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冬天我们能利用太阳光取暖，那么夏天能不能利用太阳光降温呢？随着家用太阳能空调上市脚步的临近，利用太阳能制冷这一梦想即将变成现实。一场绿色革命正悄悄开始……
众所周知，随着全球气候变暖，人们将迎来越来越多的酷暑。每到夏天，为了应对可能来袭的滚滚热浪，越来越多的人在家安装空调。空调销售量也以每年4％的速度增长。问题在于，传统空调器使用的制冷剂引起温室效应的能力比二氧化碳还要强1 300 倍!除此之外，传统空调还特别耗电，即便是功率最小的空调设备，每小时至少也得消耗1千瓦时电能。
天方夜谭将成真
炎炎夏日里，利用空调制冷的耗电量几乎是整个电力系统耗电量的1/3 还多。大家知道，太阳能是目前公认的最清洁能源。利用太阳能来烧水和取暖是很正常的事，但能不能用太阳能制冷呢？ 这看似矛盾，却绝非天方夜谭。因为这是完全可行的! 太阳能空调不仅能在炎炎夏日送来凉爽，还能在冬天充当供暖炉和热水器，可谓一举多得。
虽然目前太阳能空调的构想和模型仍处于试验阶段，已经投入使用的几个样机仅供那些500 平方米以上的大楼使用，但家用太阳能空调的制造早已提上议事日程。在不久的将来，我们就能安享凉爽夏日，无需担心造成温室效应的加剧了。
太阳能“热中取凉”
上世纪80 年代，一些能源工程师不约而同地提出了太阳能空调的设想，其物理原理与冰箱基本一致，即：冷气通过液体的汽化而获得，因为物质由液态变为气态要吸收周围环境中的热量。太阳能空调也采用这一原理。不同的是，太阳能空调运行所需的能量来自太阳，而不是电，也不需要像冰箱那样的压缩机。
首先，研究人员把热传感器(涂上黑漆的玻璃管，水从里面通过)安装在屋顶上，为空调器吸收太阳热量。空调器使用一种无污染的制冷剂（溴化锂和水混合成的盐溶液）。接着，传感器将盐溶液加热到沸腾，水汽化，溴化锂与水分离。水蒸气来到冷凝器中，变成液态，而溴化锂则来到吸收器中，然后利用盐会吸收水分的特征，在那里再次与水结合，像泵一样将水蒸气吸走。问题的关键在于要在冷凝器和吸收器中间添加一个蒸发器。吸收器中的溴化锂会吸收水蒸气，从而形成低压。因此液态水变成水蒸气是从一根温度约为7℃的单独水管中吸收了热量。这样就达到制冷效果，降低了房间里的温度。
这一原理看似简单、安全，但也有缺点——过程中的两个关键步骤(水沸腾后的冷凝以及水和盐的再度结合)会释放出大量的热量，必须用一根使用很不方便的管道将这部分热量排出室外。该管道直径很大(要在地面上占据 1平方米)，而且其中湿热的环境会导致有害细菌的滋生，比如军团菌。因此，该管道的使用受到严格的限制，须定期进行采样和生物学测试以防止细菌生长。如此严格的跟踪调查对于家庭用户来说是难以承受的。
目前应用这种原理的设备主要有两种变体。第一种结构简单但很占地方，它是用一种固体“吸收剂”(如硅胶)代替盐溶液；第二种称为”干燥型”，固体吸收剂被用来吸收热空气中的水。这样空气和风扇输出的空气进行交换后冷却下来，随后让水在其中蒸发，这部分空气温度降低，但湿度增加。“干燥型”设备的好处在于省掉了冷却的管道，但使用这种设备必须严密监控细菌的滋生。
5年内投放市场
