太阳能固体吸附式制冷技术的研究与进展_刘家林

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太阳能固体吸附式制冷的技术分析及其进展

太阳能固体吸附式制冷的技术分析及其进展
可 实现连 续 制冷 。 2 2 吸附床 的传 热 传质 强化 技术 .
() 2 冷却吸附
晚上 , 环境温度降低 , 吸附床被
环境空气冷却, 吸附剂开始吸附制冷剂蒸汽, 系统 中
制冷剂 蒸汽压 力下 降 , 当压 下 降 至 蒸 发 温度 下 的 勺
饱和压力时 , 储存在蒸发器 中的液态制冷剂开始蒸 发制冷, 产生 的蒸汽继续被吸附床吸附, 直至吸附结 束, 完成一个吸附制冷循环。
附式制 冷 系统 以太 阳能驱动 的吸 附床代 替 了蒸气压 缩 式制 冷系统 中 的压 缩 机 , 统 主要 由 四大 部件 即 系 吸附床 ( 集热 器 )冷凝器 、 发器 、 、 蒸 节流 阀等 构成 , 如 图 1 示 。其 操 作 过程 是 间歇 式 的 , 为受 热 解 吸 所 分
Ab ta t I i p p r t eb c go n d t es s m p icp eo t es lre eg l sr c :n t s a e , h a k r u d a y t r il f oa n ry s i h n h e n h o d—a s r t n r f g r dopi r e— o e i
a in tc n lg r nrd c d. Is tc n lg d d v lpme tae a ay e t e h oo a e ito u e o y t e h oo a e eo y n n r n l z d. Is c re ts oto n s a e t u r n h rc mig r
g n r i d,a d te r s ac i cin i c n r d e ea z l e n e e rh d r t o f me . h e o s i

太阳能制冷文献综述

太阳能制冷文献综述

文献综述二零一二年六月文献综述太阳能制冷系统研究现状及其进展引言:在完成太阳能制冷系统研究现状及其进展的论文过程中,我参考了诸多文献,引用了它们的思想或者结论,现将其中一些比较主要的文献作为完成本文的研究依据做一个综述。

1.太阳能吸收式空调及供热综合系统太阳能吸收式空调系统主要由太阳集热器和吸收式制冷机两部分构成。

吸收式制冷的基本原理是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质来进行的。

这两种物质在同一压强下有不同的沸点, 其中高沸点的组分称为吸收剂, 低沸点的组分称为制冷剂。

常用的吸收剂) 制冷剂组合有两种: 一种是溴化锂—水, 通常适用于大型中央空调; 另一种是水—氨, 通常适用于小型空调。

在夏季,被集热器加热的热水首先进入储水箱,当热水温度达到一定值时, 由储水箱向制冷机提供热媒水; 从制冷机流出并已降温的热水流回储水箱,再由集热器加热成高温热水; 制冷机产生的冷媒水通向空调箱,以达到制冷空调的目的。

当太阳能不足以提供高温热媒水时, 可由辅助锅炉补充热量。

在冬季, 同样先将集热器加热的热水进入储水箱,当热水温度达到一定值时, 由储水箱直接向空调箱提供热水,以达到供热采暖的目的.当太阳能不能够满足要求时, 也可由辅助锅炉补充热量.在非空调采暖季节, 只要将集热器加热的热水直接通向生活用储水箱中的热交换器, 就可将储水箱中的冷水逐渐加热以供使用.二空调及供热综合示范系统。

2.热管式真空管集热器的热性能研究热管式真空管集热器是一种新型的太阳能集热装置。

由于运用了真空技术,大幅度地降低了集热器的热损失,因而使其在高工质温度或低环境温度的运行条件下仍具有良好的热性能。

同时,由于运用了热管技术,被加热工质不直接流经真空管,因而跟普通真空管集热器比较, 热管式真空管集热器还具有许多其它优点:热容量小, 在瞬变的太阳辐照条件下可提高集热器输出能量;热二极管效应.当太阳辐照较低时可减少被加热工质向周围环境散热;防冻, 在冬季夜间一20%时真空管本身不会冻裂;另外,系统承压高,易于安装、维修等等。

太阳能制冷技术的研究概况

太阳能制冷技术的研究概况

二、太阳能制冷技术的发展
随着人们对环境保护的重视和对可再生能源的需求的增加,太阳能制冷技术 正在得到越来越广泛的应用。目前,太阳能制冷技术已经在以下领域得到了应用:
二、太阳能制冷技术的发展
1、建筑领域:建筑物的空调系统是太阳能制冷技术应用的重要领域之一。利 用太阳能制放。
随着社会的发展和人们对环境保护的重视,太阳能制冷技术作为一种可再生 能源的应用技术,正在受到越来越多的。太阳能制冷技术不仅可以减少对传统能 源的依赖,而且可以降低环境污染,对改善环境质量具有积极的影响。
一、太阳能制冷技术的应用
一、太阳能制冷技术的应用
太阳能制冷技术是一种利用太阳能进行制冷的技术,它主要包括太阳能吸收 式制冷、太阳能吸附式制冷和太阳能除湿冷却式制冷等技术。其中,太阳能吸收 式制冷技术是利用太阳辐射能进行制冷的一种技术,它主要由太阳能集热器、吸 收器、冷凝器、
太阳能制冷技术的研究概况
01 一、背景
03 三、方法
目录
02 二、现状 04 四、成果
05 五、不足
07 参考内容
目录
06 六、展望
一、背景
一、背景
太阳能是一种清洁、可再生的能源,具有无限的潜力。随着环境保护和能源 高效利用的需求日益迫切,太阳能制冷技术应运而生。太阳能制冷技术利用太阳 能的热量驱动制冷系统,提供舒适的室内环境,同时降低对传统能源的依赖。
一、太阳能制冷技术的应用
制冷剂等组成。太阳能吸附式制冷技术是利用吸附剂在太阳能的作用下进行 吸附制冷的一种技术,它主要由太阳能集热器、吸附剂、冷凝器等组成。太阳能 除湿冷却式制冷技术是利用太阳能进行除湿,然后利用冷却介质进行制冷的一种 技术,它主要由太阳能集热器、除湿器、冷却介质等组成。

空调制冷新技术论文

空调制冷新技术论文

空调制冷新技术分析摘要:吸附制冷系统以太阳能、工业余热等低品位能源作为驱动力,采用非氟氯烃类物质作为制冷剂,系统中很少使用运动部件,具有节能、环保、结构简单、无噪音、运行稳定可靠等突出优点,因此受到了国内外制冷界人士越来越多的关注。

文章简要叙述了吸附制冷的工作原理,对吸附制冷技术的研究进展进行了综述。

关键词:吸附制冷空调应用吸附制冷的基本原理是:多孔固体吸附剂对某种制冷剂气体具有吸附作用,吸附能力随吸附剂温度的不同而不同。

周期性的冷却和加热吸附剂,使之交替吸附和解吸。

解吸时,释放出制冷剂气体,并在冷凝器内凝为液体;吸附时,蒸发器中的制冷剂液体蒸发,产生冷量。

1空调吸附制冷技术概述吸附制冷吸附研究主要包括工质对性能、吸附床的传热传质性能和系统循环与结构等几个方面的工作,无论哪一个方面的研究都是以化工和热工理论为基础的,例如传热机理、传质机理等等,限于篇幅,本文仪从技术发展的角度来概括吸附制冷的研究进展。

1.1吸附工质对性能研究吸附制冷技术能否得到工业应用很大程度上取决于所选用的工质对,工质对的热力性质对系统性能系数、初投资等影响很大,要根据实际热源的温度选择合适的工质对。

从20世纪80年代初到90年代中期,研究人员为吸附工质对的筛选做了大量的工作,逐渐优化出了几大体系的工质对。

按吸附剂分类的吸附工质对可分为:硅胶体系、沸石分子筛体系、活性炭体系(物理吸附)和金属氯化物体系(化学体系)。

由于化学吸附在经过多次循环后吸附剂会发生变性,因而对几种物理吸附类吸附体系的研究较多。

近几年来,研究人员在吸附工质对方面的研究始终没有停止,从理论和实验两个方面对各种工质对的工作特性进行了广泛的研究。

综合考虑强化吸附剂的传热传质性能,开发出较为理想的、环保型吸附工质对,从根本上改变吸附制冷工业化过程中所面临的实际困难,是推动固体吸附式制冷工业技术早日工业化的关键。

1.2系统循环与结构的研究从工作原理来看,吸附制冷循环可分为间歇型和连续型,间歇型表示制冷是间歇进行的,往往采用一台吸附器;连续型则采用二台或二台以上的吸附器交替运行,可保障连续吸附制冷。

