太阳能制冷文献综述

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1、文献综述二零一二年六月文献综述太阳能制冷系统研究现状及其进展引言：在完成太阳能制冷系统研究现状及其进展的论文过程中，我参考了诸多文 献，引用了它们的思想或者结论,现将其中一些比较主要的文献作为完成本文的 研究依据做一个综述。1. 太阳能吸收式空调及供热综合系统太阳能吸收式空调系统主要由太阳集热器和吸收式制冷机两部分构成。吸收 式制冷的基本原理是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质来进行的。这两种 物质在同一压强下有不同的沸点，其中高沸点的组分称为吸收剂， 低沸点的组 分称为制冷剂.常用的吸收剂） 制冷剂组合有两种: 一种是溴化锂水, 通常适 用于大型中央空调; 另一种是水氨， 通常适用于小型空

2、调。在夏季， 被集热器加热的热水首先进入储水箱, 当热水温度达到一定值时, 由储水箱向制冷机提供热媒水; 从制冷机流出并已降温的热水流回储水箱， 再 由集热器加热成高温热水； 制冷机产生的冷媒水通向空调箱, 以达到制冷空调 的目的。当太阳能不足以提供高温热媒水时, 可由辅助锅炉补充热量。在冬季， 同样先将集热器加热的热水进入储水箱，当热水温度达到一定值时, 由储水箱直 接向空调箱提供热水, 以达到供热采暖的目的。当太阳能不能够满足要求时, 也 可由辅助锅炉补充热量。在非空调采暖季节， 只要将集热器加热的热水直接通 向生活用储水箱中的热交换器， 就可将储水箱中的冷水逐渐加热以供使用。二 空调及供

3、热综合示范系统.2。热管式真空管集热器的热性能研究热管式真空管集热器是一种新型的太阳能集热装置。由于运用了真空技术， 大幅度地降低了集热器的热损失， 因而使其在高工质温度或低环境温度的运行 条件下仍具有良好的热性能。同时,由于运用了热管技术，被加热工质不直接流 经真空管， 因而跟普通真空管集热器比较， 热管式真空管集热器还具有许多其 它优点：热容量小， 在瞬变的太阳辐照条件下可提高集热器输出能量；热二极 管效应 当太阳辐照较低时可减少被加热工质向周围环境散热；防冻, 在冬季 夜间一20 时真空管本身不会冻裂; 另外, 系统承压高， 易于安装、维修等3. 新型高效太阳能制冷技术对传统太阳能制冷技

4、术进行分类总结，指出其热力学局限性，提出一种太阳 能制冷新模式.对光纤小碟太阳能聚光集热系统进行介绍,并对其性能进行初步 评价,指出利用光纤小碟太阳能聚光集热系统同时驱动气体透平机发电制冷和两 级吸收式制冷机，实现太阳能的梯级利用,是获得高效太阳能制冷的新途径。对 一个这样的综合系统进行初步理论计算，得到其净cop值为1. 4 ,达到燃油发电 制冷的水平.4. 太阳能制冷技术探讨太阳能是一种取之不尽、用之不竭的洁净能源。在太阳能热利用领域中 ， 不 仅有太阳能热水和太阳能取暖， 而且还有太阳能制冷空调。太阳能制冷空调在太 阳能转换成热能后， 不仅可以利用这部分热能提供热水和采暖， 而且还可以利

5、 用这部分热能提供制冷空调.从节能和环保的角度考虑， 用太阳能替代或部分替 代常规能源驱动空调系统， 正日益受到世界各国的重视。利用太阳能进行制冷， 对节约常规能源、保护自然环境都具有十分重要的意义.本文就太阳能制冷作以 下探讨。5. 制冷低温技术的节能应用与太阳能固体吸附式制冷技术研 究随着科学技术的发展， 制冷与低温技术在现代生活中获得了日趋广泛的应 用.但自从氯氟烃类物质（即CFCs）对大气臭氧层的破坏被揭示后，国际上已 经开始采取限制到完全禁止使用CFCs类物质的措施，并规定发展中国家最迟于 2000 年1 月1 日禁用. 这迫使世界各国制冷学界不但加紧研究蒸汽压缩式制 冷所用的传统C

6、FCs工质的替代物，而且以更加积极的态度开发和研究其它无C FQ 工质的制冷方式；与此同时， 能源危机迫使制冷界提出一些合理的制冷循环 方式及节能、节材的新方法， 走适应世界“和平与发展”大气候下可持续发展 之路.目前世界各国制冷界研究的热点问题概括起来有4个方面：（l）CFCs的 替代；2） 设计方法的更新;（3）节能（节材）新方法；（4） 机电一体化. 对这些 问题的合理解决与应用 ， 将有助于制冷低温技术在可持续发展的战略背景下展 示出光明的应用前景.6. 制冷技术历史发展状况制冷技术已渗透到生产技术、科研领域以及日常生活的各个方面并发挥着巨 大的作用。生活中，制冷在食品冷加工、冷贮藏、

