太陽能制冷可以通過太陽能光電轉(zhuǎn)換制冷和光熱轉(zhuǎn)換制冷兩種途徑來實(shí)現(xiàn):
1、太陽能光電轉(zhuǎn)換制冷
首先通過太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能,再用電能驅(qū)動(dòng)常規(guī)的制冷壓縮機(jī)。
2、太陽能光熱轉(zhuǎn)換制冷
首先將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能(或機(jī)械能),再利用熱能(或機(jī)械能)作為外界的補(bǔ)償,使系統(tǒng)達(dá)到并維持所需低溫。
對(duì)于相同制冷功率,太陽能光電轉(zhuǎn)換制冷系統(tǒng)的成本要比太陽能光熱轉(zhuǎn)換制冷系統(tǒng)的成本高出許多倍!
太陽能光熱轉(zhuǎn)化制冷系統(tǒng)主要有以下幾種類型:
太陽能吸收式制冷系統(tǒng)(消耗熱能)
太陽能吸附式制冷系統(tǒng)(消耗熱能)
太陽能除濕式制冷系統(tǒng)(消耗熱能)
太陽能蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)(消耗熱能)
太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)(消耗機(jī)械能)
吸收式制冷的工作原理
1.什么是吸收式制冷、吸收劑、制冷劑?
吸收式制冷是利用兩種物質(zhì)所組成的二元溶液作為工質(zhì)來運(yùn)行的,利用工質(zhì)對(duì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化完成制冷劑的循環(huán)。這兩種工質(zhì)在同一壓強(qiáng)下有不同的沸點(diǎn),其中高沸點(diǎn)的組分稱為吸收劑,低沸點(diǎn)的組分稱為制冷劑。
常用的吸收劑—制冷劑組合有兩種:一種是溴化鋰—水,通常適用于大中型中央空調(diào);另一種是水—氨,通常適用于小型家用空調(diào)。
2.吸收式制冷機(jī)的組成
吸收式制冷機(jī)主要由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器等組成。制冷劑回路主要由冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器等組成。吸收劑回路主要由吸收器、發(fā)生器、溶液泵等組成。

基本組成:
發(fā)生器:吸收式制冷機(jī)中,通過加熱析出制冷劑的設(shè)備。
吸收器:吸收式制冷機(jī)中,通過濃溶液吸收劑在其中噴霧以吸收來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸氣的設(shè)備。
冷凝器:轉(zhuǎn)移熱量—使高壓、高溫制冷劑蒸汽能向高溫環(huán)境自由放熱。
蒸發(fā)器:蒸發(fā)吸熱獲得制冷效果—使低壓制冷劑液體在較低環(huán)境溫度下吸收熱量蒸發(fā)為氣體,從而獲得制冷效果。

3.吸收式制冷的工作原理
(1)制冷劑循環(huán)
高壓氣態(tài)制冷劑在冷凝器中向冷卻介質(zhì)放熱被凝結(jié)為液態(tài)后,經(jīng)節(jié)流裝置減壓降溫進(jìn)入蒸發(fā)器;在蒸發(fā)器內(nèi),該液體被氣化為低壓氣態(tài),同時(shí)吸取被冷卻介質(zhì)熱量產(chǎn)生制冷效應(yīng)。
(2)吸收劑循環(huán)
在吸收器中,用液態(tài)吸收劑不斷吸收蒸發(fā)器產(chǎn)生的低壓氣態(tài)制冷劑,以達(dá)到維持蒸發(fā)器內(nèi)低壓的目的;吸收劑吸收制冷劑蒸氣而形成的制冷劑一吸收劑溶液,經(jīng)溶液泵升壓后進(jìn)入發(fā)生器;在發(fā)生器中該溶液被加熱、沸騰,其中沸點(diǎn)低的制冷劑氣化形成高壓氣態(tài)制冷劑,進(jìn)入冷凝器液化,而剩下的吸收劑濃溶液則返回吸收器再次吸收低壓氣態(tài)制冷劑。
4.溴化鋰吸收式制冷的工作原理
溴化鋰-水溶液是目前空調(diào)用吸收式制冷機(jī)采用的工質(zhì)對(duì)。
(1)溴化鋰的性質(zhì)
無水溴化鋰是無色粒狀結(jié)晶物,性質(zhì)和食鹽相似,化學(xué)穩(wěn)定性好,沸點(diǎn)很高,極難揮發(fā),極易溶解于水。此外,溴化鋰無毒、無臭、有咸苦味,對(duì)皮膚無刺激。
(2)溴化鋰水溶液的性質(zhì)
溴化鋰水溶液的沸點(diǎn)與壓力、溶液濃度有關(guān),在相同溫度條件下,溴化鋰溶液濃度越大,其吸收水分的能力就越強(qiáng)。
(a)制冷劑循環(huán)
發(fā)生器中產(chǎn)生的高壓蒸氣在冷凝器中冷凝成高壓低溫液態(tài)水,經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器,在低壓下蒸發(fā),產(chǎn)生制冷效應(yīng)。這些過程與蒸氣壓縮式制冷循環(huán)在冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器中所產(chǎn)生的過程完全相同;

