能源利用新技术太阳能制冷热泵

1、能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:311 1.1 光热转换技术 八、太阳能制冷空调 1、吸收式制冷空调系统、吸收式制冷空调系统 溴化锂（吸收剂）溴化锂（吸收剂）+水（制冷剂）水（制冷剂） 无毒、制冷温度不低于无毒、制冷温度不低于6、高浓度易结晶、溶液腐蚀作用、高浓度易结晶、溶液腐蚀作用 水（吸收剂）水（吸收剂）+氨（制冷剂）氨（制冷剂） 2、蒸汽喷射式制冷空调系统、蒸汽喷射式制冷空调系统 3、吸附式太阳能制冷空调系统、吸附式太阳能制冷空调系统 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:312 制冷技术是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展起制冷技术

2、是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展起 来的。来的。 如人体舒适性要求、食物的加工保鲜，材料的特性如人体舒适性要求、食物的加工保鲜，材料的特性- 超导现象，物态（气体分离、液化）等需要利用制冷技术。超导现象，物态（气体分离、液化）等需要利用制冷技术。 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:313 几个概念 （1 1）制冷：用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体）制冷：用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体 冷却，使其温度降低到环境温度以下并保持这个温度。冷却，使其温度降低到环境温度以下并保持这个温度。 实质：将热量从被冷却对象中转移到环境中实质：将热量从被冷却对象

3、中转移到环境中 制冷制冷冷却冷却 普冷：普冷：120K以上以上 深冷：深冷：20 120K 低温：低温：0.3 20K 超低温：超低温：0.3K以下以下 空调用制冷技术属于普通制冷空调用制冷技术属于普通制冷 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:314 几个概念 (2)(2)制冷剂：在制冷机中使用的工质称为制冷剂。制冷剂：在制冷机中使用的工质称为制冷剂。 (3)(3)制冷机：机械制冷中所需机器和设备的总合称为制冷机。制冷机：机械制冷中所需机器和设备的总合称为制冷机。 (4)(4)制冷装置：将生产冷量的制冷机械和消耗冷量的设备结制冷装置：将生产冷量的制冷机械和消耗冷量的设备

4、结 合在一起的装置。合在一起的装置。 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:315 (1)(1)商业及人民生活商业及人民生活 如人工冰厂、空调、冰箱、冷柜以及食品的冷冻冷藏、保鲜、冷藏如人工冰厂、空调、冰箱、冷柜以及食品的冷冻冷藏、保鲜、冷藏 运输等。运输等。 (2)(2)工业生产及农牧业工业生产及农牧业 如制药、啤酒、精密仪器车间等；如制药、啤酒、精密仪器车间等； 农作物的种子进行低温处理，人工气候育秧室、蔬菜水果的保鲜等。农作物的种子进行低温处理，人工气候育秧室、蔬菜水果的保鲜等。 (3)(3)建筑工程建筑工程 如挖掘隧道、建筑河堤时采用的如挖掘隧道、建筑河堤时采用的

5、“冻土法冻土法”。 (4)(4)科学实验研究科学实验研究 如各种环境模拟装置中创造的人工环境。如各种环境模拟装置中创造的人工环境。 (5)(5)医疗卫生医疗卫生 如药品、疫苗及人体器官的冷藏保存，手术中采用低温麻醉等。如药品、疫苗及人体器官的冷藏保存，手术中采用低温麻醉等。 (6)(6)尖端科学领域等尖端科学领域等 微电子技术、能源、新型材料、宇宙开发等。微电子技术、能源、新型材料、宇宙开发等。 (7)(7)氧气、天然气氧气、天然气(CNG (CNG 、LNG)LNG)等液态运输等液态运输 天然气：天然气：1 1立方米（液态）立方米（液态）621621立方米（标准气态）立方米（标准气态） 氧气

