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摘 要：太阳能属于可再生环保型能源，很多的国家都开始利用太阳能进行空调改装以及供热系统设计，我国目前已经建立了一批太阳能吸收式空调以及供热系统，这种系统在实际的应用中，在夏季能够提供冷气，而在冬季可以提供暖气，同时其还能够全年为用户提供热水，另外这项系统还能够有效的节省能源消耗，对环境能够形成保护，其在未来的城市发展中将得到更加广阔的应用空间。本文就太阳能吸收式空调及供热系统的设计和性能进行了简要的探究，仅供参考。
关键词：太阳能；吸收式空调；供热系统；设计；性能
空调已经成为了人们生活不可或缺的工具，但是空调所耗费的能源量较大，其在能源短缺的今天，要想得到发展，就必须对其有效的进行改进，而太阳能作为一种可再生的绿色能源，逐渐得到了人们的认可和重视。近年来，我国开始加大对太阳能的探索和利用，开发出了太阳能吸收式空调及供热系统，这种系统的应用，使得空调的耗能量降低，同时这项技术的应用也为我国空调事业的发展做出了积极的尝试，指明了空调事业发展的方向。
1 设计实例
某市成功建立了太阳能吸收式空调及供热系统。在本地区，夏季最高气温可达到34.1℃，而冬季的最低低温可以达到﹣8.2摄氏度，其全年平均气温为12.5℃，在这一地区，每天所接受到的太阳辐射量为18.2MJ/㎡。从这一点可以看出，在该地区，阳光充足，其太阳能的储备量也较多，在冬季和夏季季节性分明，在夏季与冬季都需要采暖和空调来进行温度调节，所以，在此地区建立太阳能吸收式空调及供热系统较为合适。
2 太阳能吸收式空调及供热系统设计
2.1 太阳能与建筑结合。在对太阳能吸收式空调及供热系统进行设计的过程中，需要能够体现当地所建设的太阳能场馆的特点，使的这一系统能够充分的与建筑相融合，这一系统在建筑中的融合，不仅可以使得建筑在设计的过程中，其造型更加的美观和个性，还能够在很大程度上满足太阳能集热器设置的要求，使得建筑的供热效果更加明显。在该地区进行新建筑的建设时，其南立面所采用的结构为大斜屋面结构，而这种结构在建设的过程中，需要保持40°的倾斜角，而大多数的太阳能集热器都要安装在新建筑的难免大斜屋面上，这样做的目的就在于能够使得集热器更多的吸收太阳能，从而使得集热器能够更好的为建筑提供供暖。
2.2 储热水箱。要想使得太阳能吸收式空调及供热系统可以正常的运行，就需要对制冷剂的进口的热水温度进行控制，使其不会受到外界太阳光照射的影响，而出现温度的变化。在热水的流通过程中，要注意热水供应的顺序，太阳能集热器出口的热水要先进入到水箱之中，然后在通过储热水箱向制冷剂提供热能。另外，进行储热水箱的设置，能够将太阳热能源的热量进行有效的保存，对于还没有得到利用的热能，利用热水的形式将其存储起来，在未来需要供暖的时候在予以利用。太阳能吸收式空调及供热系统相比于一般的太阳能系统来说，其所设置的储热水箱有两个，这两个储热水箱有大小之分，其中，大储热水箱容积为8m3，主要用来储存多余的热能，而小储热水箱容积为4m3，主要用来保证系统的快速启动，使每天早晨经集热器加热的热水温度，夏季尽快达到制冷机所需要的运行温度，冬季尽快达到采暖所需要的工作温度。另外，储热水箱的内部结构也进行了特殊设计，使其产生明显的温度分层，以便最大限度地利用高温热水，同时也加快了空调系统的启动速度。
2.3 储冷水箱。储冷水箱是根据建筑物用冷的特点而设置的。尽管储热水箱可以储存能量，但它的能力毕竟是有限的。将制冷机产出的低温冷媒水储存在容积为6m3的储冷水箱内，可以更多地储存能量，而且低温冷水利用起来也比较方便。
设置储冷水箱还有一个更重要的原因。制冷机的热媒水进口温度是88℃左右，冷媒水出口温度是8℃左右。假设夏天的环境温度是30℃，则储热水箱中热水温度与环境温度的温差为58℃，明显大于环境温度与储冷水箱中冷水温度的温差22℃。这就是说，将接收到的多余太阳辐射能产生冷水储存在储冷水箱中，其热损失要比以热水形式储存在储热水箱中低得多。
3 测试性能
本系统的性能测试是按不同的季节进行的：冬季测试从2014年1～3月，过渡季节测试在2014年5月，夏季测试从2014年6～8月。
3.1制冷性能。图1示出了2014年8月16日一天内太阳辐照度随时间的变化情况，基本上成抛物线形状。当天累积太阳辐照量是19.45MJ/m2。
