太陽能光熱轉(zhuǎn)換制冷,即本文介紹的太陽能制冷,首先是將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能(或機(jī)械能),再利用熱能(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。
3.2 太陽能制冷空調(diào)的類型
3.2.1 太陽能吸收式制冷系統(tǒng)
這種系統(tǒng)最常規(guī)的配置是:采用平板或熱管型真空管集熱器來收集太陽能,用來驅(qū)動(dòng)單效、雙效或雙級吸收式制冷機(jī),工質(zhì)主要采用 LiBr-H2O,當(dāng)太陽能不足時(shí)可采用燃油或燃媒鍋爐來進(jìn)行輔助加熱。
該系統(tǒng)的工作原理是利用太陽能集熱器采集熱量加熱熱水,再以熱水加熱發(fā)生器中的溶液產(chǎn)生冷凝蒸汽,制冷劑經(jīng)過冷卻、冷凝和節(jié)流降壓在蒸發(fā)器中由液體汽化吸熱實(shí)現(xiàn)制冷,之后制冷劑蒸汽被吸收器中的吸收溶液吸收,吸收完成后再由泵加壓將含有制冷劑的溶液送入發(fā)生器進(jìn)行加熱蒸發(fā),完成一個(gè)制冷循環(huán)。
吸收式制冷技術(shù)是出現(xiàn)最早的制冷方法,技術(shù)相對成熟。目前太陽能溴化鋰吸收式制冷機(jī)已廣泛得應(yīng)用在大型空調(diào)領(lǐng)域。例如我國首座大型太陽能空調(diào)系統(tǒng),制冷能力可達(dá) 100kW,冷媒水溫度 6~9℃,熱源水溫在 60~75℃,能很正常地制冷,COP初步預(yù)算大于 0.4,可以滿足面積超過 600m2的辦公和會(huì)議室的空調(diào)需求[7]。
3.2.2 太陽能吸附式制冷系統(tǒng)
吸附式制冷是利用物質(zhì)的物態(tài)變化來達(dá)到制冷的目的。用于吸附式制冷系統(tǒng)的吸附式制冷系統(tǒng)的吸附劑-制冷劑組合可以有不同的選擇,例如:沸石-水,活性碳-甲醇等。這些物質(zhì)均無毒、無害,也不會(huì)破壞大氣臭氧層。
太陽能吸附式制冷系統(tǒng)主要由太陽能吸附集熱器、冷凝器、蒸發(fā)儲液器、風(fēng)機(jī)盤管、冷媒水泵等部分組成。
白天太陽輻射充足時(shí),太陽能吸附集熱器吸收太陽輻射能后,吸附床溫度升高,使冷卻劑從吸附劑中解吸,太陽能吸附集熱器內(nèi)壓力升高。解吸出來的制冷劑進(jìn)入冷凝器,經(jīng)冷卻介質(zhì)(水或空氣)冷卻后凝結(jié)為液態(tài),進(jìn)入蒸發(fā)儲液器。這樣,太陽能就轉(zhuǎn)化為代表制冷能力的吸附勢能儲備起來,實(shí)現(xiàn)化學(xué)吸收潛能的儲存。
夜間或太陽輻射不足時(shí),環(huán)境溫度降低,太陽能吸附集熱器通過自然冷卻后,吸附床的溫度下降,吸附劑開始吸附制冷劑,產(chǎn)生制冷效果。產(chǎn)生的冷量一部分以冷媒水的形式從風(fēng)機(jī)盤管(或空調(diào)箱)輸出,另一部分儲存在蒸發(fā)儲液器中,可在需要時(shí)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)制冷量。
3.2.3 太陽能蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)
太陽能蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)主要由太陽集熱器和蒸汽噴射式制冷機(jī)兩大部分組成,如圖 3 所示。
它們分別依照太陽集熱器循環(huán)和蒸汽噴射式制冷機(jī)循環(huán)的規(guī)律運(yùn)行。
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