(b)吸收劑循環(huán)
發(fā)生器中流出的濃溶液降壓后進(jìn)入吸收器,吸收由蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷劑蒸氣,形成稀溶液,用泵將稀溶液輸送至發(fā)生器,重新加熱,形成濃溶液。這些過程的作用相當(dāng)于蒸氣壓縮式制冷循環(huán)中壓縮機(jī)所起的作用。
溴化鋰吸收式制冷機(jī)的特點(diǎn)
1.主要優(yōu)點(diǎn)
(1)利用熱能為動(dòng)力,特別是可利用低勢熱能。
(2)整個(gè)機(jī)組除功率較小的屏蔽泵外,無其他運(yùn)動(dòng)部件,運(yùn)轉(zhuǎn)安靜。
(3)以溴化鋰水溶液為工質(zhì),有利于滿足環(huán)保的要求。
(4)制冷機(jī)在真空狀態(tài)下運(yùn)行,無高壓爆炸危險(xiǎn),安全可靠
(5)制冷量調(diào)節(jié)范圍廣,可在較寬的負(fù)荷內(nèi)進(jìn)行制冷量的無級(jí)調(diào)節(jié)。
(6)對(duì)外界條件變化的適應(yīng)性強(qiáng),可在一定的熱媒水進(jìn)口溫度、冷媒水出口溫度和冷卻水溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
2.主要缺點(diǎn)
(1)溴化鋰水溶液對(duì)一般金屬有較強(qiáng)的腐蝕性,會(huì)影響機(jī)組的正常運(yùn)行和使用壽命。
(2)溴化鋰吸收式制冷機(jī)的氣密性要求高,即使漏入微量的空氣也會(huì)影響機(jī)組的性能,這就對(duì)機(jī)組制造提出嚴(yán)格的要求。
(3)濃度過高或溫度過低時(shí),溴化鋰水溶液均易形成結(jié)晶,防止結(jié)晶是溴化鋰吸收式制冷機(jī)設(shè)計(jì)和運(yùn)行中必須注意的重要問題。
3.溴化鋰吸收式制冷機(jī)的主要附加措施
(1)防腐蝕措施
在溴化鋰水溶液中加入緩蝕劑是一種有效的防腐措施。
(2)抽氣措施
由于機(jī)組內(nèi)的工作壓力遠(yuǎn)低于大氣壓力,難免有少量空氣滲入,制冷機(jī)必須設(shè)有抽氣設(shè)備。
(3)防結(jié)晶措施
一般在發(fā)生器中設(shè)有濃溶液溢流管,它不經(jīng)過換熱器而與吸收器的稀溶液相通。
太陽能吸收式制冷的工作原理
1.什么是太陽能吸收式制冷?
所謂太陽能吸收式制冷,就是利用太陽集熱器將水加熱,為吸收式制冷機(jī)的發(fā)生器提供其所需要的熱媒水,從而使吸收式制冷機(jī)正常運(yùn)行,達(dá)到制冷的目的。
2.太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)的組成
太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)主要由太陽集熱器、吸收式制冷機(jī)、空調(diào)箱(或風(fēng)機(jī)盤管)、鍋爐、儲(chǔ)水箱和自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成。
太陽能集熱器可采用真空管太陽集熱器和平板型太陽集熱器。前者可提供較高熱媒水溫度,而后者只能提供較低熱媒水溫度。熱媒水的溫度越高,制冷機(jī)的性能系數(shù)(COP)就越高,空調(diào)系統(tǒng)制冷效率就越高。
3.太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)的工作原理
吸收式制冷機(jī)產(chǎn)生的冷媒水通過儲(chǔ)冷水箱送往空調(diào)箱(或風(fēng)機(jī)盤管)內(nèi)蒸發(fā)、吸熱,以達(dá)到制冷空調(diào)的目的,之后冷媒水經(jīng)儲(chǔ)冷水箱返回吸收式制冷機(jī)。

