太阳能制冷教学培训PPT.ppt

太阳能制冷 何锡伟 陈琦 何锡伟 contents 太阳能利用简介 太阳能吸收式制冷 太阳能吸附式制冷 现状及展望 4 1 2 3 02 28 太阳能制冷 太阳能是公认的未来人类最合适 最安全 最绿色 最理想的替代能源之一 具有取用方便 能量巨大 无污染 安全性好等优点 据有关资料 我国是太阳能资源十分丰富的国家 三分之二的地区年辐射总量大于5020mj m2 开发利用太阳能具有很大潜力 而且利用太阳能可以大大减少不可再生能源及电力资源消耗 还可以解决因燃烧煤等常规燃料发电带来的环境污染问题 是当前空调制冷技术领域研究的热点 03 28 太阳能的利用 solarenergyuse 光化利用 利用太阳辐射能直接分解水制氢的光 化学转换方式 光热利用 太阳能热水器 太阳能干燥器 太阳房 太阳灶 太阳炉 光生物利用 植物的光合作用 太阳能发电 光 热 电转换 光 电转换 04 28 太阳能制冷 太阳能光热转换制冷 首先是将太阳能转换成热能 再利用热能作为外界补偿来实现制冷目的 02 01 吸收式制冷 太阳能吸收式制冷的研究最接近于实用化 其最常规的配置是 采用集热器来收集太阳能 用来驱动单效 双效或双级吸收式制冷机 工质对主要采用溴化锂 水 已处于应用阶段 吸附式制冷 太阳能吸附式制冷系统的制冷原理是利用吸附床中的固体吸附剂对制冷剂的周期性吸附 解吸附过程实现制冷循环 还处于实验研究阶段 05 28 太阳能制冷 太阳能吸收式制冷 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 再利用吸收剂吸收制冷剂蒸汽 工质对 水系 氨系 乙醇系和氟利昂系 06 28 水系和乙醇系工质对使用技术不够成熟 氨水 溴化锂工质对具有互溶极强 蒸发潜热大等优点 目前主要采用的工质对是氨水和溴化锂溶液 吸收式制冷 工作原理 发生器中充有溴化锂溶液 且低压 稍加热时 水便从溴化锂溶液中蒸发由来 水比溴化锂易蒸发 蒸发出来的水蒸汽在冷凝器中冷凝 成为制冷剂水 经节流阀在蒸发器中蒸发 带走箱内的热量 蒸发出的水气又被吸收器中的溴化锂溶液吸收 溴化锂溶液特易吸收水气 此溶液再在发生器中加热蒸发 就这样不断循环 实现制冷循环 07 28 吸收式制冷 1 夏热冬冷地区 最适合使用吸收式制冷系统 优点 1 以水为冷媒时 无法获得0 以下的低温 缺点 2 操作不当时 溴化锂易生结晶 2 无噪声 不依赖电力 3 系统安全性高 不爆炸 4 蒸发温度及压力减低时 吸收式容量仅有限度地减少 运转稳定 08 28 太阳能池 将廉价的太阳能池与传统的吸收式冷却系统联用 从而成为一个太阳能冷却装置是具有可行性的 下图给出了装置的工作原理 09 28 吸附是什么 化学吸附 物理吸附 化学反应 范德瓦尔兹力 有选择性 无选择性 单层吸附 多层吸附 吸附现象 10 28 吸附式制冷基本原理 图2 154间歇式吸附式制冷系统 太阳能制冷机 11 28 吸附式制冷的发展史 发展契机 最早记录 受到重视 快速发展 1848 1970 1992 1996 瑞典人faraday发现氯化银吸附氨产生制冷20世纪20年代 hulse提出以硅胶 二氧化硫为吸附工质对的火车食品冷藏系统 1930年起 cfcs系统的高效性让吸附式制冷的发展停滞不前20世纪70年代 能源危机为以低品位热能驱动的吸附式制冷的发展提供契机 1992年巴黎首届国际固体吸附式制冷大会召开 吸附式制冷开始受到重国际制冷界普遍关注 国际能源协会热泵中心把吸收式技术和吸附式技术并列1996年国际吸附式热泵会议 ishpc 召开 并确定每三年举行一次 12 28 吸附式制冷工质对 吸附剂要求 制冷剂要求 比表面积大 连通的微孔发达 吸附力小 再生温度低 无破坏作用 吸附速度快 吸附剂 吸附质 在制冷中称为制冷剂 工质对的选择是影响吸附式制冷效果最重要的因素之一 再生性能好 多次重复使用 来源充足 价格便宜 气化潜热大 热稳定性好 无污染和温室效应 不易燃 无毒 分子量小 压力范围为0 1 0 5mpa 13 28 比较成熟的工质对及其使用范围 14 28 循环方式的改进 双床回热循环复叠循环 热波循环 回质循环 受限型 热波循环 质驱动型 间歇式基本吸附式制冷循环连续式基本吸附式制冷循环 基本型 15 28 间歇式基本型循环 16 28 连续式基本型循环 17 28 回热型吸附式制冷循环 两床以180 反相运行 解吸刚结束的热床与吸附刚结束的冷床连通换热流体 实现回热 18 28 复叠型吸附式制冷循环 沸石分子筛吸附床加热解吸 活性炭吸附床冷却吸附 沸石分子筛吸附床冷却吸附 活性炭吸附床加热解吸 复叠型吸附式制冷循环 吸附热利用 19 28 复叠型吸附式制冷循环 沸石分子筛吸附床加热解吸 活性炭吸附床加热解吸 沸石分子筛吸附床冷却吸附 活性炭吸附床冷却吸附 复叠型吸附式制冷循环 冷凝热利用 20 28 热波循环 基本原理 采用单一加热 冷却流体回路 将两个吸附床和冷却器 加热器连接起来 通过回路中流体的流动 将处于吸附态床释放的热量 输运给处于解吸态的床 加以回收利用 提高系统性能 特点 热量在大温差的驱动下 从热得吸附床传到冷的吸附床 21 28 回质循环 22 28 吸附系统的四个主要部件 吸附床 冷凝器 流量调节阀和蒸发器 其中只有吸附床需特殊设计 吸附床的性能好坏直接影响整个系统的性能 其它部件与普通制冷系统类似 系统工作的循环动力需有热源提供 吸附放热 也可包括冷凝排热 释放给冷却器 吸附床部分还要附带加热器和冷却器 它们相当于传统制冷系统中的压缩机 吸附床 23 28 吸附床的设计要求 吸附床一直处于不断地加热和冷却过程中 在同样的冷源和热源温度 同样传质条件下 吸附床的升降温速度越快 吸附制冷功率就越大 传热性能好 传质迅速 吸附质扩散通道畅通 吸附床的惰性材料和热流媒体本身的热容与填充吸附剂热容之比 热容比 要小 属于额外的热损失 24 28 吸附式制冷存在的问题 吸附式制冷在其研制和应用中已显示了极大的发展前景 但它还存在下面一些缺陷 1 循环周期太长 2 制冷量相对较小 3 cop有待进一步提高 25 28 现状及展望 吸收式制冷需要专门的溶液分离设备 构造复杂 造价高 不适用于颠簸震动的场合 但制冷效率高 适合于大热量的余热回收 吸附式制冷结构简单 无噪音 无污染 但制冷效率低 适用于颠簸震动的场合 制冷效率不高 更适合于小热量回收 26 28 现状及展望 随着制冷装置方面一些设计和发展问题的不断解决 新的发展趋势倾