在全球氣候變暖的環(huán)境下，太陽能作為杰出的新能源代表，備受世界各國的青睞。在低碳節(jié)能潮流中，以光熱技術(shù)為主的太陽能已經(jīng)應(yīng)用到各行業(yè)，不斷改善著能源結(jié)構(gòu)。太陽能熱水器屢見不鮮，然而當(dāng)空調(diào)遭遇太陽能時(shí)，又是怎樣的一個(gè)情景呢?
前不久，由周存文、周冰、任其勇研發(fā)的新型太陽能技術(shù)《太陽能空調(diào)冷暖綜合供給系統(tǒng)》獲得了國家發(fā)明專利。中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)建筑材料分會(huì)常務(wù)副秘書長(zhǎng)、新型太陽能技術(shù)發(fā)明人之一任其勇面對(duì)記者采訪時(shí)表示：“新型太陽能應(yīng)用技術(shù)節(jié)能又環(huán)保，是清潔新能源，它的優(yōu)點(diǎn)決定了這是一個(gè)極具發(fā)展前景，并且與強(qiáng)調(diào)綠色、節(jié)能的宏觀政策導(dǎo)向一致。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，太陽能這種可以源源不斷供應(yīng)的新能源必將在空調(diào)行業(yè)的利用中大有作為。”
太陽能與空調(diào)的完美結(jié)合
在日常建筑能源應(yīng)用中，空調(diào)能耗占了整個(gè)建筑能耗58%以上，空調(diào)用電占大中城市夏季用電高峰負(fù)荷的30%以上，耗電式的傳統(tǒng)空調(diào)給現(xiàn)在的電力供應(yīng)帶來了巨大壓力。各地在用電高峰期拉閘限電屢屢發(fā)生。從根本上來講，解決建筑空調(diào)能耗問題必須從能源獲取角度上著手。
該專利技術(shù)的第一發(fā)明人周存文介紹說：“我們發(fā)明的太陽能空調(diào)技術(shù)就是利用蓄能、換熱、制冷、太陽能集熱、安裝等方面的新材料、新工藝等多項(xiàng)領(lǐng)先技術(shù)，全力打造的太陽能光熱(冷、暖)空調(diào)器，具有高效、節(jié)能、方便、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)。該技術(shù)可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等領(lǐng)域，特別是在建筑、溫室蔬菜大棚、冷庫、鍋爐、城市照明等領(lǐng)域的應(yīng)用尤為突出。”
太陽能光熱(冷、暖)空調(diào)器由太陽能集熱器，紅外輻射、吸收或吸附式轉(zhuǎn)換器，控制系統(tǒng)和終端組成。太陽能光熱(冷、暖)空調(diào)器和紅外輻射熱能轉(zhuǎn)換器均被國家批準(zhǔn)為發(fā)明專利與實(shí)用新型專利。產(chǎn)品技術(shù)含量高、綜合功能全，不僅能夏日制冷、冬天供暖，還可以提供日常生活溫水、洗浴熱水、飲用開水，以及調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度、負(fù)氧離子濃度，給人們創(chuàng)造一個(gè)溫馨、舒適居室環(huán)境。
太陽能光熱(冷、暖)空調(diào)器以太陽能為主要驅(qū)動(dòng)能源，紅外輻射熱能轉(zhuǎn)換器為輔助熱源，節(jié)能可達(dá)70%以上。冬天供暖方面，熱源主要來自太陽能集熱器，通過太陽能集熱器加熱的專用熱介質(zhì)流入儲(chǔ)箱，當(dāng)其溫度達(dá)到一定值時(shí)，直接通入專用空調(diào)柜機(jī)或掛機(jī)實(shí)現(xiàn)采暖。當(dāng)天氣變壞太陽能效果變差，太陽能集熱器提供的熱能不足以滿足室內(nèi)采暖負(fù)荷要求時(shí)，可以由輔助紅外輻射熱能轉(zhuǎn)換器直接提供熱量補(bǔ)充。夏天制冷方面，采用溴化鋰吸收式制冷，就是使熱媒水在接近真空的低壓環(huán)境中蒸發(fā)氣化實(shí)現(xiàn)制冷目的，從吸收式制冷機(jī)流出的冷媒水通入專用空調(diào)柜機(jī)或掛機(jī)實(shí)現(xiàn)制冷的目的。當(dāng)太陽能集熱器提供的熱能不足以直接驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)時(shí)，可以由儲(chǔ)能與轉(zhuǎn)換器提供熱量。
與傳統(tǒng)空調(diào)產(chǎn)品相比較，太陽能光熱(冷、暖)空調(diào)器主要有以下幾方面優(yōu)勢(shì)：
一是主動(dòng)力源裝置結(jié)構(gòu)和環(huán)境影響方面，它利用太陽能光熱為主動(dòng)力源，無壓縮機(jī)和動(dòng)力機(jī)械裝置，因而運(yùn)行時(shí)無噪音和污染物排放，使用安靜、清潔。
二是能量轉(zhuǎn)換方式和用途方面，不同于傳統(tǒng)空調(diào)產(chǎn)品靠壓縮機(jī)機(jī)械運(yùn)動(dòng)將電能轉(zhuǎn)換為冷、熱量，它是依靠介質(zhì)分子蒸發(fā)、吸收物理過程，將太陽能熱能轉(zhuǎn)換為室內(nèi)冷、熱量。
三是使用效果及自然環(huán)境要求方面，在-40℃～40℃，陰雨、雪天、冷熱環(huán)境下，太陽能光熱(冷、暖)空調(diào)器都能正常運(yùn)行，全年365天均可適用，保持室內(nèi)16℃~26℃，溫濕度適當(dāng)，感覺舒適宜人。