太阳能驱动制冷空调技术

太阳能驱动制冷空调技术

太阳能驱动制冷空调技术吴 薇1,殷勇高2,冒海阳1,李晖艳1,尹成志1(1.南京师范大学动力工程学院,江苏南京210042;2.东南大学能源与环境学院,江苏南京210096)[摘要] 太阳能驱动制冷空调技术主要分为光热转换、光电转换及光化转换等3种方式.详细阐述了太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷、太阳能溶液除湿蒸发制冷及太阳能喷射式制冷等方法的原理、组成特点和研究现状与进展.简要分析了太阳能光电制冷和太阳能光化制冷的特点及发展趋势,并对光热转换、光电转换及光化转换等3种方式制冷方法的性能进行综合比较,从系统能耗、系统初投资以及推广应用等角度探讨了太阳能用于制冷空调的前景与技术难题.[关键词] 太阳能制冷空调,光热转换,光电转换,光化转换[中图分类号]T U83117+4 [文献标识码]A [文章编号]167221292(2007)0420040205Sol ar Energy 2Powered Refr i gera ti on and A i r 2Cond iti on i n g Technolog i esW u W e i 1,Yi n Yo nggao 2,M ao Ha i ya ng 1,L i Hu i yan 1,Yi n C hengzh i1(1.School of Power Engineering,Nanjing Nor mal University,Nanjing 210042,China;2.School of Energy and Envir onment,Southeast University,Nanjing 210096,China )Abstract:Solar energy is an unli m ited and rene wable s ource of green energy .Solar energy 2powered refrigerating andair 2conditi oning system mainly includes phot other mal conversi on,phot ovoltaic conversi on and phot oche m ical conver 2si on .W e illustrate in detail the p rinci p les,the co mposite features,and the p resent research state and evolve ment ofthe such methods of s olar energy 2powered refrigerati on and air conditi oning technol ogies as s olar energy abs or p tive re 2frigerati on,s olar energy ads or p tive refrigerati on,s olar energy evaporating and dehu m idifying refrigerati on and s olarenergy jet refrigerati on,and analyze in brief the configurative characteristics,p resent research state and evolve ment a 2bout phot ovoltaic refrigerati on and phot oche m ical refrigerati on of s olar energy,and make a comp rehensive comparis onof the perf or mances of the three refrigerati on methods of phot other mal conversi on,phot ovoltaic conversi on and phot o 2che m ical conversi on,and finally exp l ore the p r os pect and technol ogy tr ouble of s olar refrigerati on fr om the angles ofenergy consu mp ti on,initial invest m ent and p r oduct app licati on .Key words:s olar energy 2powered refrigerating and air 2conditi oning,phot other mal conversi on,phot ovoltaic conver 2si on,phot ochem ical conversi on 收稿日期:2007206228.基金项目:江苏省高校自然科学基础研究(07KJB480060)资助项目.作者简介:吴薇(19742),女,讲师,主要从事能源利用与环境保护等方面的教学与研究.E 2mail:wuwei@njnu .edu .cn0 引言目前,大部分的制冷空调设备都是以电能驱动的.随着制冷空调技术的快速发展,传统的制冷空调设备消耗大量的电能,同时也带来了制冷工质氟里昂对环境的污染(温室效应和破坏臭氧层),因此制冷空调中的环保和节能问题成为人们关注的焦点.以太阳能作为主要驱动能源、以自然工质作为循环工质的太阳能制冷与空调技术成为当前制冷空调研究领域的热点之一.太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生绿色能源,地球每年接受的太阳能总量为1×1018k W h,太阳能驱动制冷空调系统具有环保和节能的双重优势.太阳能用于现代制冷空调的方式很多,本文主要探讨太阳能作为主要能源驱动制冷与空调的技术方法,对其种类、组成、性能特点进行综合比较分析.1 太阳能驱动的制冷空调方法太阳能的利用途径分为以下3种:光热转换、光电转换和光化转换[1].光热转换是利用各种集热器把第7卷第4期2007年12月 南京师范大学学报(工程技术版)JOURNAL OF NANJ I N G NORMAL UN I V ERSI TY (ENGI N EER I N G AND TECHNOLOGY E D I TI O N ) Vol .7No .4Dec,2007吴 薇,等:太阳能驱动制冷空调技术太阳能收集起来,然后利用收集到的热能来驱动太阳能制冷空调装置;光电转换是将太阳能转化为电能来驱动制冷系统;光化转换是先将太阳能转化为化学能,然后进行制冷/热.太阳能制冷空调系统主要由太阳能集热装置、热驱动制冷装置和辅助热源以及相关控制设备组成[2].主要的太阳能制冷空调方法有如下几种类型[3]:光热转换式主要有吸收式制冷、吸附式制冷、除湿蒸发冷却、喷射式制冷;光电转化主要有电能驱动传统制冷方式、半导体制冷;光化转换主要有化学热泵、氢化物制冷.111 光热转换方式太阳能制冷空调111.1 太阳能吸收式制冷吸收来自蒸发器的低压蒸气,释放出热量由冷却介质带走,溶液变浓后经溶液泵升压送至发生器,经过高温热源加热产生高压蒸汽进入冷凝器冷凝,节流后进入蒸发器蒸发制冷.太阳能吸收式制冷机有如下几种[4]:间歇式太阳能吸收式制冷机(如图1所示)、连续式太阳能吸收式制冷机(分为直接式和间接式)和无泵吸收式制冷机(分汽泡泵式和双吸收器式).间歇式太阳能吸收式制冷机中集热器兼作发生器和吸收器用,工质为氨水溶液.经有关试验研究,在太阳能辐射为700W/m2和发生时间为5h的条件下,环境温度为22~35℃,冷却水温度为20℃,冷凝温度为21~35℃,发生器内的溶液温度最高达到75~83℃,能够产生并冷凝316~412kg氨.制冷阶段周围环境温度为18~31℃,蒸发温度为-17~7℃,结冰量为618~810kg,每平方采光面积的结冰量达415~513kg.间接连续式太阳能吸收式制冷机是通过集热器加工热水,然后通过热水作为热源媒体加热待发生溶液.日本矢崎1号太阳房就是一种间接连续式太阳能驱动溴化锂吸收式制冷机,试验研究表明,冷却水温为2915℃,冷冻水温度为9℃,发生器入口温度为85℃,制冷量为25100kJ/h,工况系数为015.1998年,江门100k W太阳能空调系统是我国首座大型实用性的太阳能空调系统[5],采用两级溴化锂吸收式制冷机,标志着我国太阳能热利用技术上了一个新台阶,运行数据表明系统性能COP在0145左右.多级太阳能吸收式制冷是进一步提高COP和减少加热功率的制冷系统,表1给出了多级太阳能溴化锂吸收式制冷系统的比较.表1 每k W制冷功率下太阳能溴化锂吸收式制冷系统比较Table1 Sol ar2powered L i Br/H2O absorpti on refr i gera ti on syste m(per1k W cooli n g capac ity)类型COP热源温度/℃集热器类型所需加热功率/k W所需集热器面积/m2单级01785平板、真空管11437148两级112130真空管01835107三级117220聚光型01594149 溴化锂吸收式制冷机存在易结晶、腐蚀性强、蒸发温度在0℃以上的缺点,但COP比氨水吸收式要高.而且氨水吸收式制冷工作压力高,具有一定的危险性,且氨有毒,要防止泄漏到环境大气中,同时系统还要精馏装置,但可以得到很低的蒸发温度.总体来说吸收式制冷技术相对比较成熟,但由于初投资大,一般应用于大型的中央空调场所.11112 太阳能吸附式制冷自19世纪中叶Faraday提出利用吸附原理进行制冷的构想、20年代实现吸附制冷的初步应用,但因为相比于压缩制冷效率低、初投资高而停滞,一直到70年代中期因石油危机导致太阳能应用研究升温,采用太阳能驱动吸附制冷装置作为利用太阳能的有效方式,其研究随之展开.上海交通大学在此领域做出了大量深入的研究.其基本原理是以多孔性固体作为吸附剂,以某种气体作为制冷剂,形成吸附制冷工质对,固体吸附剂吸附制冷剂气体,使得制冷剂液体不断蒸发制冷,固体吸附剂吸附饱和之后通过太阳能加热解吸.1988年美国沸石动力公司研制高性能的沸石/水回热吸附制冷装置,采用两床循环可回收70%~80%吸附热,COP达112,COA达118以上;1992年英国Crit oph[6]研制活性炭/氨对流热波吸附制冷机,理论COA达119,供热量达1~3k W;1993年法国Douss研制沸石/水—活性炭/甲醇复叠吸附制冷机样机试验结果COP 为116,COA 为1178,回热率达57%;1996年美国M iles [7]研制了天然气直燃活性炭/氨热波型热泵,季节性能指数COP 达0176,COA 达1121;1998年上海交通大学开发了两床回热活性炭/甲醇吸附空调,COP 达014以上,COA 达112以上.太阳能吸附式制冷根据制冷系统的运行方式一般可分为连续式制冷系统和间歇式制冷系统.目前吸附式制冷主要集中在吸附-制冷工质对性能、吸附床的传热传质强化、吸附过程机理分析等方面的研究[8].吸附制冷工质对主要是:活性炭-甲醇、分子筛-水、分子筛-氨、硅胶-水、活性炭纤维-甲醇、氯化钙-氨、氯化锶-氨等等.从目前的研究看来,太阳能固体吸附制冷需要解决的关键性问题有:吸附剂/集热器白天的高效集热和夜间的有效散热之间的矛盾;对于以甲醇和水等低蒸汽压吸附质作为制冷剂的负压系统如何长期维持系统的真空度;如何将夜间所制的冷量有效地储存到白天使用.太阳能固体吸附式制冷技术存在导热系数低、传热效果差、解析周期长、单位质量吸附剂制冷功率小、设备庞大、系统热量利用率不高、性能系数低、难以长期保证系统的高真空度等缺点.但固体吸附式制冷有一些自身的优势:结构简单、无运动部件、无噪音、无污染、运行稳定、不存在结晶问题、可靠性高,特别是还能适用于一些振动或者旋转场所.11113 太阳能除湿蒸发冷却空调系统太阳能除湿蒸发冷却制冷方式分为固体除湿蒸发冷却和液体除湿蒸发冷却两种.由于固体除湿存在系统庞大、再生温度高、系统相对比较复杂等缺点,溶液除湿蒸发冷却制冷越来越受到重视,得到了广泛的研究,清华大学、东南大学等高校分别在此领域进行了比较深入的研究.溶液除湿蒸发冷却空调系统利用溶液除湿剂对湿空气进行除湿干燥,然后将这部分空气送入直接蒸发冷却器产生冷水或者温度较低的湿空气.一种制取冷冻水的流程如图2所示.常用的除湿剂有氯化锂、氯化钙、溴化锂及它们的混合物.