【正文】 on the market, the device not only consume energy but also Environmental features.This paper introduces the development of solar refrigeration system process and the current situation of different forms, through solar refrigeration system work principle and characteristics of different forms, and analyzed the advantages and disadvantages of solar refrigeration system, points out that pares to improve the solar collection efficiency, reduce production cost of solar collecting system, optimize the refrigeration system design is the solar energy application for largescale mercial refrigeration are discussed Key words solar cooling type analysis of development prospects 一、太陽能制冷技術(shù)簡(jiǎn)介目前，為了減少空調(diào)的能耗，降低能源短缺對(duì)人們生產(chǎn)和日常生活的威脅，研究者們?cè)谔柲苤评漕I(lǐng)域付出了不懈的努力。本文介紹了太陽能制冷系統(tǒng)的發(fā)展過程和目前的現(xiàn)狀，通過對(duì)不同形式太陽能制冷系統(tǒng)工作原理及工作特性的分析，同時(shí)對(duì)不同形式太陽能制冷系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了比較，指出了提高太陽能采集效率、降低太陽能采集系統(tǒng)的生產(chǎn)成本、優(yōu)化制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)等是目前太陽能制冷進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)化推廣應(yīng)用的研究重點(diǎn)。夏天，在享受空調(diào)帶來的冰涼清爽的同時(shí)，電費(fèi)開支也是驚人的。論文題目：太陽能制冷技術(shù)的應(yīng)用年 級(jí)：08供熱2班院 系：機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院學(xué)生姓名：李亞楠指導(dǎo)教師：于海波 2011年 5月目 錄 一、太陽能制冷技術(shù)簡(jiǎn)介 4 4 4 4 6 6二、太陽能制冷技術(shù)在工程中的應(yīng)用分析 太陽能制冷的效率 7 7 8 三、 太陽能制冷技術(shù)的研究發(fā)展與展望 12 14 14 四、專業(yè)相關(guān)的英文資料與翻譯 17太陽能制冷技術(shù)的應(yīng)用摘要 隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們的生活水平在日益提高。空調(diào)、冰箱等電氣產(chǎn)品已越來越多地進(jìn)入普通家庭。是否可以制造一種不消耗電能、又能夠達(dá)到制冷目的的裝置呢?答案是肯定的，目前科研工作者正在研制一種利用太陽能來制冷的裝置，即將投放市場(chǎng)，該裝置不僅不消耗電能而且具有環(huán)保功能。關(guān)鍵詞 太陽能 制冷類型分析 發(fā)展前景 Abstract ：With the continuous progress and development, people39。迄今為止，人們?cè)谔柲苤评溥@一領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究工作，并取得了一定的進(jìn)展。直到上世紀(jì)70年代，伴隨著世界能源危機(jī)的出現(xiàn)，太陽能集熱技術(shù)和光電轉(zhuǎn)換技術(shù)取得長(zhǎng)足的進(jìn)步，太陽能制冷產(chǎn)業(yè)也得到了普及和發(fā)展。