太阳能制冷技术

太阳能吸附式制冷
• 吸附式制冷是利用物质的物态变化来达到制冷 的目的。 • 工作过程由热解吸和冷却吸附组成， • 基本循环过程是利用太阳能使吸附剂和吸附质 形成的混合物在吸附器中解吸，放出高温高压 的制冷剂气体进入冷凝器，冷凝出来的制冷剂 液体由节流阀进入蒸发器。制冷剂蒸发时吸收 热量，产生制冷效果，蒸发出来的制冷剂气体 进入吸附发生器，被吸附后形成新的混合物( 或络合物)，从而完成一次吸附制冷循环过程。
光电压缩式制冷
• 首先利用光伏转换装置将太阳能转化成电能，制 冷的过程是常规压缩式制冷。 • 光电压缩式制冷的优点是可采用技术成熟且效率 高的压缩式制冷技术便可以方便地获取冷量。光 电压缩式制冷系统在日照好又缺少电力设施的一 些国家和地区已得到应用，如非洲国家用于生活 和药品冷藏。但其成本比常规制冷循环高约3～4 倍。随着光伏转换装置效率的提高和成本的降低， 光电式太阳能制冷产品将有广阔的发展前景。
• 如何降低太阳能制冷系统的造价使之更加广泛 地走向商业化应用是当今太阳能制冷领域的主 要研究课题。 • 要解决这一课题主要有以下几方面： • （1）研究出适应于太阳能利用的制冷机组。 • （2）提高太阳能集热器、太阳能电池的效率 和降低其造价。 • （3）整合太阳能制冷和太阳能供应热水，使 高品位和低品位的太阳能辐射各尽其用，达到 系统全年的运行。
太阳能制冷的主要形式
• 1、光热转换制冷。
–将太阳光转换成热能，再利用热能作为外界的补偿， 使系统能够达到制冷的目的；主要包括太阳能吸收 式制冷、太阳能吸附式制冷和太阳能喷射式制冷。
• 2、光电转换制冷。
–先实现光电转换，再利用太阳能电池驱动制冷机的 制冷系统； 主要包括太阳能光伏制冷和太阳能压 缩式制冷。
目前用作太阳能吸收式制冷的有以溴化锂为吸收剂的制 冷机；另一类吸收式制冷机是氨吸收式制冷机。
太阳能吸收式制冷
• 太阳能吸收式制冷是目前应用太阳能制冷最成 功的方式之一，也较容易实现。 • 目前太阳能溴化锂吸收式制冷机已广泛应用在 大型空调领域。 • 但是吸收式制冷系统庞大，运行复杂，并且制 冷剂存在易结晶、腐蚀性强、蒸发温度只能在 0℃以上等缺点，同时其工作压力高，具有一 定危险性。
太阳能蒸汽喷射式制冷
• 太阳集热器成为蒸汽喷射式制冷机循环的热源。在太阳集 热器循环中，工质先后被太阳集热器加热，然后再去加热 低沸点工质至高压状态。高压蒸气进入蒸汽喷射式制冷机 后放热，温度迅速降低，然后又回到太阳集热器和锅炉再 进行加热。 • 在蒸汽喷射式制冷机循环中，高压蒸气通过蒸汽喷射器的 喷嘴，吸引蒸发器内生成的低压蒸汽，进入混合室。在混 合蒸汽流经扩压室后，速度降低，压力增加，然后进入冷 凝器被冷凝成液体，该液态的低沸点工质在蒸发器内蒸发， Hale Waihona Puke Baidu收冷媒水的热量，从而达到制冷的目的。
太阳能制冷的优点
• 太阳能制冷技术在我国目前还处于试验阶段。 • 与常规制冷技术相比，具有以下优点： • ①采用的工质不含氟里昂，硅胶、活性碳、甲醇、溴 化锂等均无毒无害，对大气层的保护意义明显； • ②太阳能制冷设备几乎不消耗电能等常规能源，因此 运行成本几乎可以忽略不计，非常节能； • ③太阳能制冷设备（除压缩式制冷）无运动部件，系 统运行十分安静； • ④系统在接近真空的状态下运行，无高压爆炸等危险， 安全可靠。
太阳能光热转换制冷
• 首先是将太阳能转换成热能，再利用热能作为 外界补偿来实现制冷目的。 • 其中太阳能吸收式制冷已经进入了应用阶段， 而太阳能吸附式制冷、太阳能蒸汽喷射式 制冷 还处在试验研究阶段。
太阳能吸收式制冷
• 该系统的工作原理： • 利用太阳能集热器采集热量加热热水；再以热 水加热发生器中的溶液产生冷凝蒸汽，制冷剂 经过冷却、冷凝和节流降压在蒸发器中由液体 汽化吸热实现制冷，之后制冷剂蒸汽被吸收器 中的吸收溶液吸收，吸收完成后再由泵加压将 含有制冷剂的溶液送入发生器进行加热蒸发， 完成一个制冷循环。
用于吸附式制冷系统的吸附式制冷系统的吸附剂-制冷剂组合可 以有不同的选择，例如：沸石-水，活性碳-甲醇等。这些物质均 无毒、无害，也不会破坏大气臭氧层。
太阳能蒸汽喷射式制冷
• 太阳能蒸汽喷射式制冷系统主要由太阳集热器和 蒸汽喷射式制冷机两大部分组成。它们分别依照 太阳集热器循环和蒸汽喷射式制冷机循环的规律 运行。 • 在喷射式制冷技术中，循环泵是唯一的运行部件， 系统设置比较简单、运行稳定、可靠性高，但喷 射制冷效果较低。
光电转换制冷
• 利用光伏转换装置将太阳能转化成电能后，再 用于驱动半导体制冷系统或常规压缩式制冷系 统实现制冷的方法，即光电半导体制冷和光电 压缩式制冷。 • 其前提是将太阳能转换为电能，其关键是光电 转换技术，必须采用光电转换接受器，即光电 池，它的工作原理是光伏效应。
太阳能半导体制冷
• 利用太阳能电池产生的电能来供给半导体制冷 装置，实现热能传递的制冷方式。 • 半导体制冷的理论基础是固体的热电效应，即 当直流电通过两种不同导电材料构成的回路时， 结点上将产生吸热或放热现象。
• 当直流电源接通，上面接 头的电流方向是n-p，温 度降低，并且吸热，形成 冷端；下面接头的电流方 向是p-n，温度上升，并 且放热，形成热端。把若 干对热电偶连接起来就构 成了常用的热电堆，借助 各种传热器件，使热电堆 的热端不断散热，并保持 一定的温度，把热电堆的 冷端放到工作环境中去吸 热，产生低温，这就是半 导体制冷的工作原理。