发现显热损失增加不大，但COp值和产冰量有所提高；又采用了一种低密度、各向异性及导热性良好的添加剂，强化床层传热，改进了吸附剂的加工成型，日产冰量由2kg／m2提高到3．5kg／m2。 上海交通大学对太阳能固体吸附式制冷的基础理论和关键技术进行了大量的研究，特别是吸附式制冷循环理论及其试验的研究，例如连续回热式循环、双效复叠式循环、对流热波循环等。除此之外，还对吸附床的强化传热及结构、各种工质对的吸附性能、最佳循环周期等关键技术问题作了深入的研究。他们的研究对于丰富太阳能吸附制冷理论、提高吸附制冷的技术水平作出了有益的贡献。 3太阳能（吸收式制冷）空调系统 在太阳能空调方面，从70年代开始就有不少单位作过不同程度的研究和试验。由于太阳能空调技术要求较高，各方面的技术尚未成熟，而且需要投入的资金量很大，因此许多研究一直停留在试验阶段，但同时也为太阳能空调的实际应用做好了技术准备工作。直到“九五”计划期间，作为太阳能空调应用基础的太阳能热水器已经在全国蓬勃发展，漠化狸吸收式制冷机产品也已成熟和稳定，经过国家科委（科技部）和中国太阳能学会热利用专业委员会组织专家研讨、论证，认为太阳能空调进入实际应用的时机已经成熟。国家科委把“太 阳能空调示范系统”列入“九五”重点科技攻关项目计划，在我国南方和北方各建一座大型实用性的太阳能空调系统。下面介绍几个在不同年代有代表性的太阳能空调系统： 1）根据国家建委下达的研究任务，中国建筑科学研究院与北京市第三棉纺织厂共同协作，以京棉三厂计量室（面积64m2，高4.1m）为制冷空调试验对象，研究试制了利用太阳能和工业余热（辅助热源）的氨冰吸收式制冷装置，用了近三年的时间，于1979年10月完成全部研究试验任务，11月召开了成果鉴定会。 该太阳能制冷系统由氨。水吸收式制冷装置配以平板式太阳能集热器组成。系统中氨的发生过程考虑了可进行“直接发生”（氨水溶液在集热器内直接由太阳辐射热加热）和“间接发生”（利用太阳热水在发生器中进行加热）两种发生过程的性能试验，也考虑了工业余热利用的研究。系统设计指标为：利用工业余热制冷产冷量为41868kJ／h，太阳能制冷产冷量29308klh冷冻水温5（，冷却水15°C，冷凝温度20°c;太阳能集热器加热水温75°C，发生器内溶液最高温度70°C。采用40m2自动跟踪平板型太阳能集热器。试验表明，利用太阳能制冷空调在技术上是可行的。该太阳能装置产冷量可达29308kFh，太阳能集热器效率20％一38％，制冷系统的热利用系数0.36一0.63，总热力系数为0.12一0.20。这是一次应用于小型工业厂房较完整配套的实用性太阳能空调系统的可贵的探索和实践。 v2）华中工学院（华中理工大学）也于1978年研制了一套小型太阳能空调装置，1980年夏季试验成功。所建造的太阳能空调装置供空调房面积12m2，室外计算温度35．2°C，湿球温度28．2°C，室内温度26°C，计算冷负荷5024kJ/h采用氨-水吸收式制冷机组制冷，蒸发温度4°C，发生器溶液出口温度78°C，冷凝温度37℃，稀溶液浓度0．49，浓溶液浓度0．525，循环倍率14，制冷剂流量5kg／h采用太阳能平板集热器加热，采光面积12m2。该装置经过多次运行试验，结果表明，采用氨一水吸收式制冷机组配合平板集热器能稳定运行。在室外气温高达39°C，冷却水温度为28°C时，空调室内温度可维持在24°C。 3）中国科学院广州能源研究所与香港理工学院合作于1987年在深圳科技发展中心招待所建成了一套科研与实用相结合的示范性太阳能空调与热水综合系统，并成功投入运行。它能对总面积为80m2的4间客房昼夜进行供冷，空调温度26士1°C，制冷能力14kW，非空调期每天可提供45—60°C的生活热水10—12吨。