该天集热器阵列的累积得热量是2832.5MJ，投射在集热器阵列上的累积太阳辐照量是7081.3MJ。根据定义，太阳能集热器的平均日效率是白天一定时间范围内集热器的累积得热量与同一时间范围内投射在集热器上累积太阳辐照量之比。利用上述数据，可以计算出该天太阳能集热器的平均日效率是40.0%。虽然制冷功率是随时间变化的，但它并没有出现像太阳辐照度那样的抛物线形状，相对来说还是比较稳定的。
3.2 采暖性能。冬季累积太阳辐照量、集热器得热量、集热器平均日效率、水箱内温度分布等的测量和计算方法与夏季相同。在冬季，由于环境温度比较低，而太阳能集热器的工作温度又比较高，因而集热器热损失相对来说比较大，这也就使得集热器平均日效率比夏季要低一些。表1列出了几天的测试结果。从表中可以看出，集热器平均日效率一般维持在33%左右，最高可达35%。
由于储热水箱结构采取了特殊设计，水箱的上层水温平均要比下层高8～12℃。储水箱内良好的温度分层，不但保证了进入集热器的循环水是系统中温度最低的部分以充分利用太阳能，而且可以持续地向外输出较高温度热水而不会受到较低温度回水的干扰，这对于系统的稳定运行是非常重要的。
3.3 供热水性能。本系统过渡季节的功能比较简单，用太阳能加热生活热水，所以它的测试也比较简单，只需要测出生活用热水箱的温升，就可以计算出系统的集热器平均日效率。根据初步测算，本系统在太阳辐照较好的条件下，每天可以产生45℃生活热水30t左右。但是，一方面考虑到30m3水箱的体积太大，与建筑物不协调；另一方面考虑到用户可能在上午就要用热水，所以我们采用了一个10m3的生活用热水箱。
结束语
总而言之，在我国目前的太阳能热利用技术中，太阳能吸收式空调及供热系统的成功设计，为我国空调领域指明了发展的方向，在一定程度上推动了我国太阳能研究的发展。就目前成功建立的太阳能吸收式空调及供热系统来说，其具备了诸多的应用优势，由于这种系统都具有能够满足季节变化的采暖以及供热水的需求，因此，其有效的提高了太阳能系统的利用效率，使得太阳能系统的经济性得到了明显的提高。
参考文献
[1]韦兴，杜斌，金叶佳，谷伟，王军.太阳能双效吸收式空调系统的研究[J].太阳能，2010（7）.
[2]谭军毅，姚莉，卢挺浩，余国保.吸收式太阳能制冷空调系统的性能分析[J].可再生能源，2012（10）.
[3]季阿敏，成克用，杜丽丽，李杰，岳志强，刘付强.吸收式太阳能空调系统热力学分析[J].哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2010（2）.
[4]杨小聪，张秀霞，樊荣，温俊霞.太阳能吸收式和吸附式制冷系统的研究[J].真空与低温，2013（3）.
关键词：太阳能；吸收式空调；供热系统；设计；性能
空调已经成为了人们生活不可或缺的工具，但是空调所耗费的能源量较大，其在能源短缺的今天，要想得到发展，就必须对其有效的进行改进，而太阳能作为一种可再生的绿色能源，逐渐得到了人们的认可和重视。近年来，我国开始加大对太阳能的探索和利用，开发出了太阳能吸收式空调及供热系统，这种系统的应用，使得空调的耗能量降低，同时这项技术的应用也为我国空调事业的发展做出了积极的尝试，指明了空调事业发展的方向。
1 设计实例
某市成功建立了太阳能吸收式空调及供热系统。在本地区，夏季最高气温可达到34.1℃，而冬季的最低低温可以达到﹣8.2摄氏度，其全年平均气温为12.5℃，在这一地区，每天所接受到的太阳辐射量为18.2MJ/㎡。从这一点可以看出，在该地区，阳光充足，其太阳能的储备量也较多，在冬季和夏季季节性分明，在夏季与冬季都需要采暖和空调来进行温度调节，所以，在此地区建立太阳能吸收式空调及供热系统较为合适。
2 太阳能吸收式空调及供热系统设计
2.1 太阳能与建筑结合。在对太阳能吸收式空调及供热系统进行设计的过程中，需要能够体现当地所建设的太阳能场馆的特点，使的这一系统能够充分的与建筑相融合，这一系统在建筑中的融合，不仅可以使得建筑在设计的过程中，其造型更加的美观和个性，还能够在很大程度上满足太阳能集热器设置的要求，使得建筑的供热效果更加明显。在该地区进行新建筑的建设时，其南立面所采用的结构为大斜屋面结构，而这种结构在建设的过程中，需要保持40°的倾斜角，而大多数的太阳能集热器都要安装在新建筑的难免大斜屋面上，这样做的目的就在于能够使得集热器更多的吸收太阳能，从而使得集热器能够更好的为建筑提供供暖。
