太陽能空調(diào)制冷技術(shù)的設(shè)計研究(編輯修改稿)
2025-07-22 14:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 電利用：目前太陽能研究的最主要方向就是太陽能發(fā)電。太陽能發(fā)電一般有兩種方法，第一種是光熱電轉(zhuǎn)換。一般是先把光能轉(zhuǎn)化為熱能，再把熱能轉(zhuǎn)化為電能。這個方案成本較高，效率較低；還有一種是光電轉(zhuǎn)換。基本原理是利用光伏特效應(yīng)將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能。目前使用的光電太陽能產(chǎn)品有光伏路燈、光伏電站、航天器供能設(shè)備等。光生物利用：即光合作用，利用植物的光合作用而實現(xiàn)將太陽能轉(zhuǎn)換成為生物能的過程。目前主要應(yīng)用于大棚蔬菜、油料作物和巨型海藻。如圖1所示，這是太陽能在暖通制冷中的技術(shù)應(yīng)用路線。分析圖1可知，太陽能在暖通制冷領(lǐng)域中應(yīng)用的技術(shù)環(huán)節(jié)主要為2個方面：其一，直接利用太陽能，通過設(shè)備吸收的太陽能直接轉(zhuǎn)化為熱能，并將此熱能用于暖通制冷，這個環(huán)節(jié)并不需要中間轉(zhuǎn)化為其他形式能量；其二，先將太陽能置換為電能，隨后依靠生成的電去驅(qū)動其他裝置進行制冷或供熱，該部分多應(yīng)用于太陽能的儲備。利用太陽能制冷或者制熱過程中，可以根據(jù)不同的需要調(diào)節(jié)溫度區(qū)域，以適應(yīng)用戶的需求。太陽能收集和轉(zhuǎn)換多是通過集熱裝置實現(xiàn)，現(xiàn)階段市場使用較多的集熱裝置其種類有3種，其分別為聚焦式、真空管以及平板式；3種類型集熱器按照集熱功能而言是逐漸降低的，所能集熱的溫度也是依次減小的。通過太陽能集熱器收集轉(zhuǎn)化的熱能，經(jīng)過相應(yīng)的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)化之后能夠用于供暖，也能經(jīng)過多種制冷效用之后用于制冷。這種就是太陽能熱驅(qū)動空調(diào)的優(yōu)勢所在，其不僅能夠有效地利用太陽能進行制冷與供暖，還能夠與現(xiàn)階段使用較多的采暖和太陽能熱水系統(tǒng)相互補充。二者有效結(jié)合可以在利用太陽能過程中降低對季節(jié)性太陽能不足帶來的影響，均衡匹配太陽能資源，實現(xiàn)對太陽能的充分利用。在建筑結(jié)構(gòu)中安裝太陽能集熱器，整個建筑就能夠按照用戶需求來調(diào)節(jié)溫度，并能夠享受全年的熱水供應(yīng)，其功能和作用是十分有利的。通過規(guī)模化使用太陽能，也能夠降低日常冷暖成本。圖1太陽能在空調(diào)制冷領(lǐng)域的應(yīng)用示意圖 3 幾種新型太陽能制冷技術(shù) 太陽能吸收式制冷技術(shù)它的工作原理為運用制冷劑蒸發(fā)吸熱，再通過吸收劑吸收所產(chǎn)生的冷量，并將制冷蒸汽傳輸?shù)焦ぷ鞯攸c。其實質(zhì)為溶液濃度變化的吸熱過程，但這一過程中必須控制好反應(yīng)室壓力。其系統(tǒng)工作路線布置如圖2，蒸發(fā)裝置中的蒸汽壓力較低，進入吸收裝置之后會與其中的吸收劑反應(yīng)，混合成濃度較高的液體混合物；而整個過程中產(chǎn)生的熱量則由冷卻水進行吸收。其后，再由泵將濃溶液抽送到發(fā)生器之中，到達發(fā)生器的溶液受熱變?yōu)楦邏赫羝M入到冷凝器之中形成稀溶液，再減壓流回吸收器；同時集熱板需要將收集的太陽能傳送到發(fā)生器中。從能量角度分析，整個裝置主要是通過吸收器和發(fā)生器將熱能轉(zhuǎn)化為需要的冷量。因其工作原理主要運用液體濃度的變化，系統(tǒng)的特點與制冷液特性有很大的關(guān)系。這種制冷技術(shù)的關(guān)鍵在于選取適當?shù)闹评湟?，常用的制冷劑材料?種，即水、乙醇、氟里昂以及氨。圖2太陽能吸收式制冷系統(tǒng)示意圖 太陽能吸收式制冷技術(shù)研究分析較其他種類制冷技術(shù)而言，吸收式制冷技術(shù)是最古老的，其最早形成于上個世紀三十年代，但由于此項技術(shù)應(yīng)用成本過高、工作效率低下，因此在實際應(yīng)用中受到限制。以后很長一段時間內(nèi)，吸收式制冷技術(shù)作用都被忽視，雖然期間學者對于此項技術(shù)有所研究，但研究成果并不顯著。直到1992年，由于當時的能源危機，一些發(fā)達國家開始將關(guān)注重點放在此項技術(shù)之上，并隨著先進科技的運用與原有技術(shù)的改善，吸收式制冷技術(shù)得到了長足的發(fā)展，在實際應(yīng)用中也較為廣泛。這種技術(shù)的熱能來源主要為太陽能，因此，吸收式制冷技術(shù)的反應(yīng)溫度是比較低的，雖然運用集熱器等裝置來提升發(fā)生溫度，但這提升額度是十分有限的。吸收式制冷技術(shù)在工作循環(huán)之中運用的是單效方式，此模式下設(shè)有單級與雙級2類方式。到現(xiàn)在為止，太陽能制冷機類型有很多，應(yīng)用較多的為熱水型單級吸收式溴化鋰。這種類型制冷機在獲得足夠的太陽能，并形成較高的發(fā)生溫度，且系統(tǒng)冷卻水達到工作要求的情況下，能夠發(fā)揮較好的制冷效果。但如其中由一項環(huán)節(jié)受到影響，其工作效率必將大大折扣。因此，為確保此類制冷機的工作效率，實際運用中需要采取特殊裝置提升發(fā)生溫度，這就在較大程度上增加了此類制冷機的生產(chǎn)成本，降低了其普及性。除此之外，此類制冷機還存在一問題缺陷即機器能夠利用的溫差較小，僅僅為6到8攝氏度。為克服這一弊端，以W．B．Ma為代表的諸多學者對這一領(lǐng)域進行了深入的研究，在原有單級吸收式制冷機基礎(chǔ)上，提出了雙級溴化鋰一水吸收式制冷機；其改善了原有單級制冷機存在的不足，具體優(yōu)勢可概括為2個方面：首先，兩級吸收式制冷機并不需要太高的熱源溫度，在一個較低的溫度區(qū)間（75℃85℃）就可正常工作，當控制好冷凝水溫度時，該制冷機就能保證很高的工作效率；其次，該制冷機對于熱源可利用溫差要求并不大，具有較寬廣的溫度適應(yīng)能力，能夠保證制冷機在溫度波動較大的情況下正常工作。 太陽能吸附式制冷技術(shù)如圖3所示，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、風機盤管、冷媒水泵等部分組成。太陽能吸附式制冷技術(shù)的原理包括吸附和脫附兩個過程。脫附過程。 吸附床內(nèi)充滿了吸附劑，吸
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