该系统由以下部分组成： 太阳能集热器系统：采用自行研制的三种太阳能中温集热器，集热面积共120m2，包括：玻璃与金属封接的带黑镍选择性镀层的直通式真空管集热器40m2；热管型真空管集热器40m2，也带黑镍镀层；V形隔热膜平板型集热器40m2。吸收式制冷机：采用两台2冷吨日本矢崎公司生产的单级溴化锂吸收式制冷机，总制冷能力14kW，热源温度要求88°C以上。 储能装置：储热及储冷水箱容积各为5m3微处理机自动采集数据及控制系统：能自动收集和处理数据，系统根据太阳辐射和储热装置的情况，自动选择单台制冷机运行或两台同时运行方案。 自动热水锅炉作为辅助能源。 试验结果表明，制冷系统在晴天单靠太阳能运行时，储热水箱温度在85—95°C之间，集热系统全日热效率33％—42％（平板型略低），对客房的供冷可昼夜进行。该系统的成功运行显示了太阳能空调应用的可能性并积累了有益的经验。 4）根据国家“九五”攻关项目计划，中国科学院广州能源研究所负责在南方建立太阳能空调示范系统。项目于1996年8月正式启动，1998年2月系统主体工程完成，并开始供给热水，4月试运行供冷，6月正式投入使用。 大型太阳能空调系统建造于广东省江门市一栋24层综合大楼上。该大楼是一座多功能的综合性商用、办公大楼，有写字楼、营业厅、招待所、运动娱乐场所、培训中心等。利用太阳能全年提供大楼每天所需的生活用热水，除此之外，在夏天以太阳能热水制冷，供其中一层空调。主要技术参数为： 太阳能集热器：高效平板式集热器（带透明隔热板） 集热面积：500m2 制冷机：两级吸收式澳化钾制冷机 制冷功率：100kW 制冷热源温度：75°C（设计工况） 冷冻水温度：9℃ 供空调用户面积：600m2 系统运行调试取得令人满意的结果：（1）太阳能集热系统效率很高，能满足制冷及生活热水需求。（2）制冷机各项指标均超过设计要求。运行测试结果如下： 驱动热源温度低，在65一75°C范围内都能达到设计要求。 热源温度低至60°C左右时，仍有较高的制冷能力（80％）。 热水利用温差大，可高达15°C。 制冷能力可超过设计指标（最高达112kW）。 冷冻水温度可低至6一7°C（设计工况为9°C）。 性能系数（COP）较高（可大于0．4）。 江门100kW太阳能空调系统是我国首座大型实用性的太阳能空调系统，它的建成标志着我国太阳能热利用技术上了一个新的台阶。系统有以下特点： （i）太阳能空调系统成功地全部采用高效平板集热器，使常规的太阳能热水系统能够与太阳能空调系统中国太阳能产业联盟网 “接轨”，同时也开拓了太阳能热水器更广阔的市场。 （ii）100kW两级吸收式漠化理制冷机各项指标均达到设计要求。其驱动热源温度之低（65一75°C）及热源利用温差大的特点特别适合太阳能利用。 （iii）系统兼顾了生活热水与制冷空调的能量需求，合理分配利用太阳能，使太阳能日利用效率提高。“引国家“九五”攻关项目计划太阳能空调系统在北方的示范点由北京市太阳能研究所负责。该项目正在山东省实施。太阳能空调系统的技术方案采用北京市太阳能研究所自己研制的一种玻璃。金属封接的热管式真空管集热器，采用国产的热水型澳化狸（单级）吸收式制冷机，系统供冷100kW（机组制冷能力150kw）。由于热管式真空管集热器有良好的高温性能，能提供温度足够高的热水（90°C以上）带动单级吸收式澳化锤制冷机制冷。 4太阳能除湿式空调 除湿式空调系统是利用吸湿剂（例如氯化锂、硅胶等）对空气进行减湿，然后蒸发降温，对房间进行温度和湿度的调节，用过的吸附剂被加热进行再生。再生过程可以利用较低品位热能，因此也很适合于太阳能利用。该方法有利于保护大气环境，还有利于改善室内空气品质。西北工业大学、清华大学等对除湿式空调的研究，已经做了不少工作。