摘要：太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。在新实际中，各国政府都将太阳能资源利用作为国家可持续发展战略的重要内容。而本文介绍了一种太阳能智能除湿系统，并和其他除湿方案进行比较，该系统具有节能环保，安全可靠，智能除湿等特点，已成功应用于电力箱柜的除湿，对保障智能电网安全运行具有重要的意义。
关键词：太阳能；除湿；应用发展
引言
据记载，人类利用太阳能已有3000多年的历史。而将太阳能作为一种能源和动力加以利用却只有300多年的历史。真正将太阳能作为"近期急需的补充能源"、"未来能源结构的基础"，则是近来的事。20世纪70年代以来，太阳能科技突飞猛进，太阳能利用日新月异。近代太阳能利用历史可以从1615年法国工程师所罗门•德•考克斯在世界上发明第一台太阳能驱动的发动机算起。这是一台利用太阳能加热空气使其膨胀做功而抽水的机器。在1615年～1900年之间，世界上又研制成多台太阳能动力装置和一些其它太阳能装置。
1、利用太阳能除湿的重要性
太阳能除湿是太阳能光伏发电、温湿度检测、湿度控制、半导体冷凝控制和数据远程传输的功能，通过太阳除湿实现开关柜、环网柜以及端子箱等封闭式柜体除湿的目的。除湿是工农业生产和人们日常生活中的常见问 题，尤其是在我国南方等高湿地区。在工业生产过程中，随着人们对空气、水源、食品、医药等品质 要求的不断提高，生产环境中湿度的控制成为一个 重要指标。在高湿环境下，湿气以及凝结的水滴会 导致一些计量仪器、传感器等精密电子装置的准确 性下降，甚至失效。环境湿度的变化会对纸张、木制品、纺织品等材料的形状及表面性状产生很大影响，对生产过程也会造成不良影响，因此这些部门都要对生产环境的湿度进行严格的规定。
除工业应用外，除湿更重要的意义在于改善人们 的生活环境。首先，较高的湿度会使一些生物污染物，如真菌（包括霉菌）、细菌、病毒的生长、繁殖以及向空气和人体的传播速度加快，引起一些呼吸道疾 病。室内较高的湿度与一定的温度也会加快非生物污 染物的释放速度以及在建筑物表面的化学反应速度，这些都是病态建筑综合症的成因。除湿的另一个重要 意义在于为人体提供热舒适[1－2]。在一定温度下，降 低湿度会使人体水分蒸发速率以及通过蒸发散发的 热量增加，从而使人体感觉更加凉爽、干燥和舒服。西欧的一些研究结果表明，与人体热舒适相应的相对 湿度应保持在 40％～60％[2]。我国属第三类建筑气候区，夏季闷热，冬季湿冷，因此降低湿度是改善室内 热环境最有效的措施之一。近些年我国也对室内舒 适性环境控制做出了规定：夏季室内温度采用 24～ 28 ℃，相对湿度应采用 40％～65％；冬季室内温度 应采用 18～22 ℃，相对湿度应采用 40％～60％[2]。随着国家经济的高速发展和人们对环境舒适性 的要求日益提高，新的空气调节方式——湿度的独 立控制，成为一种发展趋势，新的除湿技术的研究 与开发就成为能源和环境领域的一项重要课题。本 文作者将较为系统地介绍一种新节能、环保型的热 电除湿技术在国内外的研究进展，以及与传统除湿技术的比较。
2、太阳能除湿的应用实例
2.1、太阳能除湿系统应用于供暖/冷辐射地板
利用太阳能进行除湿，利用地板辐射进行供冷与供暖，既有 效降低一次能源的消耗，又能实现空气调节的目的。统图如下图1所示：
图1
该系统采用地板进行辐射供冷/暖，用太阳能除湿转轮系统进行室内的湿度调节，即用太阳能集热器收集太阳能，作为除湿转轮的再生热源，对室外空气进行除湿，满足室内的湿度负荷，用冷暖双供辐射地板进行室内的温度调节，满足温度负荷，从而达到系统的节能目的。采用地板辐射供暖/冷，负责室内空气的温度调节，室外新鲜空气主要满足室内的卫生条件，除湿转轮负责室内湿度的控制，从而组成不同与现阶段大量普及的湿联合处理的传统空调器，实现热湿单独处理，太阳能作为除湿转轮的再生热源，实现节能的目的。
