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芻議太陽能制冷技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用
泰州市裕華制冷設(shè)備制造有限公司 滕振亞 2015/4/22 21:26:20
【摘要】作為可再生的清潔能源，太陽能被廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域之中，利用太陽能的技術(shù)種類很多，其中制冷技術(shù)由于具有環(huán)保和節(jié)能等優(yōu)勢，在最近幾年得到了較快發(fā)展�，F(xiàn)階段太陽能制冷方式并不是單一的，主要技術(shù)種類包括吸收式制冷技術(shù)、吸附式制冷技術(shù)、噴射式制冷技術(shù)以及光電式制冷技術(shù)。文章對上述太陽能制冷技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行了探討。
【關(guān)鍵詞】太陽能；制冷技術(shù)；發(fā)展；應(yīng)用
一直以來，人們對于利用太陽能的認(rèn)知通常都是停留在太陽能熱水以及采暖方便，直到最近幾年，太陽能制冷逐漸受到人們的廣泛關(guān)注。眾所周知，利用普通空調(diào)制冷會消耗許多電能，而且大部分空調(diào)排出的物質(zhì)會污染大氣環(huán)境，而太陽能制冷則能夠使世界范圍內(nèi)的環(huán)境污染與能源緊張問題得到緩解。目前各個領(lǐng)域中應(yīng)用了多種太陽能制冷技術(shù)，對節(jié)約能源與保護(hù)環(huán)境具有十分重要的意義。
1 太陽能吸收式制冷技術(shù)
最早興起并發(fā)展的太陽能制冷技術(shù)就是吸入式制冷，在上世紀(jì)30年代興起，由于低效率、高成本、商業(yè)價值低的缺點而未得到過多重視�？茖W(xué)技術(shù)逐漸發(fā)展后該技術(shù)逐漸得以發(fā)展，當(dāng)世界性能源危機(jī)出現(xiàn)時該技術(shù)逐漸被普及。溴化鋰——水吸收式制冷機(jī)與氨——水吸收式制冷機(jī)是比較常見的太陽能吸收式制冷機(jī)，太陽能加熱集熱器中的溶液，經(jīng)過冷凝器的蒸發(fā)后的溴化鋰或氨冷卻后被儲存至冰箱內(nèi)的蒸發(fā)器，溶液制冷時被汽化再次進(jìn)入集熱器，被稀溶液吸收后發(fā)揮制冷效果。因為利用了太陽能，吸入式制冷技術(shù)僅有較低的發(fā)生溫度，通常采用單效方式作為制冷循環(huán)方式，該技術(shù)制成的制冷機(jī)的適用場合特點是冷卻水溫度較低且熱源溫度較高，此時能充分發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢，性能良好。吸收式制冷技術(shù)雖然發(fā)展的比較成熟，但制作成本較高，因此主要應(yīng)用于中央空調(diào)等大型空調(diào)中。
2 太陽能吸附式制冷技術(shù)
該技術(shù)在白天利用固體吸附劑對太陽能進(jìn)行吸收，以便用于夜間的吸附制冷。它主要由貯液器、閥門、蒸發(fā)器、冷凝器、發(fā)生器/吸附器等部分組成。在運行過程中，太陽能在白天加熱吸附床，同時制冷工質(zhì)進(jìn)行脫附，如果其壓力滿足飽和壓力值，就會在冷凝器中發(fā)生冷暖，得到的液體進(jìn)入蒸發(fā)器。吸附床在晚上被冷卻，壓力降低，直到與蒸發(fā)溫度的飽和壓力相等。壓力驟降引起液體沸騰，從而開始制冷。太陽能吸附式制冷技術(shù)的優(yōu)點較多，包括有效運用低品位熱源、無環(huán)境污染、無噪音、使用壽命長、運行費用低、一次投資少、結(jié)構(gòu)簡單等。然而由于該技術(shù)起步較晚，所以尚不成熟，其問題主要是固體吸附劑的導(dǎo)熱性能不強(qiáng)，需較長時間才能吸附或解吸，單位質(zhì)量吸附劑難以獲得較大的制冷功率，導(dǎo)致制冷機(jī)尺寸大，而且熱量損失嚴(yán)重，降低了系統(tǒng)制冷的性能指數(shù)，還需要進(jìn)一步研究完善。
3 太陽能噴射式制冷技術(shù)
該技術(shù)在進(jìn)行制冷時原理主要是利用集熱器使太陽能產(chǎn)生蒸汽，通過其壓力來制冷。運用噴射式制冷技術(shù)而形成的系統(tǒng)比較簡單，但是由于制冷系數(shù)不高，為了使系統(tǒng)性能提高，需要采用電能輔助，使噴射器的引射流壓力提高。我們所說的太陽能增強(qiáng)型噴射制冷系統(tǒng)中的熱源是太陽能集熱器獲得的溫度較高的熱水，主要利用低沸點工質(zhì)，并將機(jī)械壓縮噴射制冷循環(huán)作為輔助。該系統(tǒng)能夠使引射流壓力提高，從而促進(jìn)噴射器的性能提高，它將蒸汽噴射式制冷循環(huán)與機(jī)械壓縮式制冷循環(huán)的優(yōu)勢有機(jī)結(jié)合在一起，熱經(jīng)濟(jì)性較高，而且與傳統(tǒng)的噴射制冷相比制冷性能指數(shù)大約高出50%以上，應(yīng)用于空調(diào)中能夠達(dá)到很好的制冷效果。
各種太陽能制冷技術(shù)都具備自身的優(yōu)點和缺點，為了制成更好的制冷系統(tǒng)可以結(jié)合兩種或幾種太陽能制冷技術(shù)，使其優(yōu)勢互補(bǔ)、相輔相成，既節(jié)約成本又能得到較高的效率，達(dá)到節(jié)能、環(huán)保的目的。
4 太陽能光電式制冷技術(shù)
從實質(zhì)上來說太陽能光電式制冷技術(shù)是應(yīng)用太陽能發(fā)電的體現(xiàn)，它將太陽能通過光伏轉(zhuǎn)換裝置向電能轉(zhuǎn)化，逆變（工頻或高頻）之后則可以對普通的壓縮式制冷機(jī)進(jìn)行驅(qū)動，而光伏轉(zhuǎn)換技術(shù)則是該系統(tǒng)的關(guān)鍵。目前一些冰箱與空調(diào)中已經(jīng)應(yīng)用了太陽能光電式制冷技術(shù)，然而由于人們對其特性缺乏了解，通常并未將光伏系統(tǒng)的特性納入考慮范圍之內(nèi)，導(dǎo)致系統(tǒng)的整體效率較低，且消耗成本高，難以獲得廣泛認(rèn)可。最近幾年，經(jīng)過不斷研究，該技術(shù)的缺陷不斷得到改進(jìn)，逐漸被廣泛應(yīng)用于空調(diào)與冰箱制作中。
5 結(jié)語
最近幾年，世界范圍內(nèi)的環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，許多自然資源已經(jīng)成為了稀少的“奢侈品”，環(huán)保與節(jié)能逐漸受到了社會各界的廣泛重視。目前，可再生資源與新能源的開發(fā)成為了各個國家的研究重點尤其是太陽能，它與水、煤等資源不同，能夠被長期使用且不必?fù)?dān)心資源枯竭，更不會造成環(huán)境污染或?qū)е律鷳B(tài)失衡。將太陽能制冷技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)制作之中，可充分發(fā)揮其方便、節(jié)能的優(yōu)勢，發(fā)展前景廣闊，能夠為企業(yè)獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。
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