为了对除湿空调系统和其中的关键部件进行研究，促进这一技术领域的发展，清华大学兴建了一座利用太阳能再生的干燥剂除湿复合空调系统试验装置。该装置由空气预处理段、太阳热能加热段、干燥剂除湿冷却系统和常规制冷机组成。系统具有营造所要求的试验工况、利用太阳热能以及进行各种设备性能试验等多种功能，包括构成与压缩式制冷系统相结合的复合式空调系统。该装置参照国际上类似对象的试验标准和方法，实现设备的自动调节与控制及数据自动巡检与处理。试验结果表明，装置达到了所述试验功能和指标。 西北工业大学对吸附剂的除湿性能、吸附除湿换热器及除湿空调系统等都作了充分的研究，并且在实用性产品开发方面取得了成果。 西安交通大学与北京市太阳能研究所联合研制了一套敞开式吸收式空调系统。该系统利用氯化钙水溶液作吸收剂，由浓溶液在吸收器中吸收来自空调房间内空气的水分，并经绝热加湿使空气加湿来达到空调目的。吸收水分后的稀溶液到再生器中通过太阳能加热而解吸变回浓溶液，再返回吸收器继续进行吸收。据报道，当空调房间温度维持25°C，相对湿度为60％时，系统的运行参数为：制冷量2kW，单位质量空气制冷量是13kW／kg，循环空气量0．1538kg/s，加湿量与除湿量均为4．71kg/h吸收器热负荷2.69kw，含湿量差8．5g／kg干空气。 5被动式降温 谈到空调，就不能不考虑空调的对象——建筑物的结构与冷负荷的关系，尤其是太阳能空调的应用，更要特别重视减小空调冷负荷的问题。因此，减小冷负荷、被动式降温以及利用自然冷源的降温方法，都是值得研究的课题。 被动式降温是对通过太阳能辐射和热辐射进行有选择的、合理的利用，达到建筑物自身降温或减少冷负荷的目的。建筑物与外界的热交换主要通过门窗和外墙进行。窗户是建筑物隔热保温的最薄弱环节，也是太阳辐射光和热的进入渠道。一些反光膜、滤光膜、蓝玻璃等主要是解决遮光问题，但仍有一部分红外辐射透过。而对于降温来说，反射红外辐射比反射可见光更为重要。可见，按不同需要，采用有严格光谱选择性的涂层、薄膜或功能性玻璃，对于建筑物的降温和节能是很有意义的。建筑物外墙一方面吸收太阳辐射，另一方面也向外界散发热量。要达到降温的目的，必须要对太阳辐射中的可见光及红外辐射有根强的反射率，减少墙体的吸热和蓄热，加速建筑物的放热，达到降温的效果。研究这类光谱选择性涂料并结合建筑物外墙的装饰，将有助于建筑物的降温。 清华大学对光谱选择性涂层有全面、深入的研究，特别是玻璃的镀膜方面矽口变色玻璃，各种选择性透过、吸收和反射玻璃等，都已经取得了不同程度的进展。 辐射致冷也是建筑物被动式降温的一种新方法。大气外层空间是一个接近绝对零度的天然巨大冷库。根据辐射换热的原理，两个有温度差的物体之间，会以辐射的形式交换能量。这样就有可能把地面上的热能以辐射的形式释放出去，达到自身冷却降温的目的。但并不是所有辐射都能自由地穿过大气层，只有某些波长段的辐射穿透大气层的能力比较强，气象学上称为“大气窗口”。因此，要求辐射体要有严格的光谱选择特性，在对应“大气窗口”，的波长段上有很强的辐射率，同时在这以外有极高的反射率，热能传到辐射体上，以特定的波长向天空辐射出去，辐射体由于释放了能量而得到降温。近二十年来辐射致冷研究在国外取得不少进展。在国内，中国科技大学长期以来进行过大量的理论和实验研究，特别是理论计算模型方面有独特的创新性。中国科学院广州能源研究所等单位在试验和应用方面也做了不少工作。 中国科学院广州能源研究所在辐射制冷研究中，通过对光谱选择性辐射致冷材料进行筛选，以及对致冷辐射体制备工艺进行反复试验，得出了既简单、效果也好，又容易实现的辐射致冷新方法，并已实际应用于解决电视中转微波站仪器室的降温问题。在辐射致冷试验台上，他们测得致冷空间某点与环境温度最大温差为9．6℃，平均最大温差为9．