太阳能制冷技术

图"
由以上分析可见，太阳能吸附式制冷系统的循
环过程是间歇式的。系统运行时，白天为加热解吸
过程，晚上为吸附制冷过程，晚上制成的冰块在白
天供用户使用。目前，国内许多单位开展了太阳能
固体吸附式制冷的研究，如南京大学、华南理工大
学、中国科学院广州能源研究所、北京航空航天大
学、上海交通大学等Leabharlann Baidu位对太阳能固体吸附式制冷
图!
$% !""!年 第#期
太阳能
低压条件下蒸发成氨蒸汽吸收热量产生制冷效应。 蒸发器中的低压氨蒸汽进入氨吸收器，在吸收器中 氨蒸气与喷雾进来的稀氨水溶液接触，使其变成浓 氨水溶液，并放出在蒸发器中所吸收的热量，这部 分热量被冷却水带走。吸收器底部的浓氨液被循环 泵重新输回集热器。由于浓溶液在吸收器内已被冷 却，温度较低，为了节省加热浓溶液的热量，提高 整个装置的热效率，系统中增加了一个热交换器。 集热器流出的高温稀溶液与低温浓溶液进行热交 换，提高浓溶液进入集热器的温度。
$% !""!年 第#期
度和压力时，可分离出氨，使氨水溶液的浓度降 低。下面以氨—水二元混合溶液为介质的太阳能液 体吸收式制冷系统为例，简述其工作原理。该系统 包含两个回路：氨回路和水回路。水回路中并不是 纯净的水，而是浓度较稀的氨水混合物。
（!）氨回路：图!中粗线条所示回路为氨回路。 集热器中充有浓度适当的浓氨水溶液，它经太阳能 加热后，部分氨气从溶液中分离出来，流入冷凝 器，并在这里冷凝成为高压低温的过冷液体。液态 氨流过节流阀，由节流阀降压，使高压的液态氨变 成低压低温的汽液混合物， 蒸发器中制冷剂氨在
冷成为一个极为诱人的研究领域，在节能、环保、
绿色制冷方面显示出无与伦比的优越性，展现出光
明的应用前景。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !塑料太阳电池的研究工作向前迈进了一步
据 《科 学 》 杂 志 报 导 ， 美 国 加 利 福 尼 亚 州 立 大
学伯克利分校的科学家研制出了第一代塑料太
!）夜晚，吸附床随太阳日照的消失逐渐冷却， 相应的内部压力下降到低于蒸发温度下制冷剂工质
!!!!!!!!!!!!!"
的饱和压力，蒸发器中的制冷剂液体因压强减小而 沸腾，制冷剂由液态变为气态，蒸发器大量吸收箱 体内部的热量，箱体内部由于失去热量而温度降 低。该过程一直进行到第二天早晨，蒸发出来的高 温气态制冷剂经冷凝器冷却后变成低温气态制冷 剂，进入吸附床被固体吸附剂吸收。该过程称为吸 附。冷凝器放出大量的热量，它们由冷却水或外界 空气带走，吸附床最终温度是环境温度，为下一个 循环做好了准备。
作过研究报道，而上海交通大学在太阳能制冰机所
取得的研究成果达同类样机的最好水平，且研究成
果已开始走向产业化。国外，法国研制的太阳能固
体吸附式制冰机已实现商用化。
# 结论
太阳辐射资源在时间上的变化规律和制冷用能
在时间上的波动规律高度匹配，太阳辐射资源的地
域分布与制冷需求的地域分布的高度吻合，以及太
阳能资源的丰富、清洁和无污染性，使得太阳能制
太阳能
太阳能制冷技术
黄海宾 王如竹 李明 孙长江
夏季太阳辐射强天气炎热，人们渴望利用太阳 能资源来制冷空调，下面介绍几种常用的太阳能制 冷系统以飨读者。 ! 物态变化过程中的能量转移
物质在物态变化时能吸收或放出大量的热量。 例 如 在 一 个 标 准 大 气 压 下 ， 纯 净 水 在 !""# 开 始 沸 腾，如果继续加热，水吸收热量后保持温度不变， 水将由液态变为!""#的水蒸汽 （气态），在此条件 下 每 千 克 水 可 吸 收 热 量 $%$&’()。 相 反 的 过 程 ， !""#的水蒸汽 （气态）放出$%$&’()的热量后，就 会变成!千克!""#的水 （液态）。这一热量称为汽 化潜热。不同物质的汽化潜热是各不相同的。 " 液体吸收式制冷
阳电池，该电池是由纳米棒掺杂在塑料中形成
的，负责该项目的#$%&%’()*’教授认为这种新型电
池的效率还很不理想，但是由于它的生产过程
对环境的洁净程度的要求相对于现在的太阳电
池要低的多，且价格也非常低廉，使得该种电
池具有强大的市场潜力。
+刘丽萍）
!!!!!!!!!!!!!"
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
固体吸附式制冷是巧妙的利用物质的物态变化 来达到制冷的另一种方法。固体吸附式制冷系统如 图!所示。它的组成部分包括吸附床、冷凝器、蒸 发器、箱体。吸附床内装有固体吸附剂，通常为活 性炭、氯化钙或沸石分子筛等。蒸发器内装有制冷 剂，通常为甲醇、氨或水等。该制冷装置的工作过 程如下：
"）在正常运行的条件下，吸附床内的吸附剂 已吸饱制冷剂。循环从早上开始，吸附床被太阳能 加热，当加热到一定的温度，制冷剂在吸附床内开 始蒸发，吸附床内的压力升高，制冷剂蒸气沿着管 道流入冷凝器，在冷凝器中冷凝，冷凝下来的液体 进入蒸发器。这一过程称为解吸。
一般情况下，在封闭系统中，某种物质由于物 态变化而吸收热量，则系统内的其他物质由于失去 热量温度就会降低。液体吸收式制冷就是利用物质 的物态变化来达到制冷目的的一种方法。图!是太 阳能液体吸收式制冷系统示意图。吸收式制冷是利 用溶液的浓度随温度和压力的变化而变化这一物理 性质，将制冷剂与载体分离，通过制冷剂在蒸发器 内蒸发而制冷。例如氨水溶液中的氨和水极易混 合，由于在相同压力下氨的饱和温度较水为低，故 氨易于蒸发。将氨和水的混合溶液加热到一定的温
（!）水回路：图"中细线条所示回路为水回路。 集热器中的浓溶液被加热后，分离出一部分氨气， 剩下的溶液浓度降低，稀氨溶液通过热交换器，将 一部分热量交给浓溶液，然后在氨吸收器内喷雾， 吸收由蒸发器来的纯氨气，直到饱和为止。饱和的 浓氨水溶液聚集在吸收器底部，用氨液循环泵再输 回到集热器。
由上述两个循环过程可以看出，水是氨的载 体，用水回路、吸收器与一个较小的氨液循环泵代 替了压缩式制冷的压缩机，实现了氨—水分离，分 离出来的氨液在蒸发器里蒸发制冷。太阳能液体吸 收式制冷，从制冷原理可知在有太阳光照射的时间 内它是属于连续制冷。国内，天津大学、中国科学 院等许多单位开展过太阳能吸收式制冰机及空调制 冷的研究报道，在国外，美国能源概念公司已生产 出商用制冰机供用户使用。 ! 固体吸附式制冷