7、冷藏运输、空气调节以及体育 运动中制造人工冰场等得到广泛用；工业生产中，为生产环境提供必要的恒温恒 湿环境，对材料进行低温处理以及零件间的过盈配合等;农牧业中，对农作物种 子进行低温处理等;建筑工程中，利用制冷实现冻土开采土方；现代医学中的低 温冷冻骨髓和外周血干细胞、手术中的低温麻醉等；制冷技术在尖端科学领域如 微电子技术、新型材料、宇宙开发、生物技术的研究和开发中都发挥作用。7. 太阳能双效溴化锂吸收式制冷系统的性能研究太阳能澳化铿吸收式制冷是目前最成熟的太阳能制冷技术，现己进入实用 化示范阶段.目前，针对太阳能嗅化铿吸收式制冷地研究开发主要集中在单效 系统，这主要是因为单效系统对热源要求

8、低（7590C），系统通常选用价格便 宜的平板型或真空管型太阳能集热器即可，系统成本相对较低，但系统的效率 不高(COP0.60.7)。对太阳能双效嗅化铿吸收式制冷系统进行了理论研究。系 统的太阳能集热部分采用具有反映灵敏、集热效率高和工作流体出口温度高等优 点的抛物面槽太阳能聚焦集热器(PTC)，制冷机采用性能系数较高的热水型双效 并联澳化铿吸收式制冷机。与太阳能单效嗅化铿吸收式制冷系统相比 ,双效系统 对热源的要求较高(120160C),但对太阳能的利用效率更高 (COP1。2一 1.5)，具有更好的节能效果。8. 太阳能吸附式制冷装置系统研究经过对太阳能吸附式制冷的研究，以及对固体吸附式

9、制冷装置设备的设计， 制作和试验过程，对太阳能吸附式制冷机数的实际应用总结如下的结论 :太阳能 吸附式制冷的集热器和吸附床的分体，吸附床采用的是壳管式，这种结构可拆卸 的，便于系统的可操作性。活性炭一甲醇这一制冷工质对是最佳的制冷工质对 , 活性炭对甲醇的吸附率在太阳能吸附式制冷中达到 0.148。受到太阳能辐射量的 影响，供水的温度受到一定的限制，还有吸附床的传热传质性能的影响 ,最高吸 附温度为62.5 C，制冷系数最高为0。169，和其它的相同的制冷装置相比可能会 比较低，这就促使我们改善吸附床的传热性能，使其能进一步的优化。9. 吸附式制冷新技术太阳能吸附式制冷系统的一种简单形式是基本

10、型吸附式系统，它主要由发 生器(吸附床)、冷凝器、蒸发器、阀门等部分组成。白天太阳辐射充足时，吸 附床吸收太阳辐射后，温度升高，使制冷剂从吸附剂中解吸，吸附床内压力升高。 解吸出来的制冷剂进入冷凝器，经冷却介质冷却后凝结为液态,进入蒸发器。这 样，太阳能转化为代表制冷能力的吸附势储存起来，实现化学吸附潜热的储存. 夜间或太阳辐射不足时，环境温度降低，太阳能吸附集热器通过自然冷却后，吸 附床的温度下降，吸附剂开始吸附制冷剂,产生制冷效果。10. 固体吸附式制冷技术的概况及进展吸附式制冷作为能有效利用太阳能和工业庭热等低品位能源，而叉没有环境 破坏性的新型制冷技术越来越多地受到重视近年来，国内外焱

11、多学者从吸附剂 一制冷荆工质对的性能、吸附式制冷循环的特性、吸附床的传热传质等诸多方面， 在所建立的一些样机上对吸附式制冷系统的性能作了大量的研究工作但目前对 一些新型循环酊可实现性和系兢性能厦其稳定性的提高方面还需要作大量的研 究,以促进吸附式制冷技术走向实际应用市场。吸附式制冷技术研究的基本内容可分为吸附剂一制冷剂工作对的性能、各种 循环的热力性能以及系统内的传热传质问题三个方面 但对这三个方面的研究 已有机地结合在对系统的研究之中对吸附剂一制冷剂工作对的性能进行评价时 必须考虑其对热力循环性能的影响，分析循环的热力学性能必须结合特定工作对 的吸附锅冷性能在系统设计中，不仅要考虑部件的传热

