太阳能制冷技术研究与应用

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1、1太阳能两级吸收式制冷系统大幅提高制冷系数、节约冷却水、又可以减轻制冷负荷的新系统。该系统环保、节能，具有和电制冷空调竞争的潜力。该系统主要有3个循环。1太阳能热水循环为了使太阳提供的能量能满足机组连续运转，系统增加一个储液罐使热源温度保持稳定，并储存剩余的热量。2地下水冷循单级吸收式制冷机效率低的决定因素就是：在发生器中加入的一次热源加热稀溶液产生冷剂蒸汽，冷剂蒸汽随后即被冷凝器冷凝，热量被冷凝水带走，导致一次热源的浪费。若能再次利用该冷剂蒸汽的热量来再次产生冷剂,则系统的COP必然提高。利用较低温度的热源来浓缩相同浓度的溶液要求该溶液的饱和蒸汽压更

2、低。忽略由管道阻力产生的压降，发生器中溶液的饱和蒸汽压近似等于冷凝器中的冷凝压力，该压由冷却水温度决定，所以冷却水温度越低越有利于热源的再次利用。能从自然界获得的稳定低温度的水就是地下水温度20°C。来自地下的冷却水先通过冷凝器冷凝来自第二发生器的冷剂水和蒸汽，然后流经吸收器，使吸收器降温，本身温度进一步升高后通过地下换热系统把热量传给大地。3热泵循环该系统在原来一级吸收式热泵的基础上增加了一个发生器G2,利用第一发生器G1中产生的冷剂蒸汽来为第二发生器提供热量，达到热源的再次利用，产生更多的冷剂，从而提鬲系统整体的COP3结论1冷却水先进入冷凝器，后

3、进入吸收器，以保证发生器G2的真空度，也节约了冷却水的用量。2系统利用一次热源所产生的冷剂蒸汽作为第二热源，提高了能量的利用率，使制冷系数有了较大的提高。经分析，该系统COP可以达到1.4〜1.7,远高于其他形式的吸收式热泵。3为使系统COP最高，稀溶液的浓度应在55%左右，发生器G1的放气范围为2.5%〜3%,发生器G2的传热面积应保证发生器G1的蒸汽潜热完全释放，提高溶液循环率虽然有助于提高COP,但是提升幅度不大，而且增大溶液循环率后溶液泵的负荷和设备尺寸也将增大4地下水冷循环的采用保证了系统的稳定性，而且冷却水的用量一定，运行时间越长，节水效果

4、越明显。5如果用两套太阳能集热系统，一套白天驱动热泵，另一套储存能量供晚上热泵运行，再加上辅助电加热防止阴天时系统不能运行，则可以实现一次投入，减少费用运行的目的。太阳能半导体制冷是利用太阳能电池产生的电能来驱动半导体制冷装置，实现热能传递的特殊制冷方式，其工作原理主要是光伏效应和帕尔贴效应。太阳能驱动的半导体制冷系统，结构紧凑，携带方便，可以根据用户需要做成小型化的专用制冷装置。它具有使用维护简单，安全性能好，可分散供电,储能比较方便，无环境污染等特点。另外，利用帕尔贴效应的半导体制冷系统与一般的机械制冷相比，它不需要泵、压缩机等运动部件，因此不存在

5、磨损和噪声。它不需要制冷剂，因此不会产生环境污染，也省去了复杂的传输管路它只需切换电流方向就可以使系统由制冷状态变为制热状态。这些无可比拟的优点，使得人们对太阳能半导体制冷技术产生了浓厚的兴趣。太阳能半导体制冷成败的关键问题：改善半导体制冷材料的性能，减少太阳能半导体制冷系统自身存在着能量损失，选择合适的储能设备、研制有效地控制器，提高太阳能电池转换效率。太阳能吸附式制冷系统是以太阳辐射能为驱动热源，包括两种基本类型：一种是利用太阳辐射能随昼夜交替的变化实现自然循环的间歇式制冷系统，釆用低蒸发温度的吸附质制冷剂，主要用于制冰场合；另一种是采用多个吸附器

6、交替进行脱附和吸附以实现连续制冷的吸附式制冷系统。为提高系统的性能，后者大多采用回热回质吸附制冷循环间歇式制冷太阳能固体吸附式制冷系统主要由集热吸附器、冷凝器和蒸发器三部分组成吸附器、冷凝器和蒸发器三部分组成吸附式制冷，其中以吸收式制冷较为成熟，但热水型单级吸收式制冷机要求的热源温度在88〜90°C以上。采用太阳能热水系统驱动吸收式制冷机，由于所需热水温度较高，太阳能集热器的集热效率相应较低，导致系统总的热效率并不高。与吸收式制冷机相比，尽管吸附式制冷机的制冷系数较低，但吸附式制冷机无运动部件，也不需要溶液泵等附件，并且不存在腐蚀现象。此外，吸附式制冷

7、机所需的热源温度较低，可采用普通的太阳能热水系统驱动。因此，对小型太阳能空调系统来说，吸附式制冷系统可能是一个更好的选择制约太阳能吸附式空调系统推广应用的主要因素包括系统的性能、运行的稳定性及运行的经济性.受吸附式制冷机组性能的限制，太阳能吸附式空调系统的制冷系数较低，即使采用集热性能优异的真空管太阳能热水系统驱动,系统的太阳能制冷系数仍然大多低于0.2一方面，由于太阳辐射能的不稳定性及间歇性，在一定程度上影响系统运行的稳定性。为实现系统的连续运行，太阳能吸附式空调系统需设置辅助热源此外，由于地面太阳辐射能密度较低，使得太阳能吸附式空调系统需采用较大的

8、集热面积。因而，在相同容量下，太阳能吸附式空调系统的初投资远高于机械压缩式制冷及吸收式制冷系统