太陽(yáng)能制冷工作原理及主要工作形式？

 太陽(yáng)能制冷工作原理及主要工作形式？
    20世紀初,人們談?wù)摰脑?huà)題只是能源,而21世紀初,人們談?wù)摰脑?huà)題則是能源危機。這說(shuō)明在當今這個(gè)高速發(fā)展的社會(huì ),能源已經(jīng)成為支撐國家經(jīng)濟發(fā)展的基礎和核心問(wèn)題。2010年,我國一次能源消費總量超過(guò)32億噸標準煤,能源消費總量已經(jīng)占世界總量的20%,能源消費總量已經(jīng)超過(guò)美國,但經(jīng)濟總量?jì)H為美國的三分之一左右。其中,我國的石油對外依存度已經(jīng)超過(guò)55%,天然氣也已經(jīng)超過(guò)16%是進(jìn)口,昨日的煤炭大國在2010年也已經(jīng)是變成了凈進(jìn)口國。近年來(lái)，由于傳統的制冷空調設備對氟利昂類(lèi)制冷劑的大量使用，以及對電能的大量消耗成為導致當前環(huán)境與能源問(wèn)題的重要因素。隨著(zhù)我國能源結構的調整，太陽(yáng)能、地熱能、生物質(zhì)能等可再生能源的應用比例不斷提高。因此，研制和發(fā)展對臭氧層無(wú)損耗、無(wú)溫室效應而且可以利用低品位能源作為動(dòng)力的節能環(huán)保型的制冷技術(shù)是制冷領(lǐng)域研究的重要課題。
　　1、背景：
　　人類(lèi)進(jìn)入21世紀以來(lái)，電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，據美國石油業(yè)協(xié)會(huì )估計，地球上尚未開(kāi)采的原油儲藏量已不足兩萬(wàn)億桶，可供人類(lèi)開(kāi)采時(shí)間不超過(guò)95年。在2050年到來(lái)之前，世界經(jīng)濟的發(fā)展將越來(lái)越多地依賴(lài)煤炭。其后在2250到2500年之間，煤炭也將消耗殆盡，礦物燃料供應枯竭。
　　同時(shí)化石燃料燃燒后造成的排放污染問(wèn)題日益凸顯，能源問(wèn)題日益成為制約國際社會(huì )發(fā)展的瓶頸。太陽(yáng)能既是一次能源，有是可再生能源，可免費使用，又無(wú)需運輸，對環(huán)境也沒(méi)有污染，具有無(wú)可避免的自然優(yōu)勢。同時(shí)，我國幅員遼闊，有著(zhù)十分豐富的太陽(yáng)能資源，有2/3以上的地區日照大于2000小時(shí)，太陽(yáng)能資源的理論儲量大每年7000億噸標準煤。
　　2、原理：
　　主要有吸收式、吸附式、冷管式、除濕式、噴射式和光伏等制冷類(lèi)型
　　(1) 太陽(yáng)能吸收式制冷：用太陽(yáng)能集熱器收集太陽(yáng)能來(lái)驅動(dòng)吸收式制冷系統，利用儲存液態(tài)冷劑的相變潛熱來(lái)儲存能量，利用其在低壓低溫下氣化而制冷,目前為止示范應用最多的太陽(yáng)能空調方式。多為溴化鋰—水系統，也有的采用氨—水系統。
　　(2) 太陽(yáng)能吸附式制冷：將收式制冷相結合的一種蒸發(fā)制冷，以太陽(yáng)能為熱源，采用的工質(zhì)對通常為活性碳—甲醇、分子篩—水、硅膠—水及氯化鈣一氨等，可利用太陽(yáng)能集熱器將吸附床加熱后用于脫附制冷劑，通過(guò)加熱脫附——冷凝——吸附——蒸發(fā)等幾個(gè)環(huán)節實(shí)現制冷。
　　(3) 太陽(yáng)能除濕空調系統：是一種開(kāi)放循環(huán)的吸附式制冷系統?；咎卣魇歉稍飫┏凉窈驼舭l(fā)冷卻，也是一種適合于利用太陽(yáng)能的空調系統。
　　(4) 太陽(yáng)能?chē)娚涫街评洌和ㄟ^(guò)太陽(yáng)能集熱器加熱使低沸點(diǎn)工質(zhì)變?yōu)楦邏赫羝?，通過(guò)噴管時(shí)因流出速度高、壓力低，在吸入室周?chē)舭l(fā)器內生成的低壓蒸汽進(jìn)入混合室，同時(shí)制冷劑任蒸發(fā)器中汽化而達到制冷效果。
　　(5)太陽(yáng)能冷管制冷：這是一種間歇式制冷，主要結構是由太陽(yáng)能冷管、集熱箱、制冷箱、蓄冷器和冷卻水回路等組成，是一種特殊的吸附式制冷系統
　　{6}太陽(yáng)能半導體制冷：該系統由太陽(yáng)能光電轉換器(太陽(yáng)能電池)、數控匹配器、儲能設備(蓄電池)和半導體制冷裝置四部分組成。太陽(yáng)能光電轉換器輸出直流電,一部分直接供給半導體制冷裝置進(jìn)行制冷運行,另一部分則進(jìn)入儲能設備儲存,以供陰天或晚上使用,保證系統可以全天候正常運行。
　　3、優(yōu)點(diǎn)：
　　熱源溫度要求低,可以在比較大的熱源溫度波動(dòng)范圍內工作;活動(dòng)部件少;對環(huán)境無(wú)害,環(huán)保。吸附式制冷不需氯氟氫類(lèi)物質(zhì)，因而對環(huán)境不會(huì )產(chǎn)生破壞，同時(shí)可以節能。
　　4、應用與發(fā)展：
　　目前，我國的建筑能耗占社會(huì )總能耗25%以上，而在建筑能耗中，空調能耗占到50%以上，并且建筑物空調的需求量呈逐年上升趨勢，給能源、電力和環(huán)境帶來(lái)很大的壓力，在這種情況下，推廣和發(fā)展太陽(yáng)能空調系統可以節約大量的一次能源并減少能源轉換污染物的排放，符合可持續發(fā)展戰略的要求。利用太陽(yáng)能光熱轉換獲取熱量驅動(dòng)空調制冷機組，具有良好的季節適應性，太陽(yáng)輻射越強，系統制冷量越大，與建筑空調負荷變化一致。隨著(zhù)太陽(yáng)能集熱技術(shù)的不斷發(fā)展和常規能源價(jià)格的持續上漲，太陽(yáng)能空調系統的投資將越來(lái)越低，系統的性能將越來(lái)越好，運行經(jīng)濟性和環(huán)保效益將更加突出，將會(huì )有更多的行業(yè)在空調制冷系統中推廣利用的太陽(yáng)能這一取之不盡的免費清潔能源。