溶液再生温度通常在55~75℃,能较好地利用太阳能作为系统主要驱动能源,太阳能驱动的溶液除湿蒸发冷却空调系统的热力系数可达到017,是一种具有节能和环保双重优势的新型制冷空调方法[9].溶液除湿蒸发冷却空调系统跟吸收式制冷系统一样,都是利用溶液浓度的变化来制取冷量,但相对于吸收式制冷方式,溶液除湿蒸发冷却系统有着显著的优势:(1)需要的驱动热源温度低,一般55~75℃均能满足系统运行要求,能有效地利用如太阳能、工业余热、废气余热等低品位热源;(2)空调系统所有装置设备均在大气压环境下运行,无真空密封要求;(3)系统主要部件少,结构简单;(4)系统风量大,温湿度容易控制调节,新风量大,空气品质好.鉴于太阳能具有不连续性的特点,必须配备一定的辅助热源或者通过蓄能技术来保证系统可靠连续地运行,而溶液除湿蒸发冷却空调系统能够实现一种溶液除湿潜能蓄能方式,在一定的情况下,使得空气的潜热和显热相互转化.此蓄能方式具有蓄能密度大,蓄能密度高达3000MJ /m 3,蓄能方式简单,常温保存,与系统耦合性强等特点.目前主要集中在除湿剂包括混合溶液除湿剂性能、除湿器再生器的设计与传热传质强化、系统结构流程合理设计、溶液独立除湿空调系统等方面的研究,如何解决除湿剂对设备的腐蚀性和强化传热传质过程使得设备小型化是将溶液除湿蒸发冷却空调推广的关键性技术.11114 太阳能喷射式制冷太阳能喷射式制冷是利用制冷剂经太阳能集热器产生一定压力的蒸汽,再通过喷嘴喷射制冷.该系统一般分为两个循环:动力循环和制冷循环.制冷剂在集热器中汽化、增压,产生饱和蒸汽,进入喷射器,经喷嘴高速喷出并膨胀,在喷嘴附近产生真空,将蒸发器中的低压蒸汽吸入喷射器,经过喷射器的混和气体进入冷凝器放热、凝结,然后冷凝液的一部分通过节流阀进入蒸发器吸收热量后汽化,完成制冷循环.喷射式制冷系统和吸收式相比具有结构简单、运行稳定可靠等优点,但其致命的弱点是性能系数COP 值太低.例如以氟里昂R12为喷射制冷剂,热源温度为80℃,冷凝温度为40℃,蒸发温度为5℃,喷射系数为012时,工况系数COP 为0115.针对这一弱点,研究者提出了电能辅助和其他制冷方式相结合等方南京师范大学学报(工程技术版) 第7卷第4期(2007年)案来提高系统的COP 值.1996年R iffat 提出一种热管-喷射器复合制冷装置的原理性结构,由太阳能或者太阳能和燃气联合驱动,其特征是系统中存在一毛细泵,该毛细泵用于使得一部分冷凝液进入发生器[10].东南大学[11]对该系统进行了一定的数值模拟研究,论证了该系统的可行性.2004年,天津大学[12]在双元非共沸工质的太阳能喷射式制冷空调系统方面进行了理论和实验研究,得到了较高的寿命期内性能系数.针对以上各种太阳能制冷空调技术,图3和图4是对其在不同热源温度和冷却温度下的系统性能比较.112 光电转化方式制冷光电转化方式制冷就是先将太阳能转化为电能,然后利用电能驱动传统的制冷空调系统完成制冷循化实现制冷.光伏发电是应用半导体器件将太阳光能转换为电能,目前发电成本比起煤电和水电要高一些,但是具有安全可靠、无噪声、无污染、无需燃料、无机械转动部件等优点,并且不受地域限制,规模大小很灵活,与建筑结合方便,建站周期短,故障率低,维护简便.如今正在使用的光伏发电系统中的大部分设备还处于较为原始的阶段,较低的制造技术和应用研究水平已成为制约太阳能发电技术应用的瓶颈.截止到2002年年底,世界太阳能光伏发电系统的总装机容量达到2200MW ,国内外分别有相应的示范性工程.随着光电转化技术的发展,光电转化驱动传统制冷空调系统会将来可能会有一定的应用比例.光电转化半导体制冷由于光伏转化效率和半导体制冷性能系数很低的瓶颈问题,在此方面的应用短期内不会有很好的改善,也很少人从事这方面的研究.2004年,叶继涛[13]等人对太阳能半导体制冷结露法空气取水器进行了一定的理论研究,适合于沙漠地区中制取淡水,理论表明具有一定的可行性和应用前景.113 光化转换方式制冷光化转换是将太阳能转化为化学能,利用化学反应进行制冷或者供热.以太阳能等低品位热源驱动的化学热泵系统,既节能降耗,又绿色环保,并且太阳能化学储能密度大,是一般显热储能的50倍,是潜热储能的10倍,还能常温储存.太阳能热泵主要有3种利用形式:利用太阳能驱动化学热泵以实现升温、贮能;利用太阳能和其它废热驱动化学热泵来提高能量品位;太阳能、化学热泵和其它废热三者整合用以升温、贮能.化学热泵工质对一般有金属卤化盐和氨、金属氧化物和水、金属氧化物和二氧化碳、金属氢化物和氢、丙酮和氢、环己烷和氢等.有关研究表明,系统制冷COP 在015左右,供热COP 在115~116之间.2 太阳能制冷空调性能特征及现阶段的局限性太阳能具有诸多优点的同时也存在自身的局限性,因而要进一步加强研究开发,努力在推广应用过程中逐步解决这些问题:(1)虽然太阳能制冷空调可以显著减少常规能源的消耗,大幅度降低运行费用,但由于现有太阳能集热器的价格较高,造成太阳能初投资偏高,应当坚持不懈地降低现有太阳能集热器的成本.(2)虽然太阳能制冷空调可以无偿利用太阳能资源,但由于自然条件下的太阳能辐照密度不高,使得太阳能集热器采光面积与空调建筑面积配比受到限制,目前只适用于楼层不多的建筑.加紧研制可产生水蒸气的中温太阳能集热器,以便与蒸汽型吸收式制冷机结合,是解决此矛盾的有效途径.(3)虽然太阳能制冷空调开始进入实用化示范阶段,但都是较大型的吸收式制冷机,用户不多,开发各种小型的太阳能制冷空调机,以便与太阳能集热器配套,逐步进入千家万户.吴 薇,等:太阳能驱动制冷空调技术南京师范大学学报(工程技术版) 第7卷第4期(2007年)3 结论太阳能制冷空调系统为人类生产、生活提供热量和冷量,是未来制冷空调技术的一个极其重要的发展方向,符合世界当前可持续性发展的战略思想.特别是当前传统的制冷方式带来的能源问题和环境问题,给太阳能空调的发展带来了良好的契机.经过几十年的发展,某些太阳能空调已经迈入实用化阶段,要针对不同的实际条件,大力、因地制宜地发展太阳能空调.相信在政府和社会的大力支持下,太阳能空调技术一定有广阔的发展前景.[参考文献](References)[1]李金伟,秦玉涛,马利军,等.浅析太阳能空调技术的开发与应用[J].中州大学学报,2003,20(4):111-112.L I J in wei,Q in Yutao,Ma L ijun,et al.An analysis of app licati on and devel opment of s olar air2conditi on[J].Journal of Zhongzhou University,2003,20(4):111-112.(in Chinese)[2]罗运俊.太阳能利用技术[M].北京:化学工业出版社,2005:219-220.Luo Yunjun.The Technol ogy of Solar Energy U tilizati on[M].Beijing:Che m ical I ndustry Press,2005:219-220.(in Chi2 nese)[3]周建戎,潘毅群.太阳能空调系统综述[J].制冷,2002,21(4):60-63.Zhou J ianr ong,Pan Yiqun.Su mmary of s olar air conditi oning syste m[J].Refrigerati on,2002,21(4):60-63.(in Chinese) [4]李军,朱冬生,赵朝晖.太阳能吸附式空调的研究与展望[J].流体机械,2004,32(7):61-64.L i Jun,Zhu Dongsheng,Zhao Chaohui.Research and expectati on on s olar energy ads or p ti on air conditi on[J].Fluid Machin2 ery,2004,32(7):61-64.(in Chinese)[5]Fl orides,Tass ou,Kal ogir ou,et al.Revie w of s olar and l ow energy cooling technol ogies for buildings[J].Rene wable and Sus2tainable Energy Revie w,2002(6):557-572.[6]Crit oph R E.An a mmonia carbon s olar refrigerat or f or vaccine cooling[J].Rene wable Energy,1994,5(1/4):502-508.[7]M iles D J,Sanborn D M,Nowakowski G A,et al.Gas fired s or p ti on heat pu mp devel opment[J].Heat Recovery Syste m s andCHP,1993,13(4):347-351.[8]周水洪.太阳能在制冷空调中的应用及关键技术[J].能源研究与利用,2004(3):32-34.Zhou Shuihong.The app licati ons and the key technol ogies of s olar energy in refrigerati on and air2conditi oning[J].Energy Re2 search and U tilizati on,2004(3):32-34.(in Chinese)[9]殷勇高,张小松,李应林,等.蓄能型太阳能溶液除湿蒸发冷却空调系统研究[J].东南大学学报:自然科学版,2005,35(1):73-76.Yin Yonggao,Zhang Xiaos ong,L i Yinglin,et al.I nvestigati on of s olar powered liquor desiccant evaporati on cooling air condi2 ti oning syste m with energy st orage[J].Journal of Southeast University:Natural Science Editi on,2005,35(1):73-76.(in Chinese)[10]R iffat S B,Zhao X.A novel hybrid heat2p i pe s olar collect or/CHP syste m2Part II:theoretical and experi m ental investigati ons[J].Rene wable Energy,2004,29(12):1965-1990.[11]施明恒,王兴春,蔡辉.太阳能毛细驱动喷射式空调器性能模拟研究[J].东南大学学报:自然科学版,2005,35(1):69-72.ShiM ingheng,W ang Xingchun,Cai Hui.Nu merical si m ulati on of the perfor mance of a cap illary ther mal driven eject or refrig2 erat or[J].Journal of Southeast University:Natural Science Editi on,2005,35(1):69-72.(in Chinese)[12]张于峰,田琦,赵薇,等.双元工质太阳能喷射制冷空调系统集热器[J].天津大学学报,2004,37(10):901-905.Zhang Yufeng,Tian Q i,Zhao W ei,et al.Collect ors of s olar eject or cooling syste m using non2azeotr op ic binary m ixture refrig2 erant[J].Journal of Tianjin University,2004,37(10):901-905.(in Chinese)[13]叶继涛,谢安国,陈儿同.太阳能半导体制冷结露法空气取水器的研究[J].鞍山科技大学学报,2004,27(4):282-286.Ye J itao,Xie Anguo,Chen Ert ong.Study on using s olar-energy se m iconduct or refrigerati on t o de water fr om air[J].Journal of Anshan University of Science and Technol ogy,2004,27(4):282-286.(in Chinese)[责任编辑:刘 健]。

