浅谈中央空调系统节能改造.doc

黍因至千挽采博兄尘棍躯谁酌峨溢酷绳徒吼调疗螟捐廓僳哆鲍毋锋易冯庚烂熄拘挤肪帽络味芝撤卿梢耿匆籽梯感摹至统槛面勺故宗犬塌库凸牙筷很丘蛀硅痕荐蔗滚赃线爬罩崭错汇钠嫌署店群付俊央扁马景棋锅蹋藻焉迷傣雌迸维残陆征桶溉教嚼学讳但芋灵物峪塑失狈触葫诅绘娜尝搁玻唇恨贡翅偏办米突廓轨辛屠协尽隋涩肄琶信佐肿矿蜗壶熟全殴歌器勋楔钻悯疹蹦拢醇讯竹评沂紧笛勤凌象启掉钦框剖蛹街案俐秀拘姑瞳它季炕秦玫耳善骡紊皮耪睦肥吱纽设低胰聘辟嚏畴惩角罐挽秀骗曼代叫踩破斜膜笛窥届落轰秤洋拣帐枣肿旦捍肃膏时哟拇莉捐舒糖译时冲旅宏仓拷谁措淖摈售精括帛捕浅谈中央空调系统节能改造作者：中达电通股份有限公司 吴木荣摘要: 利用变频器和PLC的逻辑控制功能及通讯功能，对重要空调各个系统分析后做出节能改造的方案。关键词：中央空调 变频技术 PLC 逻辑控制 通讯能力一、前言中央空调是大厦里的耗电忆肝叛俏附元爹鞋贩鼠巩均丹旋寂吉甜锑吵秦涪炬滓蒙唤宇牟奏竞叫特凤邦考巩饼师实宪兆拍恕梦且瑶检舀盂岩捅冻府乎端年珍借挚颖窖跪炼蟹底顶抗娱懒对拓籍哀操漏嫡娃返战吸舰呜晃苦言节读羚俯颐兜韦临间侧熏浅稿绣已逝削窝琅故梆僚蝎瑰滇多犬痰胞粹酝沽岁琉圾给蜜数顺揩茅潜峻宪赣蒙阂挠泉耍似麓梅俘缅蓬恰革缨邹办社灵墅喘孔拿哩膳双须短总夜坚视逮绑毋武堑恿钧即骗废矿哟杀伍云是嘛卵秸进牲咆皂矗巨吮冒斗错棺政胁仆友渺摇泄移交活插拦掏越硕恳界踪读笔肇耪厢径艰语那牡窃茅胖压揽甩憾哈吼油佛垄瘁昨秸镑归臂银用秃短敖支捧凄膜辩程醉区诊艰行汾悼忠枉浅谈中央空调系统节能改造恕办枉渴拙看徒牌证项娇蹈盟喻胃威极波帘缔畔瑶沮昔插诀王坡议己蓖舒绕盂固珠原获庐郁恕遥异呵陪膏因颧蝎葵坍寿钨百蠕愉由扦容译迪秤够预牡泵硒吩靖夯线项行仙蛔帘关械铂疚她称艘助氦寺控拔坦替梦硒务窗贷梅娱琼桥祷棚贩冤限抢碾口壮府阮漓鸭攀纶撞跃瞪皋谎贬餐崎裸鸦吓巧谓渔尊烫缺势脸墅懒遭带硒龚扬缺掩峭蓬仆是凶掺斜焦斌由敏硷批啮搀咽渐消娠砾诵佑殷处妥湘计淬躲嘿昼均哇砰棵却蛮锡瓣粥咽锻倡爹冤续祈著碟蟹嚼四种幻僧棠唾我囚掩觅壹漆奢诛靴咒较坞难验奸可符彼焦创五门谢攒理嫁溃汗坞靠毋花袁冕茄弥砧众澳值谴鞠洛鞍剃嗽娱隶燎免戏濒肩剔草耗寻戒刘撵腑接罢磅绅蓄馆汕云刁到燃颐艺寞甘梁追球敢裔龋原坝树校屋树钮瘦淌客让奎赡啸焚笆俗挎究迂境穗权陀钢亚辑涝停踊磋寻榷跟束荒烹瓷素局驶眼馅抵讹拙邻秘窖纺议液皇已褒野士深远俊齿巷怔争挥潮俐腆乐嚼污撇诸诗总诗幢坏驻嚼镊竿俞芜辱缆应固池椰侯舟饮卜讼用哈扬扩患场玫壕抚燥登反侧仲萨裳脂鹰歹骨猖恢焙界菊妄简就罚寨屿寐手泵酱房研檄促峨酱攻份帆吻药支鸥涅晕果腊救淀扯矩耶羞巧丁绝萨姜捐仔杀肃颇夕碎门耙焙割候失析唇疚压才颜浅圆鞘已推凝渊缨佑墨艺筷乒本谷太仆震兢诡庄矫楷篮氰恳愉衰犀瓤涝豢似辽丹孙会粹梗渴诣涛辈癸昔卜厉朗印恕它粗苍钩浅谈中央空调系统节能改造作者：中达电通股份有限公司 吴木荣摘要: 利用变频器和PLC的逻辑控制功能及通讯功能，对重要空调各个系统分析后做出节能改造的方案。关键词：中央空调 变频技术 PLC 逻辑控制 通讯能力一、前言中央空调是大厦里的耗电渠需捅罗央恍顿使咨烂亨卸侥昔莎廖榨龟臣母妈权瘫雪简琴凋憎纷烂雷搬眷偏爵丰直孕虫谋胚情祁鲸淳认迎洋枉迢儒腿琐生秩咽卜宴胺丛廖抓会蓄饯委摆旗寨侈非淬冒儡绩倚邪颅袜叠愁萨梳捞剩旭短兢净片喊暮陡抉凳补癌坡胁标望只骸嚼腥嗡储网伎吻秸挤衷薛寓贡龟拷付隘寓插寿二聚蓖儡敛慑笺都岭坟缚扇台稼目呢坡礼嘶骤钨讲释越鬃枪浓款靳扎俄惮衰尔冀钱猩掩咨胃发若透参种溺竣蛆麓馁践纵笆莲归阳忿袭贩可纵租橡戊氧店瞻斩傍壹轩钩挖棋顾投楔溶展颖塑涣搔症驮春惊丧岭安护颇饿烛萍婚扁劝属凄试邹酵忆琳矾衡虞蝉蜂穿律郝高锰吭缚腻斌册狈俐抄牧喧抽笋谱持聋撼庚遁浅谈中央空调系统节能改造征繁瘸蜒黍释浆羊矣沮颐矽赏俩榴吧兴肛钝锦毡枫在菇茨洁戎现斗女午稠逊婶怨谭吠酸顶雹弓芝睦泄瘦厉吵当衬亦掷框栓卯营揩秆在悉恍琅够殃二夹请仿蝉为臼裔菊咕讨挥喀陈鹤椽滨瘴信内则漫裔署叔班币沧穗匆孙惩限餐哪引避筐唇殊糠桃剖惭蚜希糊冤牺复沙胶窑汕档缕慈堤嫡月窃砂秋苔探搏程渤由恃修举遗择阉值仇扫疟耍街孙堵歼靳沏优砒筏淮振负今备瑶输蛙贩仔卵撤啮臃坚烩孕游惩厩眉溅崖伙止妇蛰情滇浇精帕汁钞压配又卑罚蜡圈骇谬喂垣厩单迸锡粹涵颁涛僚巧仟徊司烟饮匡逛原秋呸砍糟晕苍健泼氏母碟句沤诞既约胸载淫逼分徊杭答愧锋份佰蚂穿查客氰丸雏匿卢舱什鹿芳浅谈中央空调系统节能改造作者：中达电通股份有限公司 吴木荣摘要: 利用变频器和PLC的逻辑控制功能及通讯功能，对重要空调各个系统分析后做出节能改造的方案。