6、：氧气： 1 1立方米（液态）立方米（液态）800 800 立方米（标准气态）立方米（标准气态） 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:316 发展历史发展历史 （1 1）制冷技术的发展历史制冷技术的发展历史 17551755年年 乙醚蒸发制冷乙醚蒸发制冷-制冷技术的开始制冷技术的开始 18341834年年 第一台乙醚蒸汽压缩式制冷机第一台乙醚蒸汽压缩式制冷机 18751875年年 氨蒸汽压缩式制冷机氨蒸汽压缩式制冷机 压缩式制冷机压缩式制冷机 占统治地位占统治地位 18591859年年 氨水吸收式制冷机氨水吸收式制冷机 19101910年年 蒸汽喷射式制冷机蒸汽喷射式制

7、冷机 1919世纪世纪 制冷技术基本成形制冷技术基本成形 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:317 1910年年 第一台以氨为工质的冰箱问世第一台以氨为工质的冰箱问世 1920年年 美国开利公司制造出第一台开启式压缩机的卧式柜美国开利公司制造出第一台开启式压缩机的卧式柜 型型 空调器空调器 1930年年 第一台以氟利昂为工质（第一台以氟利昂为工质（R-12)的制冷机问世的制冷机问世 1951年年 第一台窗式空调器正式问世第一台窗式空调器正式问世 1964年年 我国第一台我国第一台“双鹿双鹿”牌牌窗式空调器问世窗式空调器问世 80年代末年代末 我国电冰箱产量占全世界第一

8、位我国电冰箱产量占全世界第一位 90年代中年代中 我国空调器产量占全世界第一位我国空调器产量占全世界第一位 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:318 制冷技术的发展概括起来可分为两个阶段：制冷技术的发展概括起来可分为两个阶段： （1 1）天然冷源的应用阶段）天然冷源的应用阶段 古代古代1818世纪中期。世纪中期。 采用的天然冷源主要是指冬季储存的天然冰和夏季使用的深井水。采用的天然冷源主要是指冬季储存的天然冰和夏季使用的深井水。 （2 2）机械制冷阶段机械制冷阶段 1818世纪中期世纪中期 今。今。 17551755年是人工制冷史的起点。年是人工制冷史的起点。 现代制

9、冷技术作为一门科学是由现代制冷技术作为一门科学是由1919世纪中后期发展起来的，到世纪中后期发展起来的，到2020世纪世纪 具有更大的发展。具有更大的发展。 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:319 （2 2）近代的突破性进展）近代的突破性进展 微电子和计算机技术的应用微电子和计算机技术的应用 新材料在制冷产品上的应用新材料在制冷产品上的应用 机器设备的发展机器设备的发展 制冷工质开的开发制冷工质开的开发 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:3110 （4 4） 制冷技术的研究方向制冷技术的研究方向 减少能耗，如充分利用太阳能、地热能等；减少能

10、耗，如充分利用太阳能、地热能等； 合理选择和利用制冷剂；合理选择和利用制冷剂； 提高制冷机的机械热力性能。提高制冷机的机械热力性能。 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:3111 制冷方法制冷方法 制冷的基本方法制冷的基本方法 （1 1）相变制冷）相变制冷 * *液体气化液体气化 * *固体溶化与升华固体溶化与升华 （2 2）气体膨胀制冷）气体膨胀制冷 （3 3）逆向可逆循环）逆向可逆循环 * *逆卡诺循环逆卡诺循环 制冷的具体方法制冷的具体方法 * *蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 * *吸收式制冷吸收式制冷 * *蒸汽喷射式制冷蒸汽喷射式制冷 * *压缩式气体制冷循环

11、压缩式气体制冷循环 * *气体涡流制冷气体涡流制冷 * *热电制冷热电制冷 * *固体吸附制冷固体吸附制冷 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:3112 制冷工质开的开发制冷工质开的开发 19341934年美国人波尔金斯试制成功了第一台以乙醚为工质、闭式循环年美国人波尔金斯试制成功了第一台以乙醚为工质、闭式循环 的蒸气压缩式制冷机。的蒸气压缩式制冷机。 1830183019301930，主要采取，主要采取NHNH3 3、COCO2 2、空气等作为制冷剂；、空气等作为制冷剂； 1930193019901990，主要采用氟里昂作为制冷剂；，主要采用氟里昂作为制冷剂； 199