四是使用成本和使用壽命方面，以室內(nèi)面積150平方米/戶計(jì)算，它平均投入3萬元/戶左右，使用成本不高于1500元/年，因磨損小、振動(dòng)小、腐蝕輕、維修少，因而一般能正常運(yùn)行20～30年;傳統(tǒng)空調(diào)產(chǎn)品同面積平均投入2.5萬元/戶，使用成本一般在4500元/年左右，因有機(jī)械運(yùn)動(dòng)、磨損、振動(dòng)等，需經(jīng)常維修保養(yǎng)，國家規(guī)定壽命10年～15年。
五是節(jié)能、減排方面，太陽能光熱(冷、暖)空調(diào)器以太陽能光熱為主驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源、紅外輻射熱能轉(zhuǎn)換器為輔助熱源，因而比傳統(tǒng)空調(diào)節(jié)能70%以上，節(jié)能效果突出;同時(shí)強(qiáng)有力展現(xiàn)減排、低碳與環(huán)保效力。
產(chǎn)品應(yīng)用前景廣闊
重視以太陽能光熱為重點(diǎn)的可再生能源的開發(fā)利用，已成為全球的共識(shí)，太陽能成為世界各國寵愛的替代能源。經(jīng)10余年創(chuàng)新發(fā)展，我國太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)，無論在規(guī)模、數(shù)量、市場(chǎng)成熟度，還是在核心技術(shù)、民族品牌，都領(lǐng)先于世界水平，自有技術(shù)比例達(dá)到95%以上。利用太陽能，已成為再生資源利用的五大非化石能源內(nèi)容之首，占有重要位置，列入國家和政府政策法規(guī)范疇，進(jìn)行強(qiáng)力推廣與應(yīng)用。
早在2009年財(cái)政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于加快推進(jìn)太陽能光電建筑應(yīng)用的實(shí)施意見》，財(cái)政部又頒發(fā)了《太陽能光電建筑應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》，這兩項(xiàng)針對(duì)太陽能行業(yè)的政策扶持，大大推動(dòng)了我國太陽能行業(yè)的發(fā)展。
任其勇告訴記者，前不久他帶領(lǐng)新型太陽能技術(shù)《太陽能冷暖空調(diào)綜合供給系統(tǒng)》的研發(fā)團(tuán)隊(duì)來到了我國特色經(jīng)濟(jì)村、冬暖式蔬菜大棚的發(fā)祥地——山東省壽光市三元朱村進(jìn)行調(diào)研考察，向三元朱村黨支部書記王樂義詳細(xì)介紹了新型太陽能技術(shù)在溫室蔬菜大棚應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，得到了王樂義的高度評(píng)價(jià)。三元朱村從第一代大棚開始，使用爐火取暖，經(jīng)過先后創(chuàng)新、研發(fā)到第五代冬暖式蔬菜大棚技術(shù)，實(shí)驗(yàn)、應(yīng)用了大棚滴灌、電動(dòng)卷簾、鋼架支撐、電腦控制等20余項(xiàng)新技術(shù)，大大解決了農(nóng)業(yè)低效難題。經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，他們現(xiàn)在已經(jīng)研制出產(chǎn)量更高、抗病蟲害、抗凍能力更強(qiáng)的第六代大棚。唯有將蔬菜大棚的技術(shù)進(jìn)行不斷升級(jí)、應(yīng)用、推廣，才能推進(jìn)全國的蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，加快農(nóng)民致富奔小康的速度。而新型太陽能技術(shù)在普通太陽能技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)行了重大創(chuàng)新，不僅解決了普通太陽能技術(shù)不能解決的恒溫問題，又有節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，值得大力提倡和應(yīng)用。一直協(xié)調(diào)并陪同調(diào)研的中國人民銀行山東省昌邑市支行行長(zhǎng)胡金寶，得知該技術(shù)可應(yīng)用于電廠鍋爐的太陽能化改造并能節(jié)省50%左右煤炭后十分高興，當(dāng)場(chǎng)表態(tài)：第一，馬上向當(dāng)?shù)卣畢R報(bào);第二，迅速協(xié)調(diào)昌邑電廠承擔(dān)該新型太陽能技術(shù)在全國的試點(diǎn)示范工作;第三，為該電廠籌集足夠資金，全力支持該技術(shù)的試點(diǎn)示范工作。
周存文給記者算了一筆賬，如果合理利用太陽能集熱器收集能源，每平方米太陽能集熱器一年可收集半噸多煤的熱量。假如使用10平方米的太陽能集熱器，一年就可以收集相當(dāng)于5噸煤以上的能量，這對(duì)于一般的家庭來說，熱量是足夠使用的，而且都是能夠做到的。如果一棟小別墅采用100平方米的太陽能集熱器就可以收集50噸煤的熱量，一所大學(xué)或一個(gè)工廠在墻壁或屋頂采用1000平方米的太陽能集熱器就可以收集500噸煤的熱量，效益相當(dāng)可觀。
據(jù)任其勇介紹，《太陽能冷暖空調(diào)綜合供給系統(tǒng)》技術(shù)發(fā)明專利的問世，開啟了太陽能技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的新時(shí)代。根據(jù)地方申請(qǐng)和建筑材料分會(huì)工作安排，該新型太陽能技術(shù)在全國應(yīng)用試點(diǎn)示范工程的選擇正按計(jì)劃逐步展開，其中，該技術(shù)在溫室蔬菜大棚及電廠鍋爐的應(yīng)用試點(diǎn)示范工程將在山東省濰坊市進(jìn)行。
（作者／袁嵐）