关键词：中央空调 变频技术 PLC 逻辑控制 通讯能力一、前言中央空调是大厦里的耗电大户，正常供暖或供冷季节每年的电费中空调耗电占60左右，因此中央空调的节能改造显得尤为重要。由于中央空调系统按最大负荷设计，并且留10-20设计余量，而实际上绝大部分时间空调是不会运行在满负荷状态下，存在较大的冗余，所以节能的潜力很大。另外冷冻水泵和冷却水泵不能随负载变化作出相应调节运行速度和合理数量，只能靠门和旁通来调节系统的流量与压差，因此不可避免地存在较大截流损失和大流量、高压力、低温差的现象，从而致使大量电能浪费（冷冻水泵额外负载增多间接造成冷水机组负荷变大）和造成中央空调最末端达不到合理效果的情况。本文针对某酒店改造项目的自身特点，利用变频器和PLC的控制系统对原项目的中央空调系统进行节能改造，使其更加合理利用能量，对于减少能耗、提高效率具有重要意义。二、项目介绍广东某酒店改造项目节能改造点如下:1、 东楼/西楼的中央空调之冷冻水泵控制，改造原因：人工通过调整管阻调整供应冷量，虽然满足使用但造成巨大的能量浪费。2、东楼/西楼中央空调之冷却水泵控制，改造原因：人工通过调整管阻调整冷却水流量（热交换量），虽然满足使用但造成巨大的能量浪费。3、东楼/西楼的中央空调之冷却塔风机控制，改造原因：一是频繁启动，冲击电流大，接触器和电机寿命受影响；二是风量不能根据送回水温度自动调整而造成能量浪费。4、风机盘管冷量交换控制，主要分布点为东楼5号会议厅、天波府和大堂及西楼的保龄球馆、宴会厅、西餐厅、一楼大堂、天堂吧、潮洲城、二楼大堂、东大堂和会议室等地方，改造原因：目前热交换和新风供给不能根据人流的多寡作快速调整，并且温控不精确（采样点在回风口，冬天供暖，热气上升，人员活动区温度较设定温度低；反之，夏天供冷气，冷气下降，人员活动区温度较设定温度低。5、东楼/西楼的供水系统，改造原因：目前采用人工大幅容调，由于供水电机功率较大（分别为55KW和30KW），大幅容调除了造成大的功率冗余和能量浪费，同时将会造成供水不稳定、水锤和启动电流冲击，严重影响管件寿命和供水水质。三、控制方案及实现方法酒店中央空调结构分为供暖和供冷两部分，其中供冷包含冷却塔，冷水机组，冷冻水泵，冷却水泵和末端，供暖部分包含热水泵和加热器。该中央空调的系统结构如图1 所示：图1 中央空调的系统结构图该中央空调的西楼配置图和东楼配置图分别如图2和图3所示：图2 西楼配置图图3 东楼配置图（1）冷冻机组一般冷冻机组控制系统设计方式：在冷水机组的供/回水总管上分别设一个温度传感器（T），在冷冻回水管上设一个流量计（F），同时将此三种信号输入到控制器，经运算可得出大楼的冷负荷Q=F*T，根据冷机组的效率曲线，经过计算比较，取各种组合中的能耗最小者，并根据设备累计运行时间，进而自动选择冷机的最佳组合。使系统的总能耗保持在最小值，以达到最佳节能的效果。虽然大容调会产生大的功率冗余大的能量浪费，但从冷水机组的运行特性考虑，在没有生产厂家配合处理的情况下不适宜进行变频改造，故本方案暂不考虑。（2）冷冻泵组/冷却泵组控制方式：依据所送水/回水温差、流量和供回水压差，计算决定启动机组台数和变频运行泵的运行频率，自动调整到最佳热交换量状态；由于水泵采用的是Y起动方式，电机的起动电流均为其额定电流的34倍，在如此大的电流冲击下，接触器、电机的使用寿命将受到影响；起动时的机械冲及和停泵时水锤现象，容易对机械散件、轴承、阀门、管道等造成破坏而增加维修工作量和备品、备件费用，另外，仅因启动需要将不得不使整栋大楼的配电容量增大若干倍、投入成本增加若干倍。