在我國(guó)，太陽能制冷研究也取得了許多成果。1987年，中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所與香港理工大學(xué)合作，在深圳建成了一個(gè)科研和實(shí)用相結(jié)合的示范性太陽能空調(diào)與熱水綜合系統(tǒng)。2002年，建筑面積約為8000 m2的北京天普新能源示范大樓建成，2003年已經(jīng)通過驗(yàn)收并投入運(yùn)行 [2]。另一種是采用太陽能集熱技術(shù)，先把太陽能轉(zhuǎn)換為熱能，然后再以熱能為驅(qū)動(dòng)能源進(jìn)行制冷，如吸收式制冷、吸附式制冷、噴射式制冷等，并以這三種制冷方法為基礎(chǔ)，再和其它一些制冷方法結(jié)合，形成一些新的制冷方法。 太陽能光電轉(zhuǎn)換制冷[3]它是利用光伏轉(zhuǎn)換裝置將太陽能轉(zhuǎn)化為電能后，再用驅(qū)動(dòng)普通蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)或半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)制冷的方法，即光電半導(dǎo)體制冷和光電壓縮式制冷，其關(guān)鍵是光電轉(zhuǎn)換技術(shù)。目前光電式太陽能制冷系統(tǒng)已經(jīng)有直接應(yīng)用于常規(guī)的空調(diào)和冰箱，但一般都沒有考慮光伏系統(tǒng)的特性，整個(gè)系統(tǒng)的效率較低，成本約為直接用熱能驅(qū)動(dòng)的制冷循環(huán)的3～4倍。 太陽能吸收式制冷吸收式制冷是液體汽化制冷的一種，它和蒸汽壓縮式制冷一樣，是利用液態(tài)制冷劑低壓低溫下汽化來實(shí)現(xiàn)制冷的。其工作原理是利用太陽能集熱器加熱熱水，再以熱水加熱發(fā)生器中的制冷劑稀溶液產(chǎn)生冷劑蒸汽，制冷劑蒸汽經(jīng)過冷卻降溫、節(jié)流降壓，并在蒸發(fā)器中汽化吸熱來實(shí)現(xiàn)制冷，制冷劑蒸汽在完成吸熱制冷之后被吸收器中的吸收劑濃溶液吸收，再由泵加壓將制冷劑稀溶液送入發(fā)生器進(jìn)行加熱蒸發(fā)，完成一個(gè)制冷循環(huán)。吸收式制冷的特點(diǎn)和其使用的工質(zhì)有關(guān)系，常用的工質(zhì)有LiBr水和氨水工質(zhì)，目前研究的工質(zhì)還包括乙醇類工質(zhì)等。研究表明，單效式吸收式制冷機(jī)的最佳工作溫度為80～100℃。在相同冷卻水和冷凍水溫度的條件下，單效式制冷機(jī)在熱源溫度低于60℃后COP值會(huì)急劇的下降，到了50℃時(shí)，單效式制冷機(jī)的COP值降為0，無法產(chǎn)生冷量。由于利用高溫?zé)嵩矗?，這比單效的COP值有了顯著的提高。從圖中可以看出，在熱源溫度為80100℃時(shí)單效式工作在最佳的狀態(tài)，即使再增加熱源]圖2 卡諾、單效、雙效、三效吸收式制冷機(jī)熱源溫度和COP關(guān)系圖[4]的溫度，制冷機(jī)的COP值也不會(huì)顯著地提高。值得注意的是，不管是哪個(gè)形式的制冷機(jī)，他們都存在一個(gè)最低的臨界熱源溫度，當(dāng)熱源溫度低于這個(gè)值時(shí)，它們的COP值就會(huì)急劇下降，這也是我們?yōu)槭裁幢仨氃谔柲芪帐街评湎到y(tǒng)中設(shè)置后備熱源的原因之一。在比較中假設(shè)：(1)在59月的制冷季所有制冷機(jī)每天工作8h；(2)制冷機(jī)制備7℃的冷凍水，冷卻水溫度為30℃；(3)太陽能制冷系統(tǒng)包括集熱器、儲(chǔ)熱水箱和輔助設(shè)備。從表1中可以看到，單效制冷機(jī)的COP最低，三效制冷機(jī)的COP最高?？偟恼f來，雙效制冷機(jī)和單效制冷機(jī)系統(tǒng)的總的造價(jià)差別不大，而如果能降低高溫集熱器的價(jià)格，三效吸收式制冷機(jī)將更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因其回水溫度低，換熱溫差大，所以更適合太陽能的利用，也有助于提高太陽能系統(tǒng)的效率。 太陽能吸附式制冷吸附式制冷依靠固體吸附劑在白天吸收太陽能解吸，晚上則吸附制冷。吸附劑和與其配合的吸附質(zhì)一起形成吸附式制冷工質(zhì)對(duì)。