12、传质性能的改善,还要 使设计的系统有利于循环的实现并使之充分地接近理想循环。11. 太阳能制冷技术的应用与发展太阳能属于低品位、低密度热源,太阳能制冷系统不同于蒸气压缩式制冷系 统。目前，关于太阳能制冷系统的研究较多_1 ，从原理上看主要包括两种，一 种是以热能为驱动能源，如吸收式、吸附式、喷射式制冷等；另外一种是以电能 为驱动能源，先把太阳能转化成电能，然后再利用电能来制冷，如光电式制冷， 热电制冷等。吸收式制冷是利用溶液浓度的变化来获取冷量的装置，即制冷剂在 一定压力下蒸发吸热，再利用吸收剂吸收冷剂蒸汽。系统简图如图1所示。自蒸 发器出来的低压蒸汽进入吸收器,被吸收剂强烈吸收，吸收过程中放

13、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 汽，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。它相当于用 吸收器和发生器代替压缩机，消耗的是热能。热源可以利用太阳能、低压蒸汽、 热水、燃气等多种形式。12. 太阳能吸收式制冷的最佳发生温度及节能分析将太阳能应用于溴化锂吸收式单效或双效制冷空调系统， 对其性能参数进 行了理论分析和计算 , 得到了太阳能吸收式制冷系统所需的适宜的太阳能热源 温度， 并对实际运行情况下的能耗进行了分析, 为太阳能吸收式制冷空调系统 的优化设计提供了一定的理论依据。在利用太阳能来制冷的3 种系统中（ 压缩式 制冷系统、

14、蒸汽喷射式制冷系统和吸收式制冷系统）， 吸收式制冷系统应用最为 广泛, 也最为成功。随着吸收式制冷技术的发展和太阳能集热器的改进, 太阳能 吸收式制冷系统整体性能将得到进一步提高。Bong等研究了一种理想的太阳能 空调系统, 给溴化锂吸收式太阳能空调系统的优化设计和操作管理提供了一定 的理论基础。13. 太阳能吸附式制冷技术进展综述介绍了太阳能吸附式制冷技术的原理与特点，从吸附剂-制冷剂工质对、系统 循环方式以及吸附床三个方面详细说明了吸附式制冷技术的进展。通过综合分析 指出，优化系统的设计，尤其是对系统关键部件,如吸附床、冷凝器、蒸发器的 优化设计，对太阳能吸附式制冷系统的性能非常重要;其次

15、，应加强对性能稳定、 操作简便的无阀系统的研究，同时加大对太阳能吸附式制冷与建筑一体化的研究 力度，使之符合建筑一体化的要求。最后分析了太阳能吸附式制冷技术的发展前 景。参考文献1 何梓年。太阳能吸收式空调及供热综合系统。太阳能，2000（2）：2 一4。2 何梓年，蒋富林，葛洪川等.热管式真空管集热器的热性能研究。太阳能学报， 1994，15（1）：73 一 82.3 李正良，郑宏飞，陈子乾，何开岩。新型高效太阳能制冷技术.制冷与空调。2005，5（ 6） :1013.4 周曦慧。太阳能制冷技术探讨，山西建筑。2008，34（21）：218219.5 李明，王六玲，王建樟，李星。制冷低温技术

16、的节能应用与太阳能固体吸附式制冷技术研究.节能。 1990，4：913.6 房曙光.制冷技术历史发展状况.科技咨询导报.2007，12:142-143。7 韩崇巍.太阳能双效溴化锂吸收式制冷系统的性能研究.博士学位论文.中国科技大学：中国科技大学， 2009 年 4 月。8 张运真.太阳能吸附式制冷装置系统研究.硕士学位论文。河南农业大学：河南农业大学，2005 年 6 月.9 王如竹.吸附式制冷新技术.化工学报，2000，51（4）：435-441。10 滕毅，王如竹。固体吸附式制冷技术的概况及进展。上海交通大学学报.1998,32（4） :109112.11 张朝昌,厉彦忠，陈曦，王强。太

17、阳能制冷技术的应用与发展.制冷与空调。2003，3（1） :1-5.12 邹同华，涂光备，申江，苏树强太阳能吸收式制冷的最佳发生温度及节能分析.FLUID MACHINERY. 2004，32（2） :50-53.13 赵加佩，陈宁，冻小飞。太阳能吸附式制冷技术进展综述。能源研究与信息.2007,23（1）： 24-28。14Z.F。Li, K。Experimental studies on a solar powered air conditioning system with partitioned hot waterstorageTank. Solar Energy， 2011（5） :285-296. 15 Best R， Ortega N. Solar refrigeration and cooling. In: World Renewable Energy Congress V，20-25September， Florence，Italy II，1998:685690.