因此，家用太阳能空调的研究重点在于设法取代那根占地方的散热管道。如何解决这一难题呢?目前，研究人员是利用一种叫干式冷却器的设备来代替散热管道的。在这种干式冷却器中，来自空调机的水蒸气经过的是一条封闭管道，只依靠风扇输送到管道外的空气进行冷却。由于水蒸气和外部空气没有接触，也就不存在有害细菌滋生的危险。目前科学家已经在法国卢瓦尔省的一家养老院里安装了这种干式冷却器，以便测试其制冷性能。在两年内，研究人员将评估风扇的用电量以及顾客对制冷效果的满意度。如果测试结果令人满意，那么第一代干式冷却器的家用空调将在未来5年内上市。
但是，还有一个问题，那就是干式冷却器在最需要空调的气候炎热地区并不适用。原因很简单，因为水蒸气的冷却要靠外部的空气。当气温超过30℃时，空调就不起作用了，不过这个问题目前也有了解决方法。办法采用的是一种组合设备，即除一台在气温 30℃以下工作的、带风扇的干冷却器之外，另外配备一个水蒸气冷凝管道外壳，壳体内侧预先配备了一种“相变”材料。这种材料由固态变为液态时吸收的热量是液态汽化时所吸收热量的 5倍。实际上，这种材料白天能吸收进入室内气体的热量，夜晚当室外温度降低时，它又能将热量释放掉，重新变回固态，准备进行下一次循环。但目前这些材料的性质还有待确定。研究人员得用石蜡或盐水，将它们保存在直径为十几微米到十几厘米之间的微囊体中或放入类似泡沫的材料中。确定材料的工作将在2010年前完工，紧接着就投放市场。但就目前研究的进度来看，太阳能空调的技术并不成熟，还不能完全投放市场。
由于首批太阳能空调造价昂贵(功率为 10千瓦的太阳能空调器需 2万~3万欧元)，所以只能先配备给公共住宅和别墅。但这种环保空调的支持者希望借助公众的赞助(如抵税账户)来解决资金问题。他们期望使用太阳能空调能将用电量减至 1/20(因为只有制冷剂泵需用电)。未来，随着环保意识的深入人心，人们会越来越关注这项技术，阳能空调的造价也将随之降低。所以，或许5年后，每个人都能借助阳光享受习习的凉风了。
众所周知，随着全球气候变暖，人们将迎来越来越多的酷暑。每到夏天，为了应对可能来袭的滚滚热浪，越来越多的人在家安装空调。空调销售量也以每年4％的速度增长。问题在于，传统空调器使用的制冷剂引起温室效应的能力比二氧化碳还要强1 300 倍!除此之外，传统空调还特别耗电，即便是功率最小的空调设备，每小时至少也得消耗1千瓦时电能。
天方夜谭将成真
炎炎夏日里，利用空调制冷的耗电量几乎是整个电力系统耗电量的1/3 还多。大家知道，太阳能是目前公认的最清洁能源。利用太阳能来烧水和取暖是很正常的事，但能不能用太阳能制冷呢？ 这看似矛盾，却绝非天方夜谭。因为这是完全可行的! 太阳能空调不仅能在炎炎夏日送来凉爽，还能在冬天充当供暖炉和热水器，可谓一举多得。
虽然目前太阳能空调的构想和模型仍处于试验阶段，已经投入使用的几个样机仅供那些500 平方米以上的大楼使用，但家用太阳能空调的制造早已提上议事日程。在不久的将来，我们就能安享凉爽夏日，无需担心造成温室效应的加剧了。
太阳能“热中取凉”
上世纪80 年代，一些能源工程师不约而同地提出了太阳能空调的设想，其物理原理与冰箱基本一致，即：冷气通过液体的汽化而获得，因为物质由液态变为气态要吸收周围环境中的热量。太阳能空调也采用这一原理。不同的是，太阳能空调运行所需的能量来自太阳，而不是电，也不需要像冰箱那样的压缩机。