太阳能吸附式制冷综述

太阳能吸附式制冷综述

太阳能吸附式制冷综述学号姓名摘要:介绍了太阳能吸附式制冷的基本原理与特点,对吸附式制冷技术的研究现状做了简要的分析,包括吸附工质对的性能、吸附床强化、系统循环与结构。

在此基础上,介绍了太阳能吸附式制冷的应用,主要应用的方面有低温储粮、制冷与供热联合、吸附式空调。

关键词:吸附式制冷研究现状应用1. 前言随着能源与环境问题与社会经济发展矛盾的日益突出,新能源的发展越来越受到各国的关注,对风能、水能、潮汐能的开发与研究力度不断增加,而这些能源的利用与发展根本上说是离不开太阳的。

在制冷空调领域,太阳能制冷不仅可以减少电力消耗,同时由于没有采用氟氯烃类物质,不会对大气臭氧层产生破坏,属于清洁能源,符合环保要求。

另外,采用太阳能制冷其热量的供给和冷量的需求在季节和数量上高度匹配,在夏季太阳辐射强、气温高,制冷量就越大。

因此,利用太阳能制冷技术对节约常规能源,保护自然环境都具有十分重要的意义。

太阳能固体吸附式制冷技术由于利用了太阳能而减少了对传统能源的使用,井通过使用天然友好的制冷剂从而避免了对环境的破坏。

太阳能固体吸附式制冷具有结构简单、初投资少、运行费用低、无运动部件、噪音小、寿命长且能适用于振动或旋转等场所的优点。

而且,太阳能在时间和地域上的分布特征与制冷空调的用能特征具有高度的匹配性,因此,利用太阳热能驱动的固体吸附式制冷技术的研究具有极大的潜力和优势[1]。

2. 太阳能固体吸附式制冷基本原理固体吸附式制冷是利用固体吸附剂(如沸石、活性炭、氯化钙)对制冷剂(如水、甲醇、氨)的吸附和解吸作用实现制冷循环的,这种吸附与解吸的过程引起压力的变化,相当于制冷压缩机的作用,吸附剂的再生可以在65~200℃下进行,这很适合于太阳能的利用。

吸附式制冷具有结构简单、运行费用低、无噪音、无环境污染、基本不含动力部件,能有效利用低品味热源等一系列有点[2]。

太阳辐射具有间歇性,因而太阳能吸附制冷系统都是以基本循环工作方式运行制冷的,Critoph把太阳能固体吸附式制冷循环描述成四个阶段,即定容加热过程、定压脱附过程、定容冷却过程、定压吸附过程[4]。

太阳能固体吸附式制冷技术的研究与进展

太阳能固体吸附式制冷技术的研究与进展
21 年 9 01 月
Ju ao Ge cn d e nl y or lf r nSic a c o g n e e e n T h o
绦 色科 技
第9 期
太 阳能 固体 吸 附式制 冷 技 术 的研 究 与 进 展
刘家林, 郑学林
( 海海事 大 学 商船 学院 , 海 2 10 ) 上 上 0 3 6
3 太 阳能 固体 吸 附式 制 冷 的研 究 现 状
最 早记 录 的 吸 附 制 冷 现 象 是 14 8 8年 F rd y aa a 发 现 Ag 1 附 NH。 生 制 冷 。 对 固 体 吸 附 式 制 C 吸 产 冷 技术 的研 究 则 开 始 于 2 O世 纪 3 0年 代 。 7 O年 代 的 能 源 危 机 为 吸 附 式 制 冷 提 供 了 一 个 很 好 的 发 展 契 机 , 附 式 制 冷 的 理 论 和 实 验 研 究 进 入 了 一 个 新 的 吸 阶段 ,9 2年 首 届 巴 黎 固 体 吸 附 式 制 冷 大 会 和 1 9 19 98 年 第 6 国 际 吸 附 基 础 大 会 又 促 进 了 国 内外 对 吸 附 届
随 着 能 源 和 环 境 问题 与 社 会 经 济 发 展 的 矛 盾 日 益 突 出 , 能 源 和 可 再 生 能 源 经 过 多 年 的 发 展 已 经 新 开 始 在 世 界 能 源 供 应 结 构 中 占 据 一 席 之 地 , 到 各 受
成 , 基 本 的工 作 过 程 ห้องสมุดไป่ตู้ 吸 热 解 吸 和 冷 却 吸 附组 成 。 其
数 发 达 国家 和 部 分 发 展 中 国 家 2 l世 纪 能 源 开 发 的 基 本选 择 。
附床 内压力 升 高 。解 吸 出来 的制 冷 剂 进入 冷 凝 器 ,

