太陽能制冷工作原理及主要工作形式？

 太陽能制冷工作原理及主要工作形式？
    20世紀初,人們談?wù)摰脑掝}只是能源,而21世紀初,人們談?wù)摰脑掝}則是能源危機。這說明在當今這個高速發(fā)展的社會,能源已經(jīng)成為支撐國家經(jīng)濟發(fā)展的基礎(chǔ)和核心問題。2010年,我國一次能源消費總量超過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)超過美國,但經(jīng)濟總量僅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55%,天然氣也已經(jīng)超過16%是進口,昨日的煤炭大國在2010年也已經(jīng)是變成了凈進口國。近年來，由于傳統(tǒng)的制冷空調(diào)設(shè)備對氟利昂類制冷劑的大量使用，以及對電能的大量消耗成為導(dǎo)致當前環(huán)境與能源問題的重要因素。隨著我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，太陽能、地熱能、生物質(zhì)能等可再生能源的應(yīng)用比例不斷提高。因此，研制和發(fā)展對臭氧層無損耗、無溫室效應(yīng)而且可以利用低品位能源作為動力的節(jié)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：
　　人類進入21世紀以來，電力、煤炭、石油等不可再生能源頻頻告急，據(jù)美國石油業(yè)協(xié)會估計，地球上尚未開采的原油儲藏量已不足兩萬億桶，可供人類開采時間不超過95年。在2050年到來之前，世界經(jīng)濟的發(fā)展將越來越多地依賴煤炭。其后在2250到2500年之間，煤炭也將消耗殆盡，礦物燃料供應(yīng)枯竭。
　　同時化石燃料燃燒后造成的排放污染問題日益凸顯，能源問題日益成為制約國際社會發(fā)展的瓶頸。太陽能既是一次能源，有是可再生能源，可免費使用，又無需運輸，對環(huán)境也沒有污染，具有無可避免的自然優(yōu)勢。同時，我國幅員遼闊，有著十分豐富的太陽能資源，有2/3以上的地區(qū)日照大于2000小時，太陽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型
　　(1) 太陽能吸收式制冷：用太陽能集熱器收集太陽能來驅(qū)動吸收式制冷系統(tǒng)，利用儲存液態(tài)冷劑的相變潛熱來儲存能量，利用其在低壓低溫下氣化而制冷,目前為止示范應(yīng)用最多的太陽能空調(diào)方式。多為溴化鋰—水系統(tǒng)，也有的采用氨—水系統(tǒng)。
　　(2) 太陽能吸附式制冷：將收式制冷相結(jié)合的一種蒸發(fā)制冷，以太陽能為熱源，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，可利用太陽能集熱器將吸附床加熱后用于脫附制冷劑，通過加熱脫附——冷凝——吸附——蒸發(fā)等幾個環(huán)節(jié)實現(xiàn)制冷。
　　(3) 太陽能除濕空調(diào)系統(tǒng)：是一種開放循環(huán)的吸附式制冷系統(tǒng)。基本特征是干燥劑除濕和蒸發(fā)冷卻，也是一種適合于利用太陽能的空調(diào)系統(tǒng)。
　　(4) 太陽能噴射式制冷：通過太陽能集熱器加熱使低沸點工質(zhì)變?yōu)楦邏赫羝?，通過噴管時因流出速度高、壓力低，在吸入室周圍吸引蒸發(fā)器內(nèi)生成的低壓蒸汽進入混合室，同時制冷劑任蒸發(fā)器中汽化而達到制冷效果。
　　(5)太陽能冷管制冷：這是一種間歇式制冷，主要結(jié)構(gòu)是由太陽能冷管、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(tǒng)
　　{6}太陽能半導(dǎo)體制冷：該系統(tǒng)由太陽能光電轉(zhuǎn)換器(太陽能電池)、數(shù)控匹配器、儲能設(shè)備(蓄電池)和半導(dǎo)體制冷裝置四部分組成。太陽能光電轉(zhuǎn)換器輸出直流電,一部分直接供給半導(dǎo)體制冷裝置進行制冷運行,另一部分則進入儲能設(shè)備儲存,以供陰天或晚上使用,保證系統(tǒng)可以全天候正常運行。
　　3、優(yōu)點：
　　熱源溫度要求低,可以在比較大的熱源溫度波動范圍內(nèi)工作;活動部件少;對環(huán)境無害,環(huán)保。吸附式制冷不需氯氟氫類物質(zhì)，因而對環(huán)境不會產(chǎn)生破壞，同時可以節(jié)能。
　　4、應(yīng)用與發(fā)展：
　　目前，我國的建筑能耗占社會總能耗25%以上，而在建筑能耗中，空調(diào)能耗占到50%以上，并且建筑物空調(diào)的需求量呈逐年上升趨勢，給能源、電力和環(huán)境帶來很大的壓力，在這種情況下，推廣和發(fā)展太陽能空調(diào)系統(tǒng)可以節(jié)約大量的一次能源并減少能源轉(zhuǎn)換污染物的排放，符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。利用太陽能光熱轉(zhuǎn)換獲取熱量驅(qū)動空調(diào)制冷機組，具有良好的季節(jié)適應(yīng)性，太陽輻射越強，系統(tǒng)制冷量越大，與建筑空調(diào)負荷變化一致。隨著太陽能集熱技術(shù)的不斷發(fā)展和常規(guī)能源價格的持續(xù)上漲，太陽能空調(diào)系統(tǒng)的投資將越來越低，系統(tǒng)的性能將越來越好，運行經(jīng)濟性和環(huán)保效益將更加突出，將會有更多的行業(yè)在空調(diào)制冷系統(tǒng)中推廣利用的太陽能這一取之不盡的免費清潔能源。