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如何利用太阳能制冷

太阳能制冷是太阳能利用的一个重要方面,人们在这一领域已经进行了大量研究。目前,实现太阳能制冷主要有两种形式:一种是光电转换制冷,实际上是太阳能发电的一种应用,先实现光电转换,再利用太阳能电池驱动冰箱的压缩式制冷系统;另一种是太阳能光热转换制冷,其研究方向主要包括太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷和太阳能喷射式制冷。

  1.吸收式制冷系统。自蒸发器出来的低压蒸气进入吸收器,被吸收剂强烈吸收,吸收过程中放出的热量被冷却水带走,形成的浓溶液由泵送入发生器中,被热源加热后蒸发,产生高压蒸气,进入冷凝器冷却,而稀溶液减压回流到吸收器,完成一个循环。

  2.吸附式制冷系统。工作过程由热解吸和冷却吸附组成,基本循环过程是利用太阳能或者其他热源,使吸附剂和吸附质形成的混合物(或络合物)在吸附器中发生解吸,放出高温高压的制冷剂气体进入冷凝器,冷凝出来的制冷剂液体由节流阀进入蒸发器。制冷剂蒸发时吸收热量,产生制冷效果,蒸发出来的制冷剂气体进入吸附发生器,被吸附后形成新的混合物(或络合物),从而完成一次吸附制冷循环过程。

  3.喷射式制冷系统。制冷剂在换热器中吸热后汽化、增压,产生饱和蒸气,蒸气进入喷射器,经过喷嘴高速喷出膨胀,在喷嘴附近产生真空,将蒸发器中的低压蒸气吸入喷射器,经过喷射器出来的混合气体进入冷凝器放热、凝结,然后冷凝液的一部分通过节流阀进入蒸发器吸收热量后汽化,这部分工质完成的循环是制冷循环。

  光电转换制冷原理简单,容易实现,但其太阳能电池成本较高;而光热转换制冷虽然技术要求高,但成本低廉。吸收式制冷技术出现的最早,技术相对成熟,目前太阳能溴化锂吸收式制冷机已广泛应用在大型空调领域,但是吸收式制冷系统庞大,运行复杂,并且制冷剂存在易结晶、腐蚀性强、蒸发温度只能在0℃以上等缺点,同时其工作压力高,具有一定危险性。在喷射式制冷技术中,循环泵是唯一的运行部件,系统设置比较简单、运行稳定、可靠性高,但喷射制冷效果较低。鉴于此,目前太阳能用于冰箱技术的实现途径主要是太阳能光电转换制冷技术和太阳能吸附制冷技术。

 

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