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太阳能制冷技术的基本原理

更新时间:2023-11-09   |  点击率:742

太阳能制冷技术的基本原理

太阳能是目前对环境没有污染,是最有前途的能源之一,利用太阳能造福人类的技术也越来越受关注,比如太阳能制冷技术。

太阳能制冷技术的分类

根据不同的能量转换方式,太阳能驱动制冷主要有以下两种方式,一是先实现光─电转换,再以电力制冷;二是进行光─热转换,再以热能制冷。

光-热转换制冷系统分类

太阳能光-热转换制冷系统主要分为以下几种类型:太阳能吸收式制冷系统、太阳能吸附式制冷系统、太阳能除湿式制冷系统。与太阳能光-电转换技术相比,在相同制冷功率情况下,光-热转换的成本约为光-电转换的1/5。目前国内外的研究,以太阳能吸附式制冷和吸收式制冷为主。

吸附式制冷的原理

白天,吸附床接受太阳辐射后温度和压力升高,制冷剂就会从吸附剂中解吸出来变成高温、高压蒸气;蒸气经过冷凝器散发热量后凝结成低温、高压液体;凝结液在自身重力作用下流入储液器。夜间或太阳辐射不足时,吸附床通过自然冷却后温度下降,其内部压力也随之降低;打开节流阀,制冷剂流过节流阀后压力降低进入蒸发器,由于蒸发器中压力很低(接近真空),制冷剂会吸收热量迅速蒸发,达到制冷的目的;变成气体的制冷剂经管道进入吸附床被吸附剂吸附,从而完成一个制冷循环。显然,这种制冷循环不是连续的而是间歇性的。整个过程除吸收太阳辐射外,没有消耗其他能量,节能效果非常明显。

吸收式制冷的原理

太阳能吸收式制冷是利用两种沸点不同物质所组成的混合溶液作为工质,其中沸点高的称为吸收剂,沸点低的称为制冷剂。

首先,利用太阳能集热装置把水加热,高温热水在管道中流经发生器时把热量传递给工质。混合的液态工质在受热升温时,由于两种成分沸点不同,沸点低的水就会大量蒸发,从而与溴化锂分离;分离后的制冷剂(水)呈气态,且温度和压力都很高,经冷凝装置冷却后变成高压低温的液态水;液态水经过节流阀后进入蒸发室,因其内压力小,液态水就会急速膨胀气化,变成水蒸气,气化过程中将大量吸收蒸发室的热量而达到制冷的目的。低温水蒸气就沿管道进入吸收器。

太阳能制冷的基本应用

利用太阳能驱动空调系统一方面可以大大减少不ke再生能源及电力资源消耗,另一方面因较低的耗电减少了因燃烧煤等常规燃料发电带来的环境污染问题。

太阳能若能大量用于空调制冷行业,将为人类解决很大问题。夏季天气炎热、太阳辐射强度大,人们对空调的需求大;另一方面,由于夏季太阳辐射强度大,使依靠太阳能来驱动的空调系统可以产生更多的冷量。也就是说,太阳能空调系统的制冷能力是随着太阳辐射能量的增加而增大的,跟人类的需求契合。

随着太阳能电池和热电材料的价格逐步下降,发电效率的快速提高,太阳能半导体制冷系统的成本也在大幅下降,更乐观的是在性能方面也得到了明显的提高,

这在一定程度上推动了太阳能半导体制冷系统的广泛应用。我们希望,清洁、低噪声的各式太阳能制冷系统在不久的将来都将一一实现。