太阳能吸附式制冷
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太阳能空调制冷技术综述摘要:随着我国能源短缺与环境恶化的日益严重,采暖空调系统作为建筑能耗大户,其环保和节能问题渐渐成为人们关注的焦点。
太阳能作为一种可再生的清洁能源,通过一定的能量转换可扩展应用到空调系统上来。
本文综合介绍了各种太阳能制冷技术的原理和特点,以及一些当前的研究进展,分析了太阳能制冷技术应用存在的问题。
关键词:太阳能吸收制冷吸附制冷喷射制冷半导体制冷1.引言资源和环境一直是制约许多国家可持续发展的重要瓶颈,作为一种可再生能源的太阳能,不仅来源较为广泛,并且几乎不会产生污染,因而倍受研究人员的青睐,也是前景比较广阔的研究方向。
太阳能制冷空调作为一个极具发展前景的领域,成为当前制冷技术研究中的热点。
我国从上世纪70年代就开始了相关研究工作,经过40余年的探索研究,我国的太阳能制冷空调技术取得了长足进步[1],相关工程化技术也已成熟,国内企业已经开发出一些商品化的太阳能制冷空调设备。
在工程应用方面,从1979年开始,国内陆续建成了一些太阳能制冷空调的样板工程[2]。
近年来,国家相关政策扶持力度也越来越大。
太阳能制冷具有以下几个优点。
首先是节能,据统计,国际上用于民用空调所耗电能约占民用总电耗的50 %。
太阳能制冷用于空调,将大大的减少电力消耗,节约能源;其次是环保,根据5蒙特利尔议定书6,目前压缩式制冷机主要使用的CFC类工质因为对大气臭氧层有破坏作用应停止使用(美、欧等已停止生产和使用)[3],现在各国都在研究CFC类工质的替代物质及替代制冷技术。
太阳能制冷一般采用非氟氯烃类物质作为制冷剂,臭氧层破坏系数(ODP)和温室效应系数(GWP)均为零[4],适合当前环保要求,同时可以减少燃烧化石能源发电带来的环境污染。
2.太阳能制冷技术太阳能制冷,简单的说就是将太阳能转换成热能(或机械能),再利用热能(或机械能)使系统达到并维持所需的低温。
目前的太阳能空调制冷技术从原理上大致可分为两种实现途径:一是太阳能转化为电能,再以电能来驱动压缩式制冷,二是直接利用太阳能集热器收集热量,以热推动制冷。
723太阳能制冷空调-五种方案及其对比分析背景空调能耗占建筑能耗的比例较大,以家庭为例,空调电耗约占家庭总电耗的一半,采用太阳能实现制冷空调是降低建筑能耗的重要途径。
太阳制冷空调可有多种方案,较典型的可有五种,其中三种为太阳能集热制冷空调,两种为太阳能光伏发电制冷空调。
太阳能集热制冷空调有太阳能吸收式制冷空调、太阳能吸附式制冷空调、太阳能喷射式制冷空调。
太阳能光伏发电制冷空调有太阳能光伏发电半导体制冷空调、太阳能光伏发电压缩式制冷空调。
本篇对五种太阳能制冷空调方案作简要介绍并进行对比分析。
太阳能集热吸收式制冷空调太阳能集热吸收式制冷空调的基本原理如下图所示。
图中由太阳能加热器把太阳能转化为热能,加热发生器中的吸收溶液,常用的吸收溶液有溴化锂水溶液(其中的水为制冷剂)和水氨溶液(其中的氨为制冷剂)等;吸收溶液的基本特点是对其中的制冷剂有强烈的吸收特性。
发生器中的吸收溶液被太阳能加热后,其中的制冷剂汽化排出,进入冷凝器放热后变为高温高压液态,液态制冷剂经膨胀阀后产生低温低压制冷剂液体进入蒸发器,在蒸发器中吸热汽化制冷后变为低压制冷剂蒸气被吸收器中的吸收溶液吸收。
吸收器中的吸收溶液吸收制冷剂低压低温蒸气后,浓度降低;发生中的吸收溶液中的制冷剂被加热汽化后,浓度会升高;为维持发生器和吸收器中溶液浓度的稳定,通过溶液阀使部分浓溶液进入吸收器,通过溶液泵使部分稀溶液进入发生器而形成溶液循环。
太阳能集热吸附式制冷空调太阳能集热吸附式制冷空调的基本原理如下图所示。
图中上面的两个集成单元内布置有太阳能集热器、冷却器和吸附剂。
吸附剂是对制冷剂(水、氨、甲醇等)有强烈吸附作用的固体材料(硅胶、活性炭、分子筛等)。
上面右侧的集成单元不吸收太阳能而冷却器运行,上面左侧的集成单元中接收太阳能,加热其中吸满了制冷剂的吸附剂,所吸附的制冷剂汽化后经四通阀进入下面左侧的换热器放热变为高温高压液态,经膨胀阀后产生低压低温制冷剂进入下面右侧的换热器汽化吸热制冷,变为低压低温制冷剂气体经四通阀被上面右侧集成单元中的吸附剂吸附。