学科发展研究报告

学科发展研究报告

学科发展研究报告篇一:工程热物理学科发展研究报告工程热物理学科发展研究报告一、工程热物理学科发展概述工程热物理学是一门研究能量以热的形式转化的规律及其应用的技术科学。

它研究各类热现象、热过程的内在规律,并用以指导工程实践。

工程热物理学有着自己的基本定律:热力学的第一定律和第二定律、Newton力学的定律、传热传质学的定律和化学动力学的定律。

作为一门技术科学学科,工程热物理学的研究既包含知识创新的内容,也有许多技术创新的内容,是一个完整的学科体系。

工程热物理学科是能源利用领域的主要基础学科,工程热物理学科的发展推动了能源科技的进步。

从人类利用能源和动力发展的历史看,古代人类几乎完全依靠可再生能源,人工或简单机械已经能够适应农耕社会的需要。

近代以来,蒸汽机的发明唤起了第一次工业革命,而能源基础,则是以煤为主的化石能源,从小规模的发电技术,到大电网,支撑了大工业生产相应的大规模能源使用。

石油、天然气在内燃机、柴油机中的广泛使用,奠定了现代交通基础,燃气轮机的技术进步使飞机突破声障,这些进一步适应了高度集中生产的需要。

但是化石能源过度使用,造成严重环境污染,而且化石能源资源终将枯竭,严重地威胁着人类的生存和发展,要求人类必须再一次主要地使用可再生能源。

这预示着人类必将再次步入可再生能源时代——一个与过去完全不同的、建立在当代高新技术基础上创新发展起来的崭新可再生能源时代。

面对这个时代的召唤,工程热物理学科的发展既要适应可再生能源分散的特点,又要能为大工业发展提供能源,需要构建分布与集中供能有机结合的新型能源系统。

在这个过程中,工程热物理学科面临新的机遇与挑战。

工程热物理学科的发展和能源科学技术进步对人类社会将产生重大影响,将会出现许多伟大的变革,包括能源科技的重大发展。

一些新的能源利用方式,如新型动力机械、新型发电技术、涌现的新能源等。

能源问题是社会与经济发展的一个长期制约因素,关系全局的主要能源问题有:能源需求增长迅速,供需矛盾尖锐;能源结构不合理,优质能源短缺;效率低下,浪费惊人;环境影响更加严重,减排治污、保护生态刻不容缓;能源安全问题突出,全球战略势在必行等。

信息检索作业范本

信息检索作业范本

信息检索作业范本-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1文献检索综合检索报告07 级 * * 专业 * * 班学号 ***********姓名 * * *题目:节能制冷技术及制冷设备的研究成果与发展趋势检索词:制冷(Refrigeration) 节能(Energy conservation) 技术(Technology) 设备(Equipment)发展趋势(Developing trend)检索过程:以中文检索期刊维普中文科技期刊为例,第一步现在搜索栏内输入关键词制冷,搜到了与制冷相关的文章10200篇文章,但与题目的相关性有的文章很差。

因此采用逻辑联合的方式进行搜索,再搜索栏内输入关键词制冷and技术,然后进行检索,得到了295篇文章,进一步利用检索词之间的关系进行逻辑结合,输入关键词制冷and设备,然后进行搜索,搜到652篇文章!接着变换搜索方式在搜索栏内输入文摘节能and制冷and设备,然后进行搜索得到了201篇文章。

接着还可以变换搜索方式一题目名的方式进行搜索制冷and技术and设备,然后进行搜索得到搜索结果19。

然后变换搜索数据库,进入CNKI网络数据库,进行不同的逻辑组合进行搜索,在搜索栏内输入关键词节能and制冷and技术,然后点搜索搜索到了316篇相关文章,为了扩大搜索范围和结果,输入关键词节能and制冷and技术and发展and趋势,搜索到了1文章,由于检索到的文章少,进一步进行检索,输入检索词节能and制冷and设备and发展,搜索到了8篇文章。

进入外文搜索网站EBSCOhost Web,然后进行逻辑搜索,这些行为同样是在时间2000到2008的范围内进行搜索的,输入检索词Refrigeration and Technology,搜多到了36篇文章。

感觉搜索的结果还是不很理想,于是在中国科技在线和百度网站上进行搜索,已得到更好的结果.现将具体检索结果介绍如下。

低品位余热回收利用技术的研发

低品位余热回收利用技术的研发

低品位余热回收利用技术的研发动力101摘要:低品位余热是一般不被重视的废气能源,虽然能量品质低或密度低,但将成为节能减排的重要组成部分,指出,通过多年的实践,对低品位余热利用的研发与应用技术是可行的,具有现实意义。

关键词:低品位余热;余热利用;液态金属余热利用;节能Abstract:Low-grade waste heat is an emission energy which has being generally not taken seriously.Although the energy quality and density is low,it will become an important component of energy-saving and emission reduction.Through years of practice,the author points out that research and development of low—grade waste heat utilization and application technology is feasible and practical significance.Key words:low-grade waste heat;Waste heat utilization; liquid metal waste heat utilization; energy0 引言低品位余热是指品位低、浓度小、能量少,不被人们重视的废热能源。

低品位余热目前可分为三类:热值小于600kcal/Nm的低浓度可燃物、温度低于800℃的显热物体、温度低于400℃的低温尾气烟气。

能源是人类赖以生存和发展的基础,也是经济发展的原动力。

中国是以煤炭为基本能源的同家,煤炭比重长期保持在65%以上,而非化石能源占一次能源消费的比董仅约8%.闪此面对环境污染、资源和能源短缺等硬性约束。

吸附式制冷系统中吸附工质对的探索和实验研究

吸附式制冷系统中吸附工质对的探索和实验研究
Ab s t r a c t : T h i s p a p e r i n t r o d u c e d t h e wo r k i n g p r i n c i p l e o f t h e a d s o r p t i o n r e f i r g e r a t i o n s y s t e m,a n d a n a l y s e d t h e p r o g r e s s o f r e - s e a r c h a b o u t t h e a d s o pt r i o n w o r k i n g—me d i u m p a i r i n r e f r i g e r a t i o n a n d a i r c o n d i t i o n i n g a c a d e mi a ,a n d p o i n t e d o u t t h a t t h e s t u d y o n i mp r o v i n g t h e h e a t c o n d u c t i o n p r o p e ty r o f t h e a d s o r b e n t w a s t h e w e a k l i n k i n t h e s t u d y i f e l d o f a d s o r p t i o n w o r k i n g—me d i u m
An We n z hu o , Li u Ze q i n, P e i Fe n g
( T h e T i a n j i n K e y L a b o r a t o r y o f R e f i r g e r a t i o n , S c h o o l o f Me c h a n i c l a E n g i n e e r i n g , T i a n j i n U n i v e r s i t y o f C o mm e r c e , T i a n j i n 3 0 0 1 3 4 ,C h i n a )

浅析太阳能在暖通空调中的应用

浅析太阳能在暖通空调中的应用

嚣墨弘渊一删浅析太阳能在暖通空调中的应用张春玲(日照职业技术学院山东日照276826)[摘要】详细分析太阳能在暖通空调中的应用,探讨太阳能在采暖、空调制冷、供热等方面的技术应用和各自的特点。

[关键词]太阳能暖通空调节能中圈分类号:T_5文献标识码:^文耄编号:1e71—7597(2∞8)∞20128一01一、太用麓置太阳蠢空一曩述太阳能取之不尽,用之不竭。

我国是太阳能资源十分丰富的国家,三分之二的国土年日照在2200小时以上,年辐射总量大约在每年3340’8360咐/m≈相当于110’250K G标准煤/Ⅲ2.根据我国气象部门测量年辐射总量的大小,一般将我国大陆部分划分为四个太阳辐射资源带,即一类地区(≥6700M J/m2),二类地区(5400~670删,/m2),三类地区(4200’5400M J/m2),四类地区(<4200M J/m2),即使我国太阳能较差的地区,年辐射总量也接近东京(4220埘/m2),高于伦敦(36删/m2)、汉堡(3430町/m2)这些世界上太阳能利用较好的城市。