2.2 储热水箱。要想使得太阳能吸收式空调及供热系统可以正常的运行，就需要对制冷剂的进口的热水温度进行控制，使其不会受到外界太阳光照射的影响，而出现温度的变化。在热水的流通过程中，要注意热水供应的顺序，太阳能集热器出口的热水要先进入到水箱之中，然后在通过储热水箱向制冷剂提供热能。另外，进行储热水箱的设置，能够将太阳热能源的热量进行有效的保存，对于还没有得到利用的热能，利用热水的形式将其存储起来，在未来需要供暖的时候在予以利用。太阳能吸收式空调及供热系统相比于一般的太阳能系统来说，其所设置的储热水箱有两个，这两个储热水箱有大小之分，其中，大储热水箱容积为8m3，主要用来储存多余的热能，而小储热水箱容积为4m3，主要用来保证系统的快速启动，使每天早晨经集热器加热的热水温度，夏季尽快达到制冷机所需要的运行温度，冬季尽快达到采暖所需要的工作温度。另外，储热水箱的内部结构也进行了特殊设计，使其产生明显的温度分层，以便最大限度地利用高温热水，同时也加快了空调系统的启动速度。
2.3 储冷水箱。储冷水箱是根据建筑物用冷的特点而设置的。尽管储热水箱可以储存能量，但它的能力毕竟是有限的。将制冷机产出的低温冷媒水储存在容积为6m3的储冷水箱内，可以更多地储存能量，而且低温冷水利用起来也比较方便。
设置储冷水箱还有一个更重要的原因。制冷机的热媒水进口温度是88℃左右，冷媒水出口温度是8℃左右。假设夏天的环境温度是30℃，则储热水箱中热水温度与环境温度的温差为58℃，明显大于环境温度与储冷水箱中冷水温度的温差22℃。这就是说，将接收到的多余太阳辐射能产生冷水储存在储冷水箱中，其热损失要比以热水形式储存在储热水箱中低得多。
3 测试性能
本系统的性能测试是按不同的季节进行的：冬季测试从2014年1～3月，过渡季节测试在2014年5月，夏季测试从2014年6～8月。
3.1制冷性能。图1示出了2014年8月16日一天内太阳辐照度随时间的变化情况，基本上成抛物线形状。当天累积太阳辐照量是19.45MJ/m2。
该天集热器阵列的累积得热量是2832.5MJ，投射在集热器阵列上的累积太阳辐照量是7081.3MJ。根据定义，太阳能集热器的平均日效率是白天一定时间范围内集热器的累积得热量与同一时间范围内投射在集热器上累积太阳辐照量之比。利用上述数据，可以计算出该天太阳能集热器的平均日效率是40.0%。虽然制冷功率是随时间变化的，但它并没有出现像太阳辐照度那样的抛物线形状，相对来说还是比较稳定的。
3.2 采暖性能。冬季累积太阳辐照量、集热器得热量、集热器平均日效率、水箱内温度分布等的测量和计算方法与夏季相同。在冬季，由于环境温度比较低，而太阳能集热器的工作温度又比较高，因而集热器热损失相对来说比较大，这也就使得集热器平均日效率比夏季要低一些。表1列出了几天的测试结果。从表中可以看出，集热器平均日效率一般维持在33%左右，最高可达35%。
由于储热水箱结构采取了特殊设计，水箱的上层水温平均要比下层高8～12℃。储水箱内良好的温度分层，不但保证了进入集热器的循环水是系统中温度最低的部分以充分利用太阳能，而且可以持续地向外输出较高温度热水而不会受到较低温度回水的干扰，这对于系统的稳定运行是非常重要的。
3.3 供热水性能。本系统过渡季节的功能比较简单，用太阳能加热生活热水，所以它的测试也比较简单，只需要测出生活用热水箱的温升，就可以计算出系统的集热器平均日效率。根据初步测算，本系统在太阳辐照较好的条件下，每天可以产生45℃生活热水30t左右。但是，一方面考虑到30m3水箱的体积太大，与建筑物不协调；另一方面考虑到用户可能在上午就要用热水，所以我们采用了一个10m3的生活用热水箱。
结束语
总而言之，在我国目前的太阳能热利用技术中，太阳能吸收式空调及供热系统的成功设计，为我国空调领域指明了发展的方向，在一定程度上推动了我国太阳能研究的发展。就目前成功建立的太阳能吸收式空调及供热系统来说，其具备了诸多的应用优势，由于这种系统都具有能够满足季节变化的采暖以及供热水的需求，因此，其有效的提高了太阳能系统的利用效率，使得太阳能系统的经济性得到了明显的提高。
参考文献
[1]韦兴，杜斌，金叶佳，谷伟，王军.太阳能双效吸收式空调系统的研究[J].太阳能，2010（7）.
[2]谭军毅，姚莉，卢挺浩，余国保.吸收式太阳能制冷空调系统的性能分析[J].可再生能源，2012（10）.
[3]季阿敏，成克用，杜丽丽，李杰，岳志强，刘付强.吸收式太阳能空调系统热力学分析[J].哈尔滨商业大学学报（自然科学版），2010（2）.
[4]杨小聪，张秀霞，樊荣，温俊霞.太阳能吸收式和吸附式制冷系统的研究[J].真空与低温，2013（3）.