太阳能制冷讲座1太阳能空调制冷技术.pdf

万方数据

太阳能空调制冷技术E匪羽科普太阳能制冷讲座(1)二太阳能空调制冷技术途径一引言主要有平板式、真空管式和聚焦式集热器三种类型，上海交通大学制冷与低温工程研究所■代彦军王如竹摘要：太阳能用于空调制冷，最大的优点是季节匹配性好。利用太阳能实现制冷效应有多种技术途径，其中将太阳辐射转变为热能，通过热能实现制冷的方式最具有应用前景，特点是能够实现太阳能供热、空调综合利用，全年综合转换效率高。针对常见的太阳能热能转换制冷空调方式，从太阳能集热转换、匹配制冷循环选择、最新研究进展等方面进行了分析介绍。关键词：太阳能制冷；集热转换；制冷循环；空调太阳能是分布广泛、使用清洁的可再生能源，有望在未来社会能源结构中发挥更加重要的作用。其中利用太阳能进行供热、采暖和制冷是实现规模化、低成本利用太阳能的重要途径。特别是，近年来随着集中式太阳能热水和采暧系统的规模化应用，夏季太阳能热量过剩现象十分突出，各国学者都在积极寻找能够实现夏季利用太阳能进行空调制冷的有效方法，目的在于可以提高太阳能集热器的全年利用效率，另一方面可以开辟一条利用太阳能解决空调制冷需求的崭新技术途径。太阳能空调制冷的最大优点在于它有很好的季节匹配性，天气越热、越需要制冷的时候，太阳辐射条件越好，太阳能制冷系统的制冷量也越大。太阳辐射通过光伏效应或通过热发电等途径转变为电能，之后通过电能驱动蒸汽压缩制冷循环、斯特林循环以及热电效应实现制冷过程。另外，通过特定的可逆吸热和放热反应，以太阳能为热源，也能够实现特定场合下的制冷要求。利用太阳能实现供热与制冷的可能技术途径如图1所示，主要包括太阳能转换为热能，利用热能供热制冷，以及将太阳能转换为电能，利用电能驱动相关设备供热制冷两大类型。根据需求，太阳能制冷过程也可以实现从空调到冷冻温区的不同要求。在各种太阳能制冷转换途径当中，太阳能热驱图1的左侧反映了太阳能收集与转换环节，其中太动空调能够和当前广泛应用的太阳能热水和采暧系阳能集热器是将太阳辐射转变为热能的装置，目前统紧密结合，构成太阳能综合利用系统，从而实现太阳能利用与季节变化的最佳匹配。即利用一套太获得的集热温度依次升高。依据太阳能集热器集热阳能集热器做到冬季采暖、夏季空调、四季热水供温度的不同，可直接用于热水供应以及采暖等，还应等，因而可与建筑结合在建筑能源结构中发挥重可以驱动吸收式、吸附式、喷射式、除湿空调，朗要的作用，这也是实现太阳能规模化、低成本应用肯循环、化学反应等过程获得制冷效应。也可以将的理想途径之一。苑”图1太阳能制冷t空调技术途径SOLARENERGY5／2010
万方数据

——e卜————————————～￡科9普?施EI瞳蛋臼三太阳能热驱动制冷(4)太阳能蒸汽喷射式制您通过太阳能集热器(1)太阳能吸收式制融用太阳能集热器收集太太阳能为热源，采用的工质对通常为活性碳一甲醇、分子筛一水．硅胶一水及氯化钙一氨等，可利用太阳能集热器将吸附床加热后用于脱附制冷剂，通过加热脱附一冷凝一吸附一蒸发等几个环节实现制冷。(3)太阳能除湿空调系统：是一种开放循环的吸附式制冷系统。基本特征是干燥剂除湿和蒸发冷却，也是一种适合于利用太阳能的空调系统。加热使低沸点工质变为高压蒸汽，通过喷管时因流出速度高、压力低，在吸入室周围吸引蒸发器内生成的低压蒸汽进入混合室，同时制冷剂任蒸发器中汽化而达到制冷效果。表1给出了目前常用的太阳能热驱动空调及其工作方式。从空调系统讲，主要有吸附式、吸收式、除湿空调和喷射式制冷四大类，其中前三种研究应用最广。它们的工作原理是利用太阳能集热器产生的热能驱动制冷装置产生冷冻水或调节空气送往建筑环境内进行空调。具体如下：阳能来驱动吸收式制冷系统，是目前为止示范应用最多的太阳能空调方式。多为溴化锂一水系统，也有的采用氨一水系统。(2)太阳能吸附式制冷：利用吸附制冷原理，以上述几种太阳能热能转换驱动的空调制冷方式中，目前为止太阳能溴化锂一水吸收式空调方式示范应用最多，以欧洲为主。另外，吸附式制冷方式由于驱动热源要求温度低，近年来在我国和欧洲发展很快。除湿空调技术以开放循环方式工作，系统可靠性高，在处理空调潜热负荷方面具有优势。图2N太阳能热驱动空调系统太阳能集热器与制冷方式之间的理论匹配关系(实际集热器效率要低一些)。这里主要考虑了常见的平板式、真空管式和空气集热器几种类型。除湿空调在开放环境中工作，主要用于湿度的处理，需要的热源温度最低，因此可匹配选用空气集热器和平板式太阳能集热器。其次是吸附式制冷，可在60～85℃热源温度下运行。如果集热温度可达85℃以上，可驱动单效吸收式制冷过程。如果集热温度能达到150。C左右，则可以选用具有较高运行效率的太阳能双效吸收式制冷方式。另外，以空调特点而言，除湿空调是对处理空气进行调节的空气调节手段，能够直接把空气处理到理