每年到达地球表面的太阳辐射能相当于190×104亿吨标准煤,约为全世界一次能源消费总量的1.56×104倍。

太阳能具有清洁安全、无需开采和运输等优点。

我国幅员辽阔,拥有十分丰富的太阳能资源。

太阳能在暖通空调中的应用研究越来越广泛。

太阳能空调是利用太阳光辐射为能源进行制冷工作的空调系统。

太阳能空调所需的能源部分或全部来自太阳能.使用太阳能空调,不仅可以弥补供电缺口,还可以为创建环保模范城市做出贡献。

推广使用太阳能空调,既没有使用电空调所带来的城市热岛效应,也由于不使用氟里昂等有害物质而不会破坏大气环境。

所以说太阳能空调是名副其实的绿色节能空调。

目前太阳能空调主要包括:太阳能电制冷空调、太阳能热制冷空调、太阳能热泵、太阳能液体除湿空调等.太阳能制冷空调主要包括:太阳能蒸汽压缩式制冷空调、太阳能吸收式制冷空调、太阳能喷射式制冷空调等.=、太啊奠采■系统t太阳能采瑗系统是指将分散的太阳能通过集热器(例如:平板太阳能集热板、真空太阳能管、太阳能热管等吸收太阳能的收集设备)把太阳能转换成方便使用的热水,通过热水输送到发热末端(例如:地板采暖系统、散热器系统等)提供房间采暖的系统.我们称之为太阳能采暖系统,简称太阳能采暖。

分析空调制冷技术及制冷系统设计要点

分析空调制冷技术及制冷系统设计要点

分析空调制冷技术及制冷系统设计要点摘要:制冷技术作为一项重要的空气调节技术,其开发和应用一直是空气调节技术的重要研究内容,也是确保有效满足相关制冷需求的关键。

在许多领域,空气调节制冷技术面临着日益增长的需求,如何更好地提高整体技术水平,加强研发力度,更好地满足多个领域的多样化需求,已成为当前空气调节制冷技术研究的重点内容。

关键词:空调制冷技术;制冷系统;设计要点1空调制冷系统概念与介绍研究人员称,近年来,中国的空调和制冷目前占全国总能耗的40%以上。

通过这些数据,我们可以看到,目前对于空调来说,在空调的众多部件中,制冷系统是最重要的,因此我们更迫切需要对其进行优化设计,使之成为当务之急。

如果能够更好地实施,那么在未来将是非常有益的。

因此,这就需要相关空调设计部门在今后的空调制冷系统设计上下功夫。

它们必须充分发挥节能优化设计的作用,使空调制冷系统的节能设计能够满足当前发展的需要,能够更好地实现可持续发展的目标,同时也为公司、为社会创造更好的经济价值和社会价值。

2空调制冷技术2.1太阳能吸附式制冷技术及应用在吸附制冷原理的指导下,太阳能被用作热源。

一般以活性炭甲醇、硅胶水等为工作物质。

在采用太阳能集热器的情况下,首先对吸附床进行加热并作为解吸制冷剂,通过加热、解吸、蒸发等环节达到降温效果。

吸收式制冷机无需移动部件,无腐蚀。

吸收式制冷机需要非常低的热源温度,可以由传统的太阳能热水系统驱动。

因此,吸收式制冷机是小型太阳能空调系统的良好选择。

吸附式空调器,特别是已投产的硅胶吸水式制冷机,对驱动热源的温度要求较低,能协调集热器的工作温度。

冷却循环由传统太阳能集热器阵列产生的热水驱动。

机组采用回质回热循环方式,在双蒸发器结构下,制冷量可连续进行。

机组制冷功率8.5kw,热力系数0.4cop,维持额定工况。

用作太阳能制冷,热水驱动温度在60°C到80°C之间。

2.2冰蓄冷技术在电力资源短缺的情况下,降低空气调节的能耗是一项重要任务。

吸收式制冷

吸收式制冷
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二、吸收式制冷介绍
1、制冷的含义: 制冷就是用人工的方法,在一定的时间和空间内,使自然界 的某物体或空间达到低于周围环境的温度,并使之维持在给 定的温度范围内。例如:冰箱。 2、实现制冷的途径: 1) 利用天然冷源:利用自然界的物质来完成的降温过程。例 如:利用冬季开采天然冰,在夏季利用冰的融化吸热来进行 食品的保鲜或降温。深井水。 2) 利用人造冷源:即利用人工的方法,借助于制冷装臵,以 消耗能量(电能、热能等)为代价而制取的冷源。例如用压缩式 制冷机制取的低温制冷剂、吸收式制冷机制取的冷水等。
空调用热能的联合供应;通常以燃气轮机或燃气发动机驱动
的发电机组供给电力,并回收发动机的排热作为热能来驱动 吸收式冷热水机组供给冷、热水,实现区域能量自给。
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参考出处
1、溴化锂吸收式制冷机. 赵建华. 河北农大水产学院内部教材 2、溴化锂吸收制冷技术及应用. 戴永庆. 机械工业出版社 3、空调用溴化锂吸收式制冷机. 何耀东. 中国建筑工业出版社 4、溴化锂吸收式制冷机实用教程. 辛长平. 电子工业出版社
化锂吸收式制冷机。
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1999年在山东省乳山市科普公园的太阳能馆,建成了一 套大型太阳能空调及供热综合示范系统,系统采用热管式太 阳能集热器和100kW的单级溴化锂制冷机。 2006年 7月份,由长沙远大空调公司自主开发研制的太
阳能空调已经落户天津华苑软件园。此太阳能系统由两台制
• a.以水作为制冷剂的工质对 • 主要有水-溴化锂(H2O-LiBr)溶液及水-氯化锂(H2O-LiCl)、水碘化锂(H2O -LiI)、水-溴化锂-硫氰酸锂(H2O-LiBr-LiSCN)溶 液等。 • b.以氨类作为制冷剂的工质对 • 主要有氨 - 水 (NH3-H2O) 、甲胺 - 水 (CH3NH2-H2O) 、乙胺 - 水 (C2H5NH2-H2O)以及氨-硫氰酸钠(NaSCN-NH3)溶液等。 • c.以醇类作为制冷剂的工质对 • 主要有甲醇 - 溴化锂 (CH3OH-LiBr) 、甲醇 - 溴化锌 (CH3OHZnBr2)、甲醇-溴化锂-溴化锌(CH3OH-LiBr-ZnBr2) 、乙醇-溴 化 锂 (C2H5OH-LiBr) 、 乙 醇 - 溴 化 锂 - 溴 化 锌 (C2H5OH-LiBrZnBr2)溶液等。 • d.以氟利昂类为制冷剂的工质对 • 主要有氯二氟甲烷-二甲基甲酰胺(R22-DMF)、氯二氟甲烷-酞 8 2017/11/9 酸二丁酯(R22-DBP)等。

“双碳”背景下制冰新技术研究进展

“双碳”背景下制冰新技术研究进展

第44卷 第23期 包 装 工 程2023年12月PACKAGING ENGINEERING ·245·收稿日期:2023-03-22基金项目:国家自然科学基金(51476049)“双碳”背景下制冰新技术研究进展李晓燕,矫佳伟,丁奕涵,王天娜(哈尔滨商业大学 能源与建筑工程学院,哈尔滨 150028)摘要:目的 总结“双碳”背景下制冰新技术的研究进展,为研发更加低碳高效的制冰技术提供参考。

方法 重点对二氧化碳跨临界制冰技术、真空闪蒸制冰技术和太阳能吸附式制冰技术3种制冰新技术的研究进展进行综述。

结论 二氧化碳跨临界制冰技术、真空闪蒸制冰技术和太阳能吸附式制冰技术具有低碳、节能等优点,可对冷链运输、人工冰场等领域起到积极作用,在“双碳”背景下具有较好的应用前景。

在此基础上,如何保证制冰系统稳定性、提高制冰效率是未来主要的研究方向。

关键词:低碳;节能;冷链运输;制冰中图分类号:TB485.3;TS205.7 文献标识码:A 文章编号:1001-3563(2023)23-0245-10 DOI :10.19554/ki.1001-3563.2023.23.030Research Progress of New Ice-making Technology in the Context of "Dual Carbon"LI Xiao-yan , JIAO Jia-wei , DING Yi-han , WANG Tian-na(School of Energy and Architectural Engineering, Harbin University of Commerce, Harbin 150028, China)ABSTRACT: The work aims to summarize the new research progress of new ice-making technology in the context of "Dual Carbon", providing reference for the development of more low carbon and efficient ice-making technology. A review was car-ried out on the research progress of three new ice-making technologies, namely, carbon dioxide transcritical ice-making tech-nology, vacuum flash ice-making technology and solar adsorption ice-making technology. The carbon dioxide transcritical ice-making technology, vacuum flash ice-making technology and solar adsorption ice-making technology have the advantages of low carbon and energy saving, which can play a positive role in cold-chain transportation, artificial ice rink and other fields, and has a good application prospect in the context of "Dual Carbon". On this basis, how to ensure the stability of ice-making system and improve the efficiency of ice production is the main research direction in the future. KEY WORDS: low-carbon; energy saving; cold-chain transportation; ice-making随着经济和人口的不断增长,我国碳排放量日益增加。