太阳能制冷及冷却系统的综述摘要通过利用可再生能源,例如太阳能,来提供冷却,是能源和环境问题的一个重要解决方案。
本文对不同的太阳能制冷和冷却方法进行详细谈论,并提出利用太阳能协助工作流体中的冷却系统和他们的最新进展的理论依据和实际应用。
热动力制冷技术分为两类:吸附技术(开放系统或封闭系统)和热机械技术(喷射系统)。
固体和液体除湿循环代表着开放式系统。
液体干燥剂系统比固体干燥剂体系具有更高的热膨胀系数性能(COP)。
吸收和吸附技术代表了的封闭系统。
吸附制冷通常需要比吸收冷却更低的热源温度。
根据COP,通过太阳能吸附系统可以轻松地处理温度较高的问题。
喷射器系统代表了热机械的冷却,并具有较高的热COP,相比于其他系统需要较高的热源温度。
该研究还提到太阳能混合动力冷却系统的异构的组合对,各种太阳能制冷系统的比较,以及这些系统的一些使用建议。
1.简介能源安全是一个国家需要保证的提供其能源资源的能力,意味着安全供应和价格稳定。
能源对国家的经济和发展至关重要,每一个国家的经济增长和技术进步依赖于它[1],而且可用的能源数量也反映了人民的生活质量。
经济,人口和人均能耗导致在过去的几十年中的能源需求的增加。
在世界范围内,多数的能源依然由化石燃料提供,而石油仍然是主要的能源来源。
因此,矿物燃料是全球变暖的主要原因。
随着全球变暖的影响和气候的变化,空调和制冷的需求也随之增加。
通过全球成功的保护了臭氧层的鼓舞,科学家和工程师们一直致力于最大限度地减少和扭转全球变暖对环境危害的影响。
全球变暖是因为化石燃料(石油,天然气和煤)和其他气体,如甲烷,一氧化二氮,臭氧,含氯氟烃(CFC),氢化氯氟烃(氟氯烃)和水蒸汽的燃烧中释放产生二氧化碳,积聚在大气低层。
从2003至2030年,随着世界人口和经济的快速增长,预计世界能源消费总量将增长到71%。
近年来,人民对关于全球气候变暖的意识不断增强,并积极的寻找新能源来摆脱对化石燃料的依赖,使全球气候变暖的因素减少。
科技风2018年2月科技创新D01:10.19392/ki.1671-7341.201805014太阳能吸附式制冷系统杜梅霞王晶中煤天津设计工程有限责任公司天津300100摘要:太阳能制冷系统由吸附式制冷、溶液除湿和顶板冷辐射三部分组成。
介绍了各部分的工作原理、过程。
从技术、经济 角度对其可行性进行了分析,指出太阳能吸附式制冷系统对环境保护及节能减排工作有积极作用。
关键词:空调系统;太阳能制冷;顶板冷辐射;溶液除湿随着人们生活水平不断提高,空调应用日益广泛,空调能 耗约占全国总能耗的30R#近年来常规能源供应紧张,环保意 识不断加强,开发利用洁净、可持续发展型能源迫在眉睫。
太 阳能是一种洁净、可再生能源且分布广泛、取之不尽。
太阳能 制冷系统的应用对缓解能源紧张,保护环境有积极意义。
1太阳能吸附式制冷系统太阳能吸附式制冷系统是吸附式制冷、溶液除湿的集成系 统。
下图是太阳能吸附式制冷系统示意图,由吸附式制冷系 统、溶液除湿系统和空调末端设备三部分组成。
1集热吸附床2热管换热器3蒸发器4阀门5储冷 装置6辅助加热装置7循环泵8通辅助热水9除湿器 10板式换热器11浓溶液储液器 12溶液再生装置 13稀 溶液储液器a新风口 b送风口1.1太阳能吸附制冷原理原理:多孔固体(吸附剂)和对应液体(吸附质)形成吸附 制冷工质对。
固体吸附剂吸附气态吸附质,液态吸附质从外界 吸热蒸发转变为气态吸附质,吸附质的蒸发吸热实现制冷;饱 和后的固体吸附剂被太阳能辐射加热解吸。
系统循环往复实 现连续制冷。
系统组成:集热吸附床1、冷凝器4和蒸发器3。
工作过 程:1吸收太阳辐射温度升高解吸出吸附质,太阳能转变为吸 附势能;解吸出的气态吸附质通过2与稀溶液换热后冷凝;晚 上1被环境冷却降低到吸附温度,打开4,在吸附势能的作用下 吸附质在3中吸热蒸发,实现制冷。
1.2溶液除湿原理原理:利用除湿浓溶液表面水蒸气分压力小于空气中水蒸 气分压力,在水蒸气分压力差的作用下,达到空气除湿目的。