在冬季,同樣先將太陽能集熱器加熱的熱水進(jìn)入儲(chǔ)水箱,當(dāng)熱水溫度達(dá)到一定值時(shí),由儲(chǔ)水箱直接向空調(diào)箱(或風(fēng)機(jī)盤管)提供熱水,以達(dá)到供熱采暖的目的。

太陽能溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)具有夏季制冷、冬季采暖、全年提供生活熱水等多項(xiàng)功能,在世界各國應(yīng)用較為廣泛。
日本不僅生產(chǎn)大型溴化鋰吸收式制冷機(jī),而且還商品化生產(chǎn)多種規(guī)格的小型溴化鋰吸收式制冷機(jī),有制冷功率為4.6~174KW的系列產(chǎn)品。
我國目前尚未實(shí)現(xiàn)小型溴化鋰吸收式制冷機(jī)的商品化生產(chǎn),在一定程度上限制了太陽能吸收式空調(diào)的推廣應(yīng)用。
蒸汽壓縮式制冷的工作原理
1.什么是蒸汽壓縮式制冷?
蒸汽壓縮式制冷是一種傳統(tǒng)的制冷方式。它是利用沸點(diǎn)很低的制冷劑相態(tài)變化過程所發(fā)生的吸放熱現(xiàn)象,借助于壓縮機(jī)的抽吸壓縮、冷凝器的放熱冷凝、節(jié)流閥的節(jié)流降壓、蒸發(fā)器的吸熱汽化的循環(huán)過程,達(dá)到使被冷對(duì)象溫度下降目的的制冷方法。
2.蒸汽壓縮式制冷機(jī)的組成
蒸汽壓縮式制冷機(jī)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器等組成,各部分之間用管道連接成一個(gè)封閉系統(tǒng)。

蒸汽壓縮制冷的四要素
1、壓縮機(jī)—蒸汽壓縮,抬高蒸汽溫度以實(shí)現(xiàn)向高溫環(huán)境散熱;
2、冷凝器—實(shí)現(xiàn)散熱,達(dá)到熱量轉(zhuǎn)移的目的;
3、節(jié)流元件—阻隔系統(tǒng)高低壓腔,以實(shí)現(xiàn)高壓冷凝、低壓蒸發(fā)的效果,同時(shí)控制流量;
4、蒸發(fā)器—實(shí)現(xiàn)吸熱,達(dá)到對(duì)低溫環(huán)境制冷的目的。
壓縮機(jī)的作用
1、獲得高壓—使制冷劑蒸汽能在高壓狀態(tài)下冷凝為液體;
2、獲得高溫—使制冷劑蒸汽溫度高于環(huán)境,能將熱量自由傳遞給環(huán)境,實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移;
氣體被壓縮,體積減小,分子碰撞幾率增加,即內(nèi)能增加,因此溫度升高。如高壓打氣筒使用過程中溫度會(huì)升高。
壓縮機(jī)
制冷系統(tǒng)的心臟—給制冷系統(tǒng)提供制冷劑循環(huán)流動(dòng)的動(dòng)力,同時(shí)創(chuàng)造一個(gè)高壓和低壓的環(huán)境。
『故障現(xiàn)象』不啟動(dòng) 噪音大
『注意事項(xiàng)』防止接線錯(cuò)誤、防止壓縮機(jī)電容用錯(cuò)、不能空氣運(yùn)行、禁止排氣堵死吸氣開啟運(yùn)行、不能敞開長期放置。
制冷壓縮機(jī)的分類:

圖示為制冷壓縮機(jī)分類及其結(jié)構(gòu)示意簡圖,相關(guān)制冷部件請(qǐng)查看南社百科相關(guān)課件,此處略...