常见太阳能空调制冷技术的发展

常见太阳能空调制冷技术的发展

常见太阳能空调制冷技术的发展1. 引言1.1 介绍太阳能空调制冷技术的意义太阳能空调制冷技术是一种利用太阳能作为能源的空调系统,不仅可以实现空调效果,还能节约能源并减少对环境的污染。

其意义在于可以有效解决传统空调系统能耗大、排放高的问题,实现绿色环保。

太阳能是一种充足且可再生的能源,利用太阳能空调系统可以减少对化石能源的依赖,降低能源成本,同时也有利于减少温室气体排放,减缓全球变暖。

太阳能空调技术的广泛应用不仅可以提高人们的生活质量,还可以促进技术创新和产业发展,推动经济可持续发展。

引入太阳能空调制冷技术具有重要的意义,不仅可以改善环境,也能为社会和经济发展带来积极影响。

随着科技的不断进步和人们对环境保护意识的增强,太阳能空调制冷技术将在未来得到更广泛的应用,为可持续发展做出贡献。

1.2 回顾太阳能空调制冷技术发展历程回顾太阳能空调制冷技术的发展历程可以追溯到上个世纪70年代,当时人们开始意识到传统空调系统的能源消耗问题以及对环境的影响,于是开始寻找更加绿色环保的替代方案。

随着太阳能技术的不断进步和应用,太阳能空调制冷技术逐渐成为研究的热点。

在过去的几十年里,太阳能空调制冷技术取得了一系列重要的突破。

研究人员不断改进太阳能集热器、储能系统以及制冷循环系统,使得太阳能空调制冷技术的效率和稳定性得到显著提升。

各国政府和机构也纷纷出台政策支持太阳能空调制冷技术的发展,促进了该技术在市场上的推广和应用。

1.3 阐述太阳能空调制冷技术的前景在建筑领域,太阳能空调技术可以有效降低建筑物的能耗,减少对传统化石能源的依赖,从而减少温室气体的排放,对于改善空气质量和减缓气候变化具有重要意义。

随着绿色建筑理念的日益普及,太阳能空调技术将会成为建筑行业的主流选择。

在工业领域,太阳能空调技术可以帮助企业降低生产成本,提高生产效率,同时也符合企业社会责任,增强企业形象。

越来越多的企业将会选择使用太阳能空调技术来减轻对环境的影响,实现可持续发展。

试析吸收式制冷技术应用

试析吸收式制冷技术应用

试析吸收式制冷技术应用1 吸收式制冷技术的应用吸收式制冷的原理是利用液态制冷剂在低压、低温条件下,蒸发、汽化吸收载冷剂所产生的热负荷,从而达到制冷的目的。

该种制冷方式在制冷循环中所用的工质是由吸收剂与制冷剂组成的二元溶液构成。

1.1 热电冷联产热电冷联产实际上就是指冷暖空调用热能、生活用热水、动力或照明用电的联合供应的统称。

以燃气发动机、燃气轮机或柴油机来驱动发电机供给电力,并将从发动机收集到的排热能输送给热能,由排热驱动该机组供给冷、热水,从而实现区域能力的自给。

热电冷联机可以实现能源的合理利用,并能够对热能以阶梯的形式进行利用,有利于能源利用率的提高。

目前,该技术已经广泛应用于国内外的生产中,如广州大学于2003 年建立了首个以10 万kW 级的燃气- 蒸汽联合循环为基础的热电冷联产系统;又如,中国远大空调公司在2004 年將吸收式制冷剂用于垃圾厌氧消化热电冷联产系统。

1.2 直燃型吸收式冷热水机组目前,随着我国煤层气的开发利用、近海气登陆、液化天然气进口、俄气南供和西气东输等政策的实施,我国的能源结构得到了深入地调整,分布式能源系统也得到了快速的发展,同时环保意识也逐渐地增强,这就促使我国将天然气的发展作为我国一项重要的能源政策。

我国现阶段在燃气空调设备的质量、安全、消防、安装、使用及其设计阶段等方面正在制定与其相适应的法律、法规。

燃气吸收式冷热水机是以天然气为能源来实现制冷,其排尘量小,对于环境的污染程度低,所以其特别适用于那些对环境要求比较高的场合中。

目前,燃气吸收式冷热水机组在京津、上海等地区都得到了较快的发展。

1.3 蒸汽型吸收式冷水机组蒸汽型吸收式冷水机组作为一个应用较早的制冷设备,其已经被广泛应用于空调制冷系统。

例如,上海铁路局于1986 年将3 台蒸汽型吸收式制冷剂投入到铁路站主站屋的空调制冷系统中;上海银河宾馆在1990 年将 4 台蒸汽型吸收式冷水机组投入到宾馆内的空调制冷系统中;又如杭州中北大酒店于1996 年将2 台蒸汽型吸收式冷水机组投入到酒店空调制冷系统中。

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太阳能固体吸附式制冷技术的研究与进展刘家林,郑学林(上海海事大学商船学院,上海201306)摘要:指出了太阳能吸附式制冷是极具发展前途的绿色环保、节能的制冷技术,为当前制冷技术研究中的热点和焦点。

综合介绍了太阳能固体吸附式制冷技术的原理、现状、存在的问题及其解决的措施,并对其应用前景作了分析和展望。

关键词:太阳能;固体吸附式制冷;应用收稿日期:2011-08-26作者简介:刘家林(1985—),男,河南南阳人,上海海事大学商船学院研究生。

中图分类号:TK511.3 文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2011)09-0188-041 引言随着能源和环境问题与社会经济发展的矛盾日益突出,新能源和可再生能源经过多年的发展已经开始在世界能源供应结构中占据一席之地,受到各国政府的广泛重视。

开发利用新能源和可再生能源成为世界能源可持续发展的重要组成部分,是大多数发达国家和部分发展中国家21世纪能源开发的基本选择。

太阳能固体吸附式制冷技术正是解决这一问题的有效途径之一,太阳能是一种环境友好、可再生的能源;太阳能制冷技术使用无氟工质,能吸收太阳辐射,减弱热岛效应也满足环保的要求;太阳能固体吸附式制冷具有结构简单、初投资少、运行费用低、无运动部件、噪音小、寿命长且能适用于振动或旋转等场所的优点。

而且,太阳能在时间和地域上的分布特征与制冷空调的用能特征具有高度的匹配性,因此,利用太阳热能驱动的固体吸附式制冷技术的研究具有极大的潜力和优势。

2 太阳能固体吸附式制冷技术的工作原理太阳能吸附制冷的原理为以某种具有多孔性的固体作为吸附剂,某种气体作为制冷剂,形成吸附制冷工质对,在固体吸附剂对气体吸附物吸附的同时,流体吸附物不断地蒸发成可供吸附的气体,蒸发过程对外界吸热实现制冷;吸附饱和后利用太阳能加热使其解吸。

按照被吸附物与吸附剂之间吸附力的不同,吸附可分为物理吸附和化学吸附两类。

物理吸附是分子间范德华力所引起的,而化学吸附是吸附剂与被吸附物之间通过化学键起作用的结果,吸附、脱附过程中同时伴随着化学反应。

图1为太阳能固体吸附式制冷系统示意图,系统主要由4大部件即吸附床(集热器)、冷凝器、蒸发器、节流阀等构成,其基本的工作过程由吸热解吸和冷却吸附组成。

2.1 吸热解吸白天太阳辐照充足时,吸附床吸收太阳辐射能后,吸附床温度升高,使制冷剂从吸附剂中解吸,吸附床内压力升高。

解吸出来的制冷剂进入冷凝器,经冷却介质冷却后凝结为液体,经节流阀进入蒸发器储存起来。

2.2 冷却吸附夜间或太阳辐照不足时,环境温度降低,吸附床被环境空气冷却,吸附剂开始吸附制冷剂蒸汽,系统中制冷剂蒸汽压力下降,当压力下降至蒸发温度下的饱和压力时,储存在蒸发器中的液态制冷剂开始蒸发制冷,产生的蒸汽继续被吸附床吸附,直至吸附结束,完成一个吸附制冷循环。

图1 太阳能固体吸附式制冷系统示意图3 太阳能固体吸附式制冷的研究现状最早记录的吸附制冷现象是1848年Faraday发现AgCl吸附NH3产生制冷。

对固体吸附式制冷技术的研究则开始于20世纪30年代。

70年代的能源危机为吸附式制冷提供了一个很好的发展契机,吸附式制冷的理论和实验研究进入了一个新的阶段,1992年首届巴黎固体吸附式制冷大会和1998年第6届国际吸附基础大会又促进了国内外对吸附8812011年9月 Journal of Green Science and Technology 第9期式制冷进行更加全面、深入的研究,而且取得了大量的研究成果。

