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太陽能制冷技術的基本原理

更新時間:2022-11-09   |  點擊率:543

太陽(yang)能制冷技術的基本原理

太(tai)陽能(neng)是目前(qian)對環境沒有污染(ran),是最有前(qian)途的(de)能(neng)源(yuan)之(zhi)一,利用太(tai)陽能(neng)造福人類的(de)技術也越(yue)來越(yue)受關注,比如太(tai)陽能(neng)制(zhi)冷(leng)技術。

太陽能制冷技(ji)術的分類

根(gen)據不同的能量轉(zhuan)換(huan)方(fang)式,太陽能驅動制(zhi)冷主要有以下兩種方(fang)式,一是(shi)先實現光─電轉(zhuan)換(huan),再(zai)以電力(li)制(zhi)冷;二是(shi)進行光─熱(re)轉(zhuan)換(huan),再(zai)以熱(re)能制(zhi)冷。

光(guang)-熱轉換制(zhi)冷(leng)系(xi)統(tong)分類

太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)光-熱轉換(huan)(huan)制(zhi)(zhi)冷(leng)系(xi)(xi)統主要分為以(yi)下(xia)幾種類型:太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)吸(xi)收式制(zhi)(zhi)冷(leng)系(xi)(xi)統、太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)吸(xi)附(fu)式制(zhi)(zhi)冷(leng)系(xi)(xi)統、太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)除(chu)濕(shi)式制(zhi)(zhi)冷(leng)系(xi)(xi)統。與太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)光-電(dian)轉換(huan)(huan)技術相比,在相同制(zhi)(zhi)冷(leng)功(gong)率情況下(xia),光-熱轉換(huan)(huan)的(de)成本約為光-電(dian)轉換(huan)(huan)的(de)1/5。目前國內外的(de)研究(jiu),以(yi)太(tai)陽(yang)能(neng)(neng)(neng)吸(xi)附(fu)式制(zhi)(zhi)冷(leng)和吸(xi)收式制(zhi)(zhi)冷(leng)為主。

吸附式(shi)制冷的原理

白天(tian),吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)床(chuang)接(jie)受太(tai)陽輻射后(hou)溫(wen)度和壓(ya)(ya)力升高(gao)(gao),制(zhi)冷(leng)(leng)劑就(jiu)會(hui)從吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑中解吸(xi)(xi)(xi)(xi)出來變(bian)成(cheng)高(gao)(gao)溫(wen)、高(gao)(gao)壓(ya)(ya)蒸(zheng)氣;蒸(zheng)氣經(jing)過冷(leng)(leng)凝器(qi)(qi)(qi)散發熱量后(hou)凝結成(cheng)低(di)溫(wen)、高(gao)(gao)壓(ya)(ya)液(ye)體;凝結液(ye)在自身(shen)重力作用下(xia)流入(ru)儲(chu)液(ye)器(qi)(qi)(qi)。夜間或太(tai)陽輻射不(bu)足時,吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)床(chuang)通過自然冷(leng)(leng)卻后(hou)溫(wen)度下(xia)降(jiang),其內部壓(ya)(ya)力也隨之降(jiang)低(di);打開節流閥,制(zhi)冷(leng)(leng)劑流過節流閥后(hou)壓(ya)(ya)力降(jiang)低(di)進(jin)入(ru)蒸(zheng)發器(qi)(qi)(qi),由于蒸(zheng)發器(qi)(qi)(qi)中壓(ya)(ya)力很低(di)(接(jie)近真空),制(zhi)冷(leng)(leng)劑會(hui)吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)熱量迅速蒸(zheng)發,達到制(zhi)冷(leng)(leng)的(de)(de)目的(de)(de);變(bian)成(cheng)氣體的(de)(de)制(zhi)冷(leng)(leng)劑經(jing)管道進(jin)入(ru)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)床(chuang)被吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu),從而完成(cheng)一個制(zhi)冷(leng)(leng)循(xun)環。顯然,這(zhe)種制(zhi)冷(leng)(leng)循(xun)環不(bu)是連續的(de)(de)而是間歇性的(de)(de)。整(zheng)個過程除吸(xi)(xi)(xi)(xi)收(shou)太(tai)陽輻射外,沒有消耗其他(ta)能(neng)量,節能(neng)效果非常明顯。

吸收式(shi)制冷(leng)的原理(li)