室外溫度高于室內(nèi)溫度時(shí)的制冷循環(huán)

太陽能蒸汽壓縮式制冷的工作原理
1.太陽能蒸汽壓縮式制冷與常規(guī)蒸汽壓縮式制冷的區(qū)別
太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)由熱機(jī)驅(qū)動(dòng)
常規(guī)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)
2.太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的組成
太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)主要由太陽集熱器、蒸汽輪機(jī)和蒸汽壓縮式制冷機(jī)等組成,它們分別依照太陽能集熱器循環(huán)、熱機(jī)循環(huán)和蒸汽壓縮式制冷機(jī)循環(huán)的規(guī)律運(yùn)行。
太陽集熱器循環(huán)由太陽集熱器、汽液分離器、鍋爐、預(yù)熱器等組成;
熱機(jī)循環(huán)由蒸汽輪機(jī)、熱交換器、冷凝器、泵等組成;
蒸汽壓縮式制冷循環(huán)由制冷壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥等組成;
太陽能集熱器循環(huán)
在太陽集熱器循環(huán)中,水或其他工質(zhì)被太陽能集熱器加熱至高溫狀態(tài),先后通過氣液分離器、鍋爐、預(yù)熱器、分別幾次放熱,溫度逐步降低,最后又進(jìn)入太陽集熱器再進(jìn)行加熱。如此周而復(fù)始,使太陽能集熱器成為熱機(jī)循環(huán)的熱源。

熱機(jī)循環(huán)
在熱機(jī)循環(huán)中,低沸點(diǎn)工質(zhì)由氣液分離器出來時(shí),壓力和溫度升高,成為高壓蒸汽,推動(dòng)蒸汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)而對(duì)外做功,然后進(jìn)入熱交換器被冷卻,再通過冷凝器而被冷凝成液體。該液態(tài)的低沸點(diǎn)工質(zhì)又先后通過預(yù)熱器、鍋爐、氣液分離器,再次被加熱成高壓蒸汽。
由此可見,熱機(jī)循環(huán)是一個(gè)消耗熱能而對(duì)外做功的過程。

蒸汽壓縮式制冷機(jī)循環(huán)
在蒸汽壓縮式制冷循環(huán)中,蒸汽輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)了制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行,然后再經(jīng)過上述蒸汽壓縮式制冷機(jī)中的壓縮、冷凝、節(jié)流和汽化等過程,完成制冷機(jī)循環(huán)。
在蒸發(fā)器外側(cè)流過的空氣被蒸發(fā)器吸收其熱量,從較熱的空氣變?yōu)檩^冷的空氣,將這較冷的空氣送入房間內(nèi)而達(dá)到降溫空調(diào)的效果。

關(guān)于太陽能集熱器
太陽能集熱器是一種吸收太陽輻射能量并向工質(zhì)傳遞熱量的裝置。
太陽能集熱器的分類:

平板型集熱器
平板型集熱器是歐洲使用最普遍的集熱器類型。由吸熱板、蓋板、保溫層和外殼四部分組成。陽光透過蓋板(玻璃)照射在表面涂有高太陽能吸收率的吸熱板上,吸熱板升溫并將熱量傳遞給吸熱板內(nèi)傳熱工質(zhì),保溫材料起到減少散熱的作用。

平板型集熱器產(chǎn)生的熱水溫度達(dá)30~70℃,可承壓運(yùn)行,主要用于家庭熱水制備和區(qū)域供熱,可以和建筑以多種形式結(jié)合。但由于吸熱板和蓋板之間存在空氣夾層,會(huì)產(chǎn)生對(duì)流散熱,金屬吸熱板與金屬邊框會(huì)向外傳導(dǎo)散熱,因此平板型集熱器存在著熱損失大,在低溫環(huán)境中集熱效率較低的問題。


真空管集熱器產(chǎn)生的熱水溫度可達(dá)80~180℃,最高可達(dá)200 ℃以上,可用于家庭或工業(yè)熱水制備、建筑供暖、太陽能制冷等。除全玻璃真空管集熱器外均可承壓運(yùn)行,在低溫環(huán)境中高效運(yùn)行,尤其是熱管式太陽能集熱器有很強(qiáng)的抗凍能力。真空管的長度尺寸、數(shù)量能根據(jù)實(shí)際需要靈活配置。
根據(jù)2007年底的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),國內(nèi)真空管集熱器的使用量已超過90%。
隨著建筑一體化的不斷發(fā)展,由于平板型太陽能集熱器的大小尺寸可根據(jù)建筑的實(shí)際需要進(jìn)行靈活裁切,可以和建筑屋面、墻面、陽臺(tái)欄板等構(gòu)件有機(jī)結(jié)合,而且可承壓運(yùn)行,諸多業(yè)內(nèi)專家都大力鼓勵(lì)推廣應(yīng)用平板型太陽能集熱器,普通的真空管集熱器會(huì)逐漸被取代,一些性能更佳的真空管集熱器如U形管型、熱管型真空管也將在未來有進(jìn)一步的發(fā)展。