2.2、太阳能驱动的吸附除湿空调系统
除湿空调系统如图2所示，集热器内两根并行的 轴以一定的转速驱动纤维带，在纤维带上涂有吸湿 剂。在朝向太阳的一面，太阳光直接辐射到吸湿剂上，同时也加热集热器内的空气，使吸湿剂受热干燥，得 以再生，具有吸湿能力。室内空气的流程为 1-2-3-41，当纤维带转到集热器底部时，吸湿剂吸附来自室内 湿空气中的水汽，使其变干并且温度升高；这些干热 气经水冷器冷却并且经增湿器等焓增湿后，温度降到 20 ℃以下再进入室内。再生空气的流程为 5-6-7-8，从集热器出来的高温高湿再生气通过热管气-气换热 器预热进入集热器的室外空气。显然，所述空调系统 有以下三个特点：采用热管换热器回收再生排气的热 量，使集热器朝阳侧温度可达到 85 ℃；空气流动方向 与纤维带的移动方向并行；零部件要求不高，结构较 简单，成本低。
图2
2.3太阳能驱动除湿转轮辅助中央空调系统
太阳能作为再生热源驱动除湿转轮辅助中央空调系统是目前比较成熟的技术集成（太阳能真空管集 热技术、转轮除湿技术和常规压缩制冷技术等）。该系 统方案综合了转轮除湿和压缩制的优点。图 3是应用太阳能驱动除湿转轮辅助中央空调系统的原理图。
图3
3、太阳能除湿系统存在的问题分析
太阳能液体除湿空调系统也面临着诸多急需解决的问题。比如再生器、除湿器的性能系数不高，除湿溶液的物性限制了制冷循环 COP 的进一步提高等等。因此，目前对太阳能液体除湿空调的研究主要集中在各种新颖的再生器设计（包括开式、闭式、热管加 热式以及与太阳能集热器一体化式）、除湿器性能的优 化及新型工质的选择上，各种具有多效回热的再生器是主要研究方向。除湿器也出现了卵石床式、多级幕芯式、降膜蜂窝式等多种结构。新型工质也层出不穷，各种具有良好性能的混和工质是研究的主要方向。还有，对系统的数值模拟及理论优化，也是大家热衷的课题。相信在不久的将来，太阳能液体除湿空调的整体系统将有大的突破。
另外，太阳能能量密度低、间断性出现的特点，使得能量收集及转换成本高、不易获得高温热源、运行参数受自然条件影响较大等工程实际问题，阻碍了太阳能空调的发展，所以蓄能技术成为一个急待解决的问题。
4、结语
我国因得天独厚的地理位置而具有丰富的太阳能资源，我国年太阳能辐射能量，估计能达到3340～8400MJ/m。由此可见，充分开发利用太阳能资源是节省和替代常规能源的有效措施，是实现能源可持续发展战略的必由之路。而根据有关部门的预测，到2050年左右，太阳能将超过石油天然气等其他常规能源的使用规模而成为新能源的典型代表，进而在人类的生产、生活和社会发展中扮演重要的角色。随着人们对居住环境的舒适性和工业生产中对除湿要求的提高以及传统除湿技术弊端的日益显现，新型除湿技术逐渐引起了人们的注意。太阳能除湿技术已经在国内外得到了广泛研究，已经在商业上得到了应用。随着相关太阳能技术和除湿技术的发展，利用太阳能除湿必将得到进一步的发展。
参考文献：
[1]王革华、田雅林、袁靖婷《能源与可持续发展》化学工业出版社2015
[2]赵玉文《21世纪我国太阳能利用发展趋势》.中国电力，2014，33（9）：73-77
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[4]赵荣义.空气调节[M].北京：中国建筑工业出版社，2010
[5]方荣生.太阳能应用技术[M].北京：中国农业出版社， 2014
[6]李鑫，李忠，韦利飞，等. 除湿材料的研究进展[J]. 化工进展，2014，23（8）：811-815.
项目名称：一种PT柜除湿装置。
论文作者:刘访
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/6
标签：太阳能论文; 湿度论文; 转轮论文; 室内论文; 空气论文; 技术论文; 温度论文; 《电力设备》2018年第22期论文;