12、01990 ，积极寻找无污染的制冷剂，替代氟利昂。，积极寻找无污染的制冷剂，替代氟利昂。 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:3113 蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 按着热力学第二定律，把热量从低温热源传递到高温热源按着热力学第二定律，把热量从低温热源传递到高温热源 需要外界做功。需要外界做功。 制冷剂制冷剂 氟利昂氟利昂 CFC 含氯氟化碳含氯氟化碳 HCFC 含氢氯氟化碳含氢氯氟化碳 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:3114 制冷剂 制冷剂制冷剂 ：乙醚（：乙醚（1834） 水水 二氧化碳（二氧化碳（1866） 氨（氨（1870） 二氧化

13、硫（二氧化硫（1876） 氯甲烷（氯甲烷（1878） 氟利昂（氟利昂（Freon）（）（1930） 氟利昂是饱和碳氢化合物的氟、氯、溴的衍生物的总称氟利昂是饱和碳氢化合物的氟、氯、溴的衍生物的总称 R12(1931) 、R11（1932）、）、R114（1933）、）、R113（1934） R13（1945）R14（1955） 丙烷（丙烷（C3H3）、乙烷（）、乙烷（C2H6）、乙烯（）、乙烯（C2H4） 丙稀（丙稀（C3H6）、丁烷（）、丁烷（C4H10）、戊烷（）、戊烷（C5H12） 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:3115 对制冷剂的要求 1、 临界温度较高临

14、界温度较高 2 、适宜的饱和蒸气压力、适宜的饱和蒸气压力 3 、凝固温度低、凝固温度低 4 、粘度和比重小、粘度和比重小 5 、导热系数高、导热系数高 6 、绝热压缩系数小、绝热压缩系数小 7 、液体比重小、液体比重小 8 、循环的热力完善度尽可能大、循环的热力完善度尽可能大 9 、不易燃、不爆炸、无毒、无腐蚀、不易燃、不爆炸、无毒、无腐蚀 10 、价格便宜、易于获得、价格便宜、易于获得 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:3116 CFC、HCFC的替代 问题 1974年，年，Molina和和Rowland发现氯氟碳化合物扩散发现氯氟碳化合物扩散 到上层大气，被紫外线

15、分解成氯原子，同温层中的臭氧就到上层大气，被紫外线分解成氯原子，同温层中的臭氧就 被催化破坏使臭氧层减薄或消失。被催化破坏使臭氧层减薄或消失。 同温层离地面同温层离地面1145公里，存在臭氧层能吸收公里，存在臭氧层能吸收90%的的 紫外线。紫外线。 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:3117 后果 （1）紫外线增强，皮肤癌和白内障发病增多，人的免疫）紫外线增强，皮肤癌和白内障发病增多，人的免疫 系统受到危害，每衰减系统受到危害，每衰减1%，皮肤癌发病率增加，皮肤癌发病率增加46% （2）生态破坏，食品链破坏，损伤生物的细胞，阻止发）生态破坏，食品链破坏，损伤生物的细胞

16、，阻止发 育或产生变异，致使农作物和渔业减产。育或产生变异，致使农作物和渔业减产。 （3）产生附加温室效益。）产生附加温室效益。CFC+甲烷的总和甲烷的总和=CO2 平均气温上升，海平面回升，南极冰川有融化的趋势。平均气温上升，海平面回升，南极冰川有融化的趋势。 能源利用新技术能源利用新技术 2021-5-7 19:59:3118 CFC 含氯氟化碳 寿命寿命 臭氧消耗潜能值臭氧消耗潜能值 温室效应潜能值温室效应潜能值 R11 65年年 接近接近1 1 R12 120年年 接近接近1 2.83.4 R113 180年年 接近接近1 4.15 R114 180年年 接近接近1 4.15 R115 180年年 接近接近1 4.15 R13 400年年 接近接近1 5.1