太(tai)陽(yang)能吸收式制冷是利用兩種沸(fei)點(dian)(dian)(dian)不同物(wu)質所組(zu)成的(de)混合溶(rong)液作為(wei)工質,其(qi)中沸(fei)點(dian)(dian)(dian)高的(de)稱為(wei)吸收劑,沸(fei)點(dian)(dian)(dian)低的(de)稱為(wei)制冷劑。

首(shou)先(xian),利用太陽(yang)能集(ji)熱(re)(re)裝(zhuang)置把水(shui)加熱(re)(re),高溫(wen)(wen)熱(re)(re)水(shui)在(zai)(zai)管道中流經發(fa)生器時把熱(re)(re)量(liang)(liang)傳遞(di)給工質。混合的(de)液(ye)態工質在(zai)(zai)受熱(re)(re)升溫(wen)(wen)時,由于(yu)兩種成(cheng)分(fen)沸點(dian)不同(tong),沸點(dian)低(di)(di)的(de)水(shui)就(jiu)會大量(liang)(liang)蒸(zheng)發(fa),從而與溴(xiu)化鋰分(fen)離(li)(li);分(fen)離(li)(li)后的(de)制(zhi)冷劑(水(shui))呈氣態,且溫(wen)(wen)度和壓(ya)力都很(hen)高,經冷凝裝(zhuang)置冷卻后變(bian)(bian)成(cheng)高壓(ya)低(di)(di)溫(wen)(wen)的(de)液(ye)態水(shui);液(ye)態水(shui)經過(guo)節(jie)流閥后進入(ru)蒸(zheng)發(fa)室,因其(qi)內壓(ya)力小,液(ye)態水(shui)就(jiu)會急(ji)速膨脹氣化,變(bian)(bian)成(cheng)水(shui)蒸(zheng)氣,氣化過(guo)程中將(jiang)大量(liang)(liang)吸(xi)收(shou)蒸(zheng)發(fa)室的(de)熱(re)(re)量(liang)(liang)而達到(dao)制(zhi)冷的(de)目(mu)的(de)。低(di)(di)溫(wen)(wen)水(shui)蒸(zheng)氣就(jiu)沿管道進入(ru)吸(xi)收(shou)器。

太(tai)陽能制冷的(de)基(ji)本應用

利用太陽(yang)能驅動空調系統一方面可以大(da)大(da)減少不ke再生能源及(ji)電(dian)力資(zi)源消耗(hao),另(ling)一方面因較低的耗(hao)電(dian)減少了(le)因燃燒煤等常(chang)規燃料發電(dian)帶來的環境污(wu)染(ran)問題。

太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)若能(neng)大(da)量用(yong)于(yu)空(kong)調(diao)制(zhi)冷行業,將為(wei)人(ren)類解(jie)決很大(da)問題(ti)。夏季天(tian)氣(qi)炎熱(re)、太(tai)陽(yang)(yang)輻(fu)(fu)射強度大(da),人(ren)們對(dui)空(kong)調(diao)的(de)需(xu)求大(da);另一方面,由于(yu)夏季太(tai)陽(yang)(yang)輻(fu)(fu)射強度大(da),使(shi)依靠太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)來驅動的(de)空(kong)調(diao)系(xi)統可以產生(sheng)更多的(de)冷量。也就是(shi)說,太(tai)陽(yang)(yang)能(neng)空(kong)調(diao)系(xi)統的(de)制(zhi)冷能(neng)力是(shi)隨著太(tai)陽(yang)(yang)輻(fu)(fu)射能(neng)量的(de)增加而(er)增大(da)的(de),跟(gen)人(ren)類的(de)需(xu)求契合。

隨著太(tai)陽(yang)(yang)能電池(chi)和(he)熱電材料(liao)的價格逐步(bu)下(xia)降(jiang),發(fa)電效率的快速提高,太(tai)陽(yang)(yang)能半導體制冷系統的成本(ben)也在(zai)大幅下(xia)降(jiang),更樂觀的是在(zai)性能方(fang)面也得到了明顯的提高,

這在一(yi)(yi)定程度上推動(dong)了(le)太陽(yang)能(neng)半導體制冷(leng)系統的(de)廣(guang)泛應用。我(wo)們(men)希望,清(qing)潔(jie)、低噪聲(sheng)的(de)各(ge)式太陽(yang)能(neng)制冷(leng)系統在不(bu)久的(de)將來都將一(yi)(yi)一(yi)(yi)實(shi)現。