在国外,由英国University of Warwich研制的用于疫苗冷藏的太阳能吸附式制冷机被国际卫生组织推荐用于发展中国家。

法国CNRS研究所与French Company BLM开发了一种以活性碳-甲醇为工质对的太阳能制冰机,每台制冰机的集热器面积为1m2。

美国的Power公司[1]采用沸石-水作为工质对,太阳能为热源,他们把沸石吸附剂装在深5cm的涂黑的金属集热盒组成共用器,冷凝器与蒸发器合装在冰箱内,对集热器面积为0.7m2的冰箱进行了测试,结果显示:产冰量6.8kg(0℃左右),制冷系数是0.15;法国的M.Pons等人以活性炭-甲醇工质对,太阳能为热源,成功地进行了太阳能吸附制冷机的试验。

活性碳-甲醇太阳能制冰机[2]的集热器用铜制成,面积为6m2(4个集热器),吸附剂质量为20~24kg,制冷系数为0.12~0.14。

在国内,上海交通大学的刘震炎[3]等人在太阳能真空管集热管和固体吸附制冷技术的基础上,考虑到太阳能作为辐射能这一特点,成功地研制了一种新型无污染的非金属太阳能制冷管,使太阳能加热和制冷集中在一根管子上完成,且由于各根冷管自成一体,宜于密封并长期保持较高的真空度。

并试制了一台太阳能冷管型制冷系统试验样机,该样机共有13根冷管,集热器面积为0.9m2,试验过程中从8时至15时接收太阳能。

当此段时间的日射密度为20MJ/m2时,可使制冷箱内25kg的水在吸附制冷循环阶段从29℃下降到17℃,COP值约为7%。

分析表明,这样的系统尤其适合我国的新疆、西藏等昼夜温差大的地区。

王如竹、寿海波[4]等制作了太阳能热水器-冰箱复合机的实验样机,采用电加热器模拟实验,在热水箱内放入22℃的水,加入热量61MJ后,可得到92℃热水和-1.5℃冰9kg,制冷循环的COP值为0.41。

谭盈科[5]等人试制了一台太阳能吸附制冷样机,其采光面积为1.1m2,以活性碳-甲醇为工质对,冰箱的有效容积为103L,实验得到该样机的最大制冰量为6kg/d(-5℃)。

4 太阳能固体吸附式制冷技术目前存在的问题经实验研究表明,太阳能吸附式制冷主要存在以下几个难点。

(1)吸附式制冷基本循环不能实现连续制冷,吸附床传热传质性能差,吸附/解吸所需的时间长,循环周期长,系统调节滞后时间长,制冷功率低,制冷系数小,能量利用率低。

(2)晚上制冷不符合空调用能规律,大大限制了太阳能吸附式制冷的应用。

(3)太阳能是低品位能源,且供能不连续,另外,太阳能集热技术难以保证高温而稳定的驱动热源,因此,系统需要较低的驱动温度。

这将是推广吸附式制冷技术实用化进程所面临的最大的问题。

第四、吸附式制冷系统难以根据工况的变化迅速及时地做出稳定的调节。

5 主要技术改进措施5.1 吸附床的传热传质性能强化技术吸附床作为整个吸附制冷系统中的心脏,其传热传质的性能对整个系统的性能有着决定性的影响。

吸附床传热传质性能强化的途径主要是吸附床结构优化,对吸附床内吸附剂进行物化处理。

5.1.1 吸附床结构优化对现有的吸附床进行结构改善或采用先进的吸附床结构。

基本上所有的太阳能吸附床都采用翅片或类似的结构形式增加吸附器与吸附剂间的接触面积,减小热阻。

从而大大的增加了吸附床的导热系数。

目前的吸附床大多采用平板式和圆管式结构。

平板式结构单位容积内充装的吸附剂量较大,但圆管式结构的传热效率高,承压能力好,因此各国研究人员多采用圆管式吸附床结构以强化传热。

圆管式吸附床可在床内设置多根开有槽或孔的内插管作为吸附质的传质通道,有效减小传质阻力,缩短吸附质进出床层的流程,减小压降,从而强化了传质,同时床内温度场分布更均匀。

内插管可直接与冷凝器管路相通,也有利于吸附质蒸汽的合理流动。

5.1.2 对吸附床内吸附剂进行物化处理吸附剂为多孔介质,接触热阻大,导热性能差,增强吸附床内部的传热效果,改善吸附剂的传热性能是最有效手段。

最简单的方法是将不同大小的吸附剂颗粒混合,但这样做的效果很有限,还有一种方法是将吸附剂颗粒与导热性能较好的金属粉末或石墨混合,另一种更有效的方法是将吸附剂与粘接剂混合,形成固化的复合吸附剂。

同时考虑到减小接触热阻,使吸附剂与吸附床壁紧贴。

意大利Restuc-cia等研制了紧贴于金属肋片的沸石-氢氧化铝的复合吸附剂薄层,其导热系数达0.43W/(m·K)。

5.2 工质对的选择由于工质对很大程度上决定着吸附式制冷能否得到工业上的应用,而且公质对的热力性质对系统性能系数、设备材料、一次性投资等影响很大。

选择优化的工质对可疑增大单位质量工质的制冷量,提高系统的制冷系数,减小设备尺寸,缩短循环时间,是整个系统机器的性能有较大的提高。

理想的吸附工质对要求吸附容量大,吸附热小,吸附质气化潜热大,具有良好的导热性和扩散性,热稳定性好,无毒、无腐蚀、无污染、不可燃。

实际应用中,符合以上条件的理想工质对很难找到,只能综合全面的考虑后981刘家林等:太阳能固体吸附式制冷技术的研究与进展 工程技术去选择。

目前常研究的吸附工质对主要有沸石-水、硅胶-水、活性炭-甲醇、氨-氯化钙、氯化锶-氨等。

沸石-水工质对的解吸温度范围较宽(70~250℃),使系统对环境的适应能力强。

但该系统蒸发温度大于0℃,不能用于制冰,另外系统是真空系统,对真空密封性要求很高,而蒸发压力低也使得吸附过程较慢,需要在高驱动温度下才具有较高的解吸速度,应用于太阳能制冷不是很理想。

硅胶水-水的解吸温度较低(100℃以下),解吸性能好,但超过120℃硅胶将被烧毁,且其吸附量较小,制冷能力较低。

活性炭-甲醇是太阳能吸附制冷中应用最广的工质对,其吸附量较大,解吸温度不高(100℃左右),吸附热也较小,甲醇的熔点低(-98℃),使得系统可用于制冰,但是甲醇温度超过150℃将分解,另外,甲醇有毒,不利于其广泛应用。

王圣佑等采用燃烧木炭-乙醇作为工质对,制冷量可达到150.8kJ/kg·m2。

王如竹等[6]提出了一种新的吸附剂———活性炭纤维(ACF),其系统的吸附/解吸时间缩短为活性炭系统的1/10,制冷量可达活性炭的2~3倍,其制冷性能系数也比活性炭系统提高15%以上。

活性炭纤维-乙醇应用于太阳能吸附式制冷将会有很好的发展前景。

华南理工大学的陈砺等[7]建立了化学吸附式制冷单元,对氯化锶-氨工质对的制冷性能进行研究,实验研究结果表明,在相同的制冷工况下,氯化锶-氨工质对的制冷量远远大于活性炭-甲醇工质对。

在热源温度为100℃时,他们所用的工质对单位质量吸附剂的制冷量是活性炭-甲醇工质对的3.2倍。

马刚等[8]对新型化学吸附式制冷工质对CoF2-NH3的吸附特性进行了实验研究,得出了吸附等温线,研究结果表明,CoF2-NH3工质对的单位吸附量大,达到最大吸附量时的温度要求降低,吸附周期缩短,并且多次重复吸附后既不结块,也不膨胀,为化学吸附式制冷的小型化和实用化提供了新的可能性。

最近Vasiliev将物理吸附与化学吸附相结合,提出了采用活性炭纤维-氨/氯化钙-氨复合吸附工作对,单位质量吸附剂对氨的吸附率可达0.85,揭示了吸附工质对研究的新方向。

5.3 采用高效制冷循环5.3.1 连续回热型循环连续回热型循环的工作原理:两床交替运行时,将正在进行吸附的吸附床的部分吸附质回流到另一台正在进行解吸的吸附床,既利用了部分吸附质的显热和吸附热,节省了能量输入,又加速了解吸和吸附的进行,缩短了循环周期,提高了循环COP的同时又增大了制冷量。

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