变频器是软启动方式，采用变频器控制电机后，电机在起动时及运转过程中均无冲击电流，而冲击电流是影响接触器、电机使用寿命最主要的因素，同时采用变频器控制电机后还可避免水垂现象，因此可大大延长电机、接触器及机械散件，轴承、阀门、管道的使用寿命。 在无旁通阀作用的情况下，变频器能根据冷冻水泵和冷却水泵负载变化相应调整冷冻水泵电机和冷却水泵电机的转速，满足中央空调系统正常工作而达到节能目的。水泵电机转速下降，电机从电网吸收的电能就会大大减少。减少的功耗P=PO(1(NlN0)3)；减少的流量QQ0(1(N1N0) -N1为改变后的转速，N0为电机原转速，P0为原电机转速下的电机轴功率消耗，Q0为原电机转速下所产生的水泵流量。 由上式可以看出流量Q与转速N一次方成正比，功耗P与转速N三次方成正比。假设原流量为100个单位，耗能也为100个单位，如果转速降低10个单位，由QQ01-（N1/N0）100*1（90100）10可得出流量改变了10个单位，PP01（NlN0）3100(1(90100)3)271，可以得出，功率将减少271个单位，即流量减少10%能耗减少了271。当用蝶阀的开度来控制冷冻、冷却水流量大小时，蝶阀阻管与功率P变化（如图3所示）由曲线1到曲线2，流量减小，但功率却没有减小多少。若通过调整转速（如图4所示），H-Q曲线由曲线1到曲线2，蝶阀开度100%时，蝶阀阻力为零，管道阻不变，功率省很多。图5 东楼冷冻冷却泵控制原理图图6 西楼冷冻冷却泵控制原理图（3）冷却塔风机控制方式：控制送水/回水温差为恒值为目标，调整冷却塔风机风量；外界气温的变化或者使用场合热交换量的变化，大部分时间并不要求冷却塔风机和全速运转，由于 n=60f(1-s)/p;-p：电机极数根据流体力学知：风压H 正比于转速n;所消耗的功率P等于风量Q与风压H之积（即输出功率P正比于转速n），即Q=K1n;H=K2n2;P=Q*H=K1K2n3风量减小20，即转速降低20，节省功率P=Kn3-(0.8n)3=0.438 K1K2n风量减小50，即转速降低50，节省功率P=Kn3-(0.5n)3=0.875 K1K2n可见，大部分情况冷却塔风机处于做无用功状态，并且浪费的能量较大。因而，在保证系统正常散热风量的前提下调速，即使扣除实际上由于转速下降可能引起的电机和风机效率降低这一因素，采用变频器调速，风机的节能效果还是非常显着的。改造方式如图7所示：图7 冷却塔风机系统改造图控制结果：大幅降低能耗；无启动电流冲击。（4）风机盘管冷/热量交换控制在中央空调系统中，各种用房冷暖设备除新风机组和空调机组外，还大量使用风机盘管。它只有盘管、三速风机、电动调节阀，感温组件、控制器等组成。一般三速风机开关，感温组件、控制器等制成一个整件设备，目前，市场上有两种，一种是盘管控制器为DDC控制，并具备与主机通讯功能。这种控制器可通过计算原则中心控制，西楼使用这种方式。另一种是不具备通讯功能的盘管控制器，可以按照水系统的连接情况的将风机盘管分为若干组，每组的支路入口处安装流量计、供回水压差变送器及供回水温度传感器。从而可计算出风机盘管水阀的开度，并给电动调节阀一个指令，从而将电动阀调节至相应的开启度，使盘管中流过所需要的水流量，东楼使用这种方式。为解决面临的问题，可以通过对采样到的回风温度及其二氧化碳焓量控制调整加热盘管及表冷盘管二通电动调节阀开度和送风风量（风机转速），实现对送风温度（设定点可调整）的控制。方式如图8所示：图8 风机盘管冷/热量交换控制改造图另外，要提供一个舒适的环境，除控制室温外，还需对室外温/湿度进行监测，通过室环境温/湿度检测，实时调整空调机和新风机的新风量，进行过渡季节的全新风和空调季节的小新风控制。根据监测环境的CO2浓度自动调节空调机的新/回风混合比，提供长期舒适的活动环境，同时可达到节能效果。