1、HUNAN UNIVERSITY太陽能利用技術(shù)課程論文太陽能制冷 姓 名： 葉 祎 201301050111 專業(yè)班級(jí)： 能源與動(dòng)力工程1301 所在學(xué)院： 機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院 指導(dǎo)老師： 陳敬煒 1 引言太陽能是新能源和可再生能源的一種，具有普遍、無害、長(zhǎng)久等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是人類未來最理想的替代能源之一。但太陽能同時(shí)也有分散、隨機(jī)、間歇等缺點(diǎn)，故需要研究各種技術(shù)以及配備各種收集和儲(chǔ)能設(shè)備來達(dá)到對(duì)太陽能的利用。簡(jiǎn)單來說，太陽能制冷是將收集的太陽能轉(zhuǎn)換為熱能或機(jī)械能，再利用這部分熱能或機(jī)械能作為外界的補(bǔ)償，使系統(tǒng)達(dá)到并維持所需的低溫。其最大的優(yōu)點(diǎn)是有很好的季節(jié)適應(yīng)性夏季氣溫越高，越需要制冷，同時(shí)太

2、陽輻射條件也越好，太陽能制冷系統(tǒng)的制冷量也越大。除此之外，太陽能制冷還具有污染小，工作噪聲小以及一機(jī)多用等優(yōu)點(diǎn)。2 原理、特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)根據(jù)不同的能量轉(zhuǎn)換方式，現(xiàn)有的太陽能制冷主要有太陽能光電轉(zhuǎn)換，再以電制冷，以及光熱轉(zhuǎn)換，以熱制冷這兩種方式。其中光電轉(zhuǎn)換的制冷方法因?yàn)槌杀据^高而多用于研究，光熱轉(zhuǎn)換的制冷方法則因其廉價(jià)的優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用。以熱制冷的太陽能制冷系統(tǒng)又可分為一下幾類：1）太陽能吸收式制冷系統(tǒng)原理和特點(diǎn)：吸收式制冷是目前為止應(yīng)用最多的太陽能空調(diào)方式，其工作原理是利用溶液濃度的變化來獲取冷量，即制冷劑在一定壓力下蒸發(fā)吸熱，再利用吸收劑吸收制冷劑蒸汽。常用的吸收劑-制冷劑的組合有兩種，溴

3、化鋰-水和水-氨，其中溴化鋰吸收式制冷技術(shù)相對(duì)成熟，但系統(tǒng)成本稍高，故主要用于大型空調(diào)設(shè)備。主要組成為太陽能集熱器、吸收式制冷劑、空調(diào)箱、鍋爐、儲(chǔ)水箱和自動(dòng)控制系統(tǒng)等。發(fā)展趨勢(shì)：吸收式制冷起源于1932年，但受制于成本高、商業(yè)價(jià)值而發(fā)展緩慢；1992年因世界性能源危機(jī)而收到發(fā)達(dá)國(guó)家重視，發(fā)展至今。目前的吸收式制冷需采用聚光式集熱器，影響推廣，故研究將重點(diǎn)放在降低所需熱源溫度上。2） 太陽能吸附式制冷系統(tǒng)原理和特點(diǎn)：吸附式制冷系統(tǒng)與吸收式不同之處在于吸附式制冷系統(tǒng)的太陽能集熱器和吸附器合二為一，即將太陽能系統(tǒng)與制冷劑合二為一，其結(jié)構(gòu)較吸收式制冷系統(tǒng)而言更為簡(jiǎn)單。其工作原理是利用物質(zhì)的物態(tài)變化來達(dá)

4、到制冷，有加熱脫附-冷凝-吸附-蒸發(fā)等幾個(gè)環(huán)節(jié)。吸附劑-制冷劑組合選擇較多，例如：硅膠-水、沸石-水，活性炭-甲醇等。主要組成為太陽能吸附集熱器、冷凝器、蒸發(fā)儲(chǔ)液器、風(fēng)機(jī)盤管、冷媒水泵等。發(fā)展趨勢(shì)：吸附劑-制冷劑中活性炭-甲醇應(yīng)用最廣，但甲醇的毒性影響使用，因此對(duì)未來對(duì)吸附劑-制冷劑的研究將進(jìn)一步深入。同時(shí)，吸附床的傳熱傳質(zhì)特性對(duì)吸附式制冷系統(tǒng)也有很大影響，因此也是未來研究的主要方向。3）太陽能除濕式制冷系統(tǒng)太陽能除濕式制冷的工作原理是利用干燥劑（除濕劑）來吸附空氣中的水蒸氣以一種開放循環(huán)的吸附式制冷。按工作介質(zhì)可分為固體除濕系統(tǒng)和液體除濕系統(tǒng)；按制冷循環(huán)可分為開始循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng)。其中

5、開式除濕系統(tǒng)多用于空調(diào)，閉式除濕系統(tǒng)多用于制冷（制冰）。主要組成為太陽能集熱器，轉(zhuǎn)輪除濕器、轉(zhuǎn)輪換熱器、蒸發(fā)冷卻器、再生器等。發(fā)展趨勢(shì)：太陽能除濕式系統(tǒng)研究時(shí)間較短，國(guó)內(nèi)外目前多為理論研究，今后的研究重點(diǎn)將放在實(shí)驗(yàn)研究和工程設(shè)計(jì)上。4）太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)原理和特點(diǎn)：蒸汽壓縮式制冷的工作原理與傳統(tǒng)制冷方式相同，即通過制冷劑壓縮、蒸發(fā)吸熱、節(jié)流膨脹和冷凝放熱來達(dá)到制冷目的。常用制冷劑有氨、氟利昂以及氟利昂的混合物等。主要組成部分為太陽能集熱器、蒸汽輪機(jī)和蒸汽壓縮式制冷機(jī)。發(fā)展趨勢(shì)：因含氟制冷劑會(huì)造成臭氧層破壞和溫室效應(yīng)，因此研究重點(diǎn)在尋找高效無氟制冷劑上。5）太陽能蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)原理和特

6、點(diǎn)：蒸汽噴射制冷與前四種制冷不同之處在于，前四種均是消耗熱能作為補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)制冷，而蒸汽噴射制冷則是消耗機(jī)械能作為補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)制冷。其工作原理是利用制冷劑吸熱汽化后增壓噴射，進(jìn)入冷凝器放熱凝結(jié)，最后部分冷凝液進(jìn)入蒸發(fā)器吸收熱量汽化來制冷。主要組成部分為蒸汽噴射器、蒸發(fā)器、冷凝器。發(fā)展趨勢(shì)：噴射式制冷系統(tǒng)簡(jiǎn)單但制冷系數(shù)較低，因此未來研究重點(diǎn)將放在提高制冷系數(shù)上。3 結(jié)語隨著溫室效應(yīng)的增強(qiáng)，地球表面的溫度正在逐年上升，年平均氣溫也有明顯升高。隨之而來的是人們對(duì)夏季空調(diào)的要求越來越強(qiáng)烈，住宅和公共建筑的空調(diào)在建筑耗能中所占的比重越來越大。利用太陽能來達(dá)到制冷目的即符合當(dāng)前的需求現(xiàn)狀，又可以減少對(duì)電能的消耗從而減少發(fā)電所來帶的環(huán)境污染問題，因此太陽能制冷具有很好的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。參考文獻(xiàn)1王默晗.淺談太陽能制冷技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用.2007.12代彥軍.太陽能空調(diào)制冷技術(shù)最新研究進(jìn)展.2