2°C，在不同季节的晴天，所作的结果一般都在7．5—8°C之间，与天气的相对湿度有一定关系。他们还进行了辐射致冷技术实际应用的尝试，在不允许消耗任何电力的情况下，利用辐射致冷的原理和技术巧妙地解决了电视中转微波站的降温难题。1998年为某公司建造了12套辐射致冷被动降温装置。该系统由辐射致冷器、水箱、循环回路等组成，致冷器面积2m2，仪器房面积约7m2。据该公司验收降温装置的实测效果为：夏日中午环境温度35°C时，仪器房内仅为28°c环境温度30°C时，房内为26°c。 在光谱选择性涂料方面，广州能源研究所研究成功一种船用的热反射涂料。热反射涂料与辐射致冷在原理上虽然不尽相同，但对辐射波长选择性（反射和吸收）这个本质问题上是一致的。所研究的热反射涂料的热性能指标达到：红外反射率大于80％，与标准板相比，板温可降低20°C（标准板64°c，样本板44°C）。 6地下冷源降温 利用地球上的自然冷源进行空调降温也是一种广义的太阳能空调方法。地冷降温就是其中的一种。地冷降温系统简单、造价不高、不需耗能制冷，只用很少的电力，是一种有实用意义的降温途径，已有成功应用的实例。 华南理工大学1990年试验成功了地冷空调系统，通过在地下2—3m深处埋上空气换热管道，把新鲜空气或室内空气送入地下埋管，放热冷却后送回室内。据报道，在夏天，地下冷风温度为23．4-27．3°C，在室外气温高达35°C下能保持室内温度26—28°C，达到空调效果。已经完成几个试点工程。 中国科学院广州能源研究所采用另一种方式，在地下5米深处建造地下水池，抽出地下冷水在室内进行空气换热，1992年应用在广东水稻育种玻璃温室内，冬夏季进行温度调节。地下水初温24．5°C，可维持温室所要求的温度29-31°C，经过夏季整整5个月降温运行，池水最终升温到28．8°c，这时仍可保持温室在32—33°C，满足水稻育种要求。降温季节结束后，冬季已临近，正好利用池水对温室供热升温，使其温度保持在20°C以上。该系统还配有一无盐太阳池进行辅助加热。这样，温室全年的温度调节全部利用自然能源。 7结语 随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高，制冷和空调的需求会越来越大，特别是建筑物降温的能耗巨大，给能源、电力、环境等方面带来越来越大的压力。利用太阳能来解决这个问题值得重视，但太阳能空调应根据不同地区的气候特点，不同的使用要求，综合采取多种技术措施（如主动式制冷与被动式降温相结合），才能解决好这个问题。 虽然经过20多年试验研究和技术攻关，我国的太阳能制冷及空调事业某些方面已取得了很大的进展，一些应用技术正开始迈入实用化阶段，但是由于过去投入不够，许多有研究基础的单位不得不放弃了已经取得进展的工作，只有少数单位坚持了下来。此外，技术上仍存在不少问题需要加大科研攻关力度予以解决，即使某些较为成功的技术，在推广应用和产业化方面仍面临艰巨的工作。因此，太阳能制冷空调事业要取得稳步发展，还需要政府和社会的大力支持，需要科技人员不断的研究和创新，经过各方面的共同努力，相信一定能够取得成功。 太阳能热利用技术的发展历程，是从低温热利用（如热水、干燥、温室等）方面开始，逐步向较高温度和技术较复杂的各领域（如制冷、发电）展开的。随着我国经济的发展和整体技术水平的提高，发展太阳能制冷空调的条件和时机已趋成熟，发展步伐应该加‘决，太阳能热水器的成功经验告诉我们，太阳能空调的发展应当走产业化的道路，同时要紧紧依托太阳能热水器这个已经成熟了的大市场，以热水应用为基础，配合空调综合利用，就一定会有广阔的应用前景。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (9/27/2010)