首先，研究人员把热传感器(涂上黑漆的玻璃管，水从里面通过)安装在屋顶上，为空调器吸收太阳热量。空调器使用一种无污染的制冷剂（溴化锂和水混合成的盐溶液）。接着，传感器将盐溶液加热到沸腾，水汽化，溴化锂与水分离。水蒸气来到冷凝器中，变成液态，而溴化锂则来到吸收器中，然后利用盐会吸收水分的特征，在那里再次与水结合，像泵一样将水蒸气吸走。问题的关键在于要在冷凝器和吸收器中间添加一个蒸发器。吸收器中的溴化锂会吸收水蒸气，从而形成低压。因此液态水变成水蒸气是从一根温度约为7℃的单独水管中吸收了热量。这样就达到制冷效果，降低了房间里的温度。
这一原理看似简单、安全，但也有缺点——过程中的两个关键步骤(水沸腾后的冷凝以及水和盐的再度结合)会释放出大量的热量，必须用一根使用很不方便的管道将这部分热量排出室外。该管道直径很大(要在地面上占据 1平方米)，而且其中湿热的环境会导致有害细菌的滋生，比如军团菌。因此，该管道的使用受到严格的限制，须定期进行采样和生物学测试以防止细菌生长。如此严格的跟踪调查对于家庭用户来说是难以承受的。
目前应用这种原理的设备主要有两种变体。第一种结构简单但很占地方，它是用一种固体“吸收剂”(如硅胶)代替盐溶液；第二种称为”干燥型”，固体吸收剂被用来吸收热空气中的水。这样空气和风扇输出的空气进行交换后冷却下来，随后让水在其中蒸发，这部分空气温度降低，但湿度增加。“干燥型”设备的好处在于省掉了冷却的管道，但使用这种设备必须严密监控细菌的滋生。
5年内投放市场
因此，家用太阳能空调的研究重点在于设法取代那根占地方的散热管道。如何解决这一难题呢?目前，研究人员是利用一种叫干式冷却器的设备来代替散热管道的。在这种干式冷却器中，来自空调机的水蒸气经过的是一条封闭管道，只依靠风扇输送到管道外的空气进行冷却。由于水蒸气和外部空气没有接触，也就不存在有害细菌滋生的危险。目前科学家已经在法国卢瓦尔省的一家养老院里安装了这种干式冷却器，以便测试其制冷性能。在两年内，研究人员将评估风扇的用电量以及顾客对制冷效果的满意度。如果测试结果令人满意，那么第一代干式冷却器的家用空调将在未来5年内上市。
但是，还有一个问题，那就是干式冷却器在最需要空调的气候炎热地区并不适用。原因很简单，因为水蒸气的冷却要靠外部的空气。当气温超过30℃时，空调就不起作用了，不过这个问题目前也有了解决方法。办法采用的是一种组合设备，即除一台在气温 30℃以下工作的、带风扇的干冷却器之外，另外配备一个水蒸气冷凝管道外壳，壳体内侧预先配备了一种“相变”材料。这种材料由固态变为液态时吸收的热量是液态汽化时所吸收热量的 5倍。实际上，这种材料白天能吸收进入室内气体的热量，夜晚当室外温度降低时，它又能将热量释放掉，重新变回固态，准备进行下一次循环。但目前这些材料的性质还有待确定。研究人员得用石蜡或盐水，将它们保存在直径为十几微米到十几厘米之间的微囊体中或放入类似泡沫的材料中。确定材料的工作将在2010年前完工，紧接着就投放市场。但就目前研究的进度来看，太阳能空调的技术并不成熟，还不能完全投放市场。
由于首批太阳能空调造价昂贵(功率为 10千瓦的太阳能空调器需 2万~3万欧元)，所以只能先配备给公共住宅和别墅。但这种环保空调的支持者希望借助公众的赞助(如抵税账户)来解决资金问题。他们期望使用太阳能空调能将用电量减至 1/20(因为只有制冷剂泵需用电)。未来，随着环保意识的深入人心，人们会越来越关注这项技术，阳能空调的造价也将随之降低。所以，或许5年后，每个人都能借助阳光享受习习的凉风了。