太陽能光熱轉換制冷,即本文介紹的太陽能制冷,首先是將太陽能轉換成熱能(或機械能),再利用熱能(或機械能)作為外界的補償,使系統達到并維持所需的低溫。
3.2 太陽能制冷空調的類型
3.2.1 太陽能吸收式制冷系統
這種系統最常規的配置是:采用平板或熱管型真空管集熱器來收集太陽能,用來驅動單效、雙效或雙級吸收式制冷機,工質主要采用 LiBr-H2O,當太陽能不足時可采用燃油或燃媒鍋爐來進行輔助加熱。
該系統的工作原理是利用太陽能集熱器采集熱量加熱熱水,再以熱水加熱發生器中的溶液產生冷凝蒸汽,制冷劑經過冷卻、冷凝和節流降壓在蒸發器中由液體汽化吸熱實現制冷,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生器進行加熱蒸發,完成一個制冷循環。
吸收式制冷技術是出現最早的制冷方法,技術相對成熟。目前太陽能溴化鋰吸收式制冷機已廣泛得應用在大型空調領域。例如我國首座大型太陽能空調系統,制冷能力可達 100kW,冷媒水溫度 6~9℃,熱源水溫在 60~75℃,能很正常地制冷,COP初步預算大于 0.4,可以滿足面積超過 600m2的辦公和會議室的空調需求[7]。
3.2.2 太陽能吸附式制冷系統
吸附式制冷是利用物質的物態變化來達到制冷的目的。用于吸附式制冷系統的吸附式制冷系統的吸附劑-制冷劑組合可以有不同的選擇,例如:沸石-水,活性碳-甲醇等。這些物質均無毒、無害,也不會破壞大氣臭氧層。
太陽能吸附式制冷系統主要由太陽能吸附集熱器、冷凝器、蒸發儲液器、風機盤管、冷媒水泵等部分組成。
白天太陽輻射充足時,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壓力升高。解吸出來的制冷劑進入冷凝器,經冷卻介質(水或空氣)冷卻后凝結為液態,進入蒸發儲液器。這樣,太陽能就轉化為代表制冷能力的吸附勢能儲備起來,實現化學吸收潛能的儲存。
夜間或太陽輻射不足時,環境溫度降低,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,產生制冷效果。產生的冷量一部分以冷媒水的形式從風機盤管(或空調箱)輸出,另一部分儲存在蒸發儲液器中,可在需要時根據實際情況調節制冷量。
3.2.3 太陽能蒸汽噴射式制冷系統
太陽能蒸汽噴射式制冷系統主要由太陽集熱器和蒸汽噴射式制冷機兩大部分組成,如圖 3 所示。
它們分別依照太陽集熱器循環和蒸汽噴射式制冷機循環的規律運行。
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