太陽(yáng)能制冷技術(shù)的基本原理

太陽(yáng)能制冷技術(shù)的基本原理

太陽(yáng)能是目前對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染，是最有前途的能源之一，利用太陽(yáng)能造福人類的技術(shù)也越來(lái)越受關(guān)注，比如太陽(yáng)能制冷技術(shù)。

太陽(yáng)能制冷技術(shù)的分類

根據(jù)不同的能量轉(zhuǎn)換方式，太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)制冷主要有以下兩種方式，一是先實(shí)現(xiàn)光─電轉(zhuǎn)換，再以電力制冷；二是進(jìn)行光─熱轉(zhuǎn)換，再以熱能制冷。

光-熱轉(zhuǎn)換制冷系統(tǒng)分類

太陽(yáng)能光-熱轉(zhuǎn)換制冷系統(tǒng)主要分為以下幾種類型：太陽(yáng)能吸收式制冷系統(tǒng)、太陽(yáng)能吸附式制冷系統(tǒng)、太陽(yáng)能除濕式制冷系統(tǒng)。與太陽(yáng)能光-電轉(zhuǎn)換技術(shù)相比，在相同制冷功率情況下，光-熱轉(zhuǎn)換的成本約為光-電轉(zhuǎn)換的1/5。目前國(guó)內(nèi)外的研究，以太陽(yáng)能吸附式制冷和吸收式制冷為主。

吸附式制冷的原理

白天，吸附床接受太陽(yáng)輻射后溫度和壓力升高，制冷劑就會(huì)從吸附劑中解吸出來(lái)變成高溫、高壓蒸氣；蒸氣經(jīng)過(guò)冷凝器散發(fā)熱量后凝結(jié)成低溫、高壓液體；凝結(jié)液在自身重力作用下流入儲(chǔ)液器。夜間或太陽(yáng)輻射不足時(shí)，吸附床通過(guò)自然冷卻后溫度下降，其內(nèi)部壓力也隨之降低；打開(kāi)節(jié)流閥，制冷劑流過(guò)節(jié)流閥后壓力降低進(jìn)入蒸發(fā)器，由于蒸發(fā)器中壓力很低（接近真空），制冷劑會(huì)吸收熱量迅速蒸發(fā)，達(dá)到制冷的目的；變成氣體的制冷劑經(jīng)管道進(jìn)入吸附床被吸附劑吸附，從而完成一個(gè)制冷循環(huán)。顯然，這種制冷循環(huán)不是連續(xù)的而是間歇性的。整個(gè)過(guò)程除吸收太陽(yáng)輻射外，沒(méi)有消耗其他能量，節(jié)能效果非常明顯。

吸收式制冷的原理

太陽(yáng)能吸收式制冷是利用兩種沸點(diǎn)不同物質(zhì)所組成的混合溶液作為工質(zhì)，其中沸點(diǎn)高的稱為吸收劑，沸點(diǎn)低的稱為制冷劑。

首先，利用太陽(yáng)能集熱裝置把水加熱，高溫?zé)崴诠艿乐辛鹘?jīng)發(fā)生器時(shí)把熱量傳遞給工質(zhì)。混合的液態(tài)工質(zhì)在受熱升溫時(shí)，由于兩種成分沸點(diǎn)不同，沸點(diǎn)低的水就會(huì)大量蒸發(fā)，從而與溴化鋰分離；分離后的制冷劑（水）呈氣態(tài)，且溫度和壓力都很高，經(jīng)冷凝裝置冷卻后變成高壓低溫的液態(tài)水；液態(tài)水經(jīng)過(guò)節(jié)流閥后進(jìn)入蒸發(fā)室，因其內(nèi)壓力小，液態(tài)水就會(huì)急速膨脹氣化，變成水蒸氣，氣化過(guò)程中將大量吸收蒸發(fā)室的熱量而達(dá)到制冷的目的。低溫水蒸氣就沿管道進(jìn)入吸收器。

太陽(yáng)能制冷的基本應(yīng)用

利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)空調(diào)系統(tǒng)一方面可以大大減少不ke再生能源及電力資源消耗，另一方面因較低的耗電減少了因燃燒煤等常規(guī)燃料發(fā)電帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。

太陽(yáng)能若能大量用于空調(diào)制冷行業(yè)，將為人類解決很大問(wèn)題。夏季天氣炎熱、太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大，人們對(duì)空調(diào)的需求大；另一方面，由于夏季太陽(yáng)輻射強(qiáng)度大，使依靠太陽(yáng)能來(lái)驅(qū)動(dòng)的空調(diào)系統(tǒng)可以產(chǎn)生更多的冷量。也就是說(shuō)，太陽(yáng)能空調(diào)系統(tǒng)的制冷能力是隨著太陽(yáng)輻射能量的增加而增大的，跟人類的需求契合。

隨著太陽(yáng)能電池和熱電材料的價(jià)格逐步下降，發(fā)電效率的快速提高，太陽(yáng)能半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的成本也在大幅下降，更樂(lè)觀的是在性能方面也得到了明顯的提高，

這在一定程度上推動(dòng)了太陽(yáng)能半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。我們希望，清潔、低噪聲的各式太陽(yáng)能制冷系統(tǒng)在不久的將來(lái)都將一一實(shí)現(xiàn)。