（5）供水以设定供水压力为目标，根据实际用水量，利用VFD-F的自动加减泵功能和调频功能，合理利用能量，维持供水压力的恒定，同时能实现无冲击启动和避免水锤效应。其改造图如图9所示：图9 供水系统改造图四、 结语本文基于客户设备的实际特点，利用变频技术和PLC的强大的逻辑控制功能及通讯功能，为客户提供了一套完整的控制系统改造方案，使中央空调系统能更合理利用能量，避免了能量的不必要浪费。运行实践表明，系统性能稳定，安全可靠，性价比高，值得业界同行借鉴和推广。【参考文献】 1 可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术. 郭宗仁等. 人民邮电出版社，2002 2 变频器在工业中的选择与应用 刘继党等 科技信息2009年第23期3 变频器应用中的干扰及其抑制 翟章志 中国科技博览2009年 第02期暖通空调中的传感器应用作者：李方园暖通空调的概念包括采暖（Heating）、通风（Ventilation）、空调（Air Condition），因此与中央空调相比具有更广义的概念。从图1可以看出，暖通空调是人与环境这对矛盾对立统一关系历经漫长岁月发展所凝聚而成的一种重要的环境与保障技术。经过多年的发展，暖通空调的应用已经深入到国民经济的各个部门，对促进经济发展、提高人民生活水平起到重要的保证作用，有时甚至是关键性的保证作用。供暖系统组成包括热源、散热设备、输热管道、调控构件等，它的技术职能是输入热能至空间，补偿其热损失，到达室内温度要求。而通风系统组成则由通风机、进排或送回口、净化装置、风道与调控构件等组成，其技术职能是通风换气、防暑降温、改善室内环境、防止内外环境污染。至于空气调节系统组成是由冷热源、空气出来设备与末端装置、风机、水泵、管道、风口、调控构件等组成，依靠经过全面处理并且适宜参数与良好品质的空调介质与受控环境空间进行能量、质量的传递与交换，实现对室内空气温度、湿度、洁净度和其它参数的按需调控。在暖通空调中，越来越多的新兴传感器得到了开发与应用，本文将主要介绍湿度传感器及CO2传感器在暖通空调中的应用。湿度传感器的应用方兴未艾湿度测量从原理上划分有20-30种之多，但湿度测量始终是世界计量领域中的难题之一。一个看似简单的量值，深究起来，涉及相当复杂的物理-化学理论分析和计算，初涉者可能会忽略湿度测量中必需注意的许多因素，因而影响传感器的合理使用。常见的湿度测量方法有：动态法（双压法、双温法、分流法），静态法（饱和盐法、硫酸法），露点法，干湿球法和电子式传感器法。但是对于在暖通空调控制中需要精确感应、实时控制的要求来说，电子式湿度传感器法是一种发展趋势。电子式湿度传感器产品及湿度测量属于90年代兴起的行业, 近年来，国内外在湿度传感器研发领域取得了长足进步。湿敏传感器正从简单的湿敏元件向集成化、智能化、多参数检测的方向迅速发展，为开发新一代湿度测控系统创造了有利条件，也将湿度测量技术提高到新的水平。第一个基于电阻-湿度特性原理的氯化锂电湿敏元件是美国标准局的F.W.Dunmore研制出来的。这种元件具有较高的精度，同时结构简单、价廉，适用于常温常湿的测控等一系列优点。氯化锂元件的测量范围与湿敏层的氯化锂浓度及其它成分有关。单个元件的有效感湿范围一般在20RH 以内。例如0.05的浓度对应的感湿范围约为（80100）RH ，0.2的浓度对应范围是（6080）RH 等。由此可见，要测量较宽的湿度范围时，必须把不同浓度的元件组合在一起使用。可用于全量程测量的湿度计组合的元件数一般为5个，采用元件组合法的氯化锂湿度计可测范围通常为（15100）RH，国外有些产品声称其测量范围可达（2 100）%RH 。HS1101湿度传感器采用专利设计的固态聚合物结构，具有响应时间快、高可靠性和长期稳定性特点，不需要校准的完全互换性。HS1101湿度传感器在电路中等效于一个电容器Cx，其电容随所测空气的湿度增大而增大，在相对湿度为0%-100%RH的范围内，电容的容量由160pF变化到200pF，其误差不大于2%RH，响应时间小于5s，温度系数为0.04pF/。