太阳能驱动制冷空调技术

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1、太阳能驱动制冷空调技术国家自然科学基金资助（50376052）,东南大学优秀博士学位论文基金资助东南大学能源与环境学院殷勇高张小松摘要:介绍了当前太阳能驱动制冷空调技术方法、原理、组成特点和研究现状与进展，并对其性能进行综合比较，探讨了太阳能用于制冷空调的前景与技术难题。关键词:太阳能；制冷；空调Solarenergy-poweredrefrigerationandairconditioningtechnologiesYinYonggaoZhangXiaosong(SchoolofEnergyandEnvironment,SoutheastUniversity,Nanjing210096)

2、AbstractThemethodandprincipleofsolarenergy-poweredrefrigerationandairconditioningtechnologyareintroducedinthepaper.Theconfigurationcharacteristic,presentresearchstateandevolvementaboutthemareexplaineddetailed.Andsomecomparisonresultsofthemhavebeendiscussed.Theprospectandtechnologytroubleofthemaree

3、xposited.Keywords:solarenergy;refrigeration;airconditioning1引言目前，大部分的制冷空调设备都是以电能驱动的，随着制冷空调领域的快速发展，传统的制冷空调设备消耗大量的电能，同时也带来了制冷工质氟里昂对环境的污染问题（温室效应和破坏臭氧层），因此制冷空调中的环保和节能问题成为人们关注的焦点问题。太阳能用作主要驱动能源、以自然工质作为循环工质的太阳能制冷与空调技术成为当前制冷空调领域研究的一个重要热点内容之一。太阳能是一种取之不尽、用之不竭的可再生绿色能源，地球每年接受的太阳能总量为1×1018kWh，太阳能驱动制冷空调系统具有环保和节

4、能的双重优势。太阳能用于现代制冷空调的方式很多，本文主要探讨太阳能作为主要能源驱动制冷与空调的技术方法，对其种类、组成、性能特点进行综合比较分析。2太阳能驱动的制冷空调方法太阳能的利用途径分为以下三种：光热转换、光电转换和光化转换。光热转换是利用各种集热器把太阳能收集起来，然后用收集到的热能来驱动太阳能制冷空调装置；光电转换是将太阳能转化为电能来驱动制冷系统；光化转换是先将太阳能能转化为化学能，然后进行制冷/热。太阳能制冷空调系统主要由太阳能集热装置、热驱动制冷装置和辅助热源以及相关控制设备组成。主要的太阳能制冷空调方法如下：2.1光热转换方式太阳能制冷空调2.1.1太阳能吸收式制冷吸收式

5、制冷是利用溶液浓度的变化来获取冷量的，稀溶液吸收来自蒸发器的低压蒸气，释放出热量由冷却介质带走，溶液变浓后经溶液泵升压送至发生器，经过高温热源加热产生高压蒸汽进入冷凝器冷凝、节流后进入蒸发器蒸发制冷。太阳能吸收式制冷机有如下几种，间歇式太阳能吸收式制冷机（如图1所示）、连续式太阳能吸收式制冷机（分为直接式和间接式）和无泵吸收式制冷机（分汽泡泵式和双吸收器式）。间歇式太阳能吸收式制冷机中集热器兼作发生器和吸收器用，工质为氨水溶液，经有关试验研究，在太阳能辐射为700W/m2和发生时间为5h的条件下，环境温度为22～35℃，冷却水温度为20℃，冷凝温度为21～35℃，发生器内的溶液温度最高达到

6、75～83℃，能够并冷凝3.6～4.2kg氨。制冷阶段周围环境温度为18～31℃，蒸发温度为－17℃～7℃，结冰量为6.8～8.0kg，每平方采光面积的结冰量达4.5～5.3kg。间接连续式太阳能吸收式制冷机是通过集热器加热热水，然后通过热水作为热源媒体加热待发生溶液，日本矢崎1号太阳房就是一种间接连续式太阳能驱动溴化锂吸收式制冷机，试验研究表明，冷却水温为29.5℃，冷冻水温度为9℃，发生器入口温度为85℃，制冷量为25100kJ/hr，工况系数为0.5。1998年，江门100kW太阳能空调系统是我国首座大型实用性的太阳能空调系统，采用2级溴化锂吸收式制冷机，标志着我国太阳能热利用技术上

7、了一个新台阶，运行数据表明系统性能COP在0.45左右。多级太阳能吸收式制冷是进一步提高COP和减少加热功率的制冷系统，表1给出了多级太阳能溴化锂吸收式制冷系统的比较。1-集热器/发生器/吸收器2-冷凝器3-蒸发器4-储氨罐图1间歇式太阳能吸收式制冷系统Fig.1Intermissivesolar-poweredabsorptionrefrigerationsystem表1太阳能溴化锂吸收式制冷系统比较（每kW制冷功率）