根據(jù)吸附劑和吸附質(zhì)之間作用關(guān)系的不同，吸附式制冷可分為物理吸附和化學(xué)吸附。圖3 太陽能噴射式制冷基本原理圖冷凝器泵蒸發(fā)器節(jié)流閥泵泵蓄熱器噴射器太陽能驅(qū)動(dòng)的吸附式制冷循環(huán)有兩種基本類型：一種是利用晝夜交替實(shí)現(xiàn)自然循環(huán)的間歇式制冷循環(huán)；另一種是多個(gè)吸附床交替進(jìn)行吸附和脫附，并有熱量在吸附床之間發(fā)生交換的連續(xù)性回?zé)崾窖h(huán)系統(tǒng)?！＞唧w工作工程描述如下：制冷劑（通常為水）在蓄熱器中吸收高溫傳熱工質(zhì)的熱量后汽化、增壓，產(chǎn)生飽和蒸汽，蒸汽進(jìn)入噴射器，經(jīng)過噴嘴高速噴出膨脹，在噴嘴附近產(chǎn)生真空，將蒸發(fā)器中的低壓蒸汽吸入噴射器，經(jīng)過噴射器出來的混合氣體進(jìn)入冷凝器放熱、冷凝為液體，然后冷凝液的一部分通過節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器吸收熱量后汽化制冷，完成一次制冷子循環(huán)。而太陽能集熱器將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能，使集熱器內(nèi)傳熱工質(zhì)通過循環(huán)泵重新回到集熱器吸收太陽能熱量，此為太陽能轉(zhuǎn)換子循環(huán)。Sokolov等人設(shè)計(jì)了增壓噴射循環(huán)和壓縮噴射混合循環(huán)良種解決方案，其COP可以比傳統(tǒng)的噴射式制冷高50%。為了提高噴射式制冷的效率或者充分利用太陽能，常常把噴射式制冷和吸收式制冷或者吸附式制冷結(jié)合起來，形成一種新的太陽能吸收—噴射復(fù)合制冷系統(tǒng)或者太陽能吸附—噴射聯(lián)合制冷系統(tǒng)。二、太陽能制冷技術(shù)在工程中的應(yīng)用分析制約太陽能制冷技術(shù)推廣應(yīng)用的主要因素有兩個(gè)，一個(gè)是太陽能制冷的效率，一個(gè)是太陽能制冷的成本昂貴。制冷機(jī)的效率（COP）隨著驅(qū)動(dòng)溫度和蒸發(fā)溫度的上升而上升，太陽能集熱器的效率隨著太陽輻射強(qiáng)度的上升而增大，隨著介質(zhì)溫度的上升而減小。由此可見，為了獲得最高的系統(tǒng)總效率，必須合理地選擇太陽能集熱器和制冷機(jī)，使其兩者的效率之積最高。輔助熱源和儲(chǔ)熱器的選擇要能夠滿足最不利條件時(shí)末端制冷的需求，因此在太陽能制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，必須通過優(yōu)化計(jì)算來確定輔助熱源和儲(chǔ)熱器等輔助設(shè)備，達(dá)到提高系統(tǒng)的總體運(yùn)行性能，降低系統(tǒng)成本的目的。表1中Grossman對(duì)采用溴化鋰—水的太陽能空調(diào)系統(tǒng)的研究指出，吸收式制冷中太陽能集熱器的成本約占系統(tǒng)成本的50%以上，集熱和儲(chǔ)熱裝置的成本占系統(tǒng)成本的絕大部分，所以采用雙效和單效循環(huán)的系統(tǒng)時(shí)，成本相差不大，但是雙效循環(huán)的COP較高。高效太陽能集熱材料的研究有利于減少集熱面積，降低系統(tǒng)成本，促進(jìn)太陽能制冷的發(fā)展和應(yīng)用。改善集熱器的吸熱材料也是提高太陽能集熱器的效率有效辦法，目前國(guó)內(nèi)外所研制的選擇性吸收涂層材料正在向多層化、梯度化方向發(fā)展，并發(fā)現(xiàn)了一系列優(yōu)良的涂層材料，如黑鈷選擇性吸收涂層和鋁氮/鋁太陽光譜選擇性吸收涂層。除了吸熱性能外，還要求太陽能集熱板的使用壽命要長(zhǎng)，生產(chǎn)成本要低等。例如：天津大學(xué)1975 年研制的連續(xù)式氨 水吸收式太陽能制冰機(jī)，；北京師范學(xué)院1977 干板型間歇式太陽能制冰機(jī)，～8kg；，冰箱容積為70L，以氨 水為工質(zhì)對(duì)的小型太陽能制冷裝置。 集熱面積120m2，制冷能力14kW，空調(diào)面積為80m2?！熬盼濉庇?jì)劃期間，國(guó)家科委把“太陽能空調(diào)”列為重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。1999 年在山東省乳山市科普公園