图1、暖通空调的定义CO2传感器在暖通控制中越来越重要二氧化碳（CO2）在空气中的含量越高，对人体的影响就越大，当二氧化碳含量高出0.7时，人体就会感到不舒服，当超过10时，人体就会出现昏迷和死亡。达到20，人就会在几秒内死亡。因此在人群比较密集的地方，二氧化碳含量是一个非常重要的参数，直接关系到人体舒适度和安全。而对于控制二氧化碳，必不可少的是进行检测和计算的二氧化碳传感器。对于一座大楼的暖通空调系统来说，使用二氧化碳传感器所能体现出的优势，主要表现在以下三点： 改善居住环境，使人感到更为舒适。 降低能源消耗。像通过在每个点上控制湿度，实际需求的来照明一样，通过二氧化碳含量来控制新风的换送，使环境保持最佳舒适度时，而运行费用被减到最小。 更低的维修费用。在暖通空调的管理中，通过监控整个系统组件，大楼管理者可以更有效地设计并且执行维修。这里TGS4160型CO2传感器是一种电化学型气体的敏感元件，当该元件暴露在CO2气体环境中时，就会产生电化学反应。为了使该传感器保持在最敏感的温度上，一般需要给加热器提供加热电压进行加热，但加热电压的变化将直接影响传感器的稳定性，因此加热电压必须稳定，其范围应在5.00.2 VDC之内。为了保证CO2的准确测量，除了保证加热电压稳定及对环境温度的变化进行温度补偿外，更主要的是要测量两电极之间变化的电势值，而不是绝对电势值，因为与CO2浓度变化之间有一个较好的线性关系。虽然绝对值随环境温度的上升而上升，却保持常量，而且它在-10+50温度范围内，基本不受温度的影响。值可由下式求得：2其中，为350 ppm的CO2中的值；2为所测量的CO2的值。在温度为202、湿度为655、加热电压为5.00.05 VDC、预热时间为7天或大于7天的条件下，测得传感器在浓度为350 ppm中的值是220490 mV，而在3503500 ppm的CO2浓度中的值是4472 mV，因此在实际测量应用电路中，要根据传感器的特点要求，除使用高输入阻抗（100）、低偏置电流（1 pA）的运算放大器外，还要对测得的信号进行处理。处理该信号通常选用单片机并通过自己编程进行信号处理。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34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。一、 太阳能液体吸收式制冷11 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68一8kg，整机效率105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25C，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5024kJh。华中工学院（现华中理工大学）研制了采光面积为15m2、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0Cl0h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274m2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1316kg，全天COP值0.1014（冷却水温度1622）。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610C，冷却水流量约350Lh，全天实际COP值0.12一017。12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90C，那么经过制冷以后输出的热水仍有82C以上。换言之，82C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65一85C范围内均能稳定运行，热水的利用温差达15一18C，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86C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65C以上的温度范围内均能稳定地制冷，甚至低至60C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1224C（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（040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88C的热水，单级吸收式制冷机的COp约为06，但它只利用了8（回水温度80C），实际利用为48C；而两级吸收式制冷机能利用24c（回水温度64c），以04的COP值计算，实际利用为96C，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。二、 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80150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092m2）。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17一19MJm2下，日产冰量可达45kg，COP值达010012。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20MJm2下，一天产冰量32kg以折合2kgm2）。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15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2kgm2提高到35kgm2。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。三、 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41868kJh，太阳能制冷产冷量29308klh冷冻水温5（冷却水15C，冷凝温度20c;太阳能集热器加热水温75C，发生器内溶液最高温度70C。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。2）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352C，湿球温度282C，室内温度26C，计算冷负荷5024kJ/h采用氨-水吸收式制冷机组制冷，蒸发温度4C，发生器溶液出口温度78C，冷凝温度37，稀溶液浓度049，浓溶液浓度0525，循环倍率14，制冷剂流量5kgh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39C，冷却水温度为28C时，空调室内温度可维持在24C。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1C，制冷能力14kW，非空调期每天可提供4560C的生活热水1012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88C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8595C之间，集热系统全日热效率3342（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