太阳能热利用-太阳能制冷.ppt

1、1,太阳能热利用,第五章 太阳能制冷,2,5.1 概述,太阳能制冷优势： 节能； 环保； 无噪音； ,1980年9月（左）和2010年9月南极臭氧层空洞对比示意图,3,蒸汽压缩式制冷循环,4,5.2 太阳能制冷方式,太阳能光热转换 太阳能光电转换,5,太阳能制冷 -光热转换,太阳能光热转换制冷，首先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。 光热转换实现制冷主要研究方向： 太阳能吸收式制冷 太阳能吸附式制冷 太阳能除湿制冷 太阳能蒸汽压缩式制冷 太阳能蒸汽喷射式制冷,6,太阳能制冷 -光电转换,太阳能光电转换制冷，利用光伏转换装置将太阳能转化成电能，再用驱动半导体制冷系统或常规

2、压缩式制冷系统实现制冷的方法。 光电转换实现制冷主要研究方向： 光电半导体制冷：光电 光电压缩式制冷：光热电,7,5.3 太阳能吸收式制冷系统,热媒水,水蒸气,冷却水,水蒸气,液态制冷剂,降压降温,液态制冷剂,吸收循环,制冷循环,工作原理：利用二元溶液的质量分数变化，完成制冷剂的循环,制冷剂吸收剂浓溶液,制冷剂吸收剂稀溶液,相当于压缩机的作用,8,制冷剂-吸收剂工质对,在吸收循环中，LiBr-H2O溶液为两种沸点不同的物质组成的二元混合物，其中沸点低的物质为制冷剂，沸点高的物质为吸收剂，因此称为制冷剂-吸收剂工质对。 常用的制冷剂-吸收剂工质对： 水-溴化锂（溴化锂沸点1265） 氨-水（氨沸

3、点-33.3 ）,9,吸收式制冷工质的选择原则,吸收剂的挥发性要远低于制冷剂； 制冷剂和吸收剂的亲和力要很小； 制冷剂和吸收剂无毒、无腐蚀性； 制冷剂蒸发潜热大，传热性能好； 制冷剂和吸收剂的黏性系数小,10,太阳能集热器效率： 集热器进口流体温度越高，集热器效率越低,最佳匹配太阳能集热温度的选定,理想吸收式制冷循环： 提高外热源温度可增大系统的制冷系数,11,太阳能制冷系统的综合效率（太阳能制冷系数） COPZ=COP 对太阳能制冷系数而言，存在一个最优供热温度,最佳点,COP(T出口=11，T入口=32),COPZ,最佳匹配太阳能集热温度选定,12,太阳能吸收式制冷的应用实例-日本矢崎1号

4、太阳能采暖、制冷及供热水系统,工作原理： 夏季制冷机发生器的热源由太阳能集热器提供的热水提供，当蓄热水箱温度低于75时，由辅助热源供热； 冬季蓄热水槽中的热水通过风机盘管用于房间供暖。当供热水温低于50时，由辅助热源供热。,13,5.3 太阳能吸附式制冷系统,工作原理：热解吸+冷却吸附 工作介质：吸附剂和吸附质形成的混合物（吸附工质对）,太阳能吸附式制冷系统图,优缺点：循环周期长、机组大、价格昂贵,气体制冷剂,液体制冷剂,气体制冷剂,白天解附 晚上吸附,14,吸附工质对,活性炭-甲醇 氯化钙-氨 硅胶-水 分子筛-水 太平洋西北国家实验室的研究人员开发出新型多孔材料，可以捕捉3至4倍多的水,（

5、Pacific Northwest National Laboratory）,(porous material),使吸附制冷机缩小75%、价格降低一半、吸附解吸加快100倍,15,5.4 光电半导体制冷,塞贝克效应帕尔贴效应,P型半导体（Bi2Te3-Sb2Te3）和N型半导体 (Bi2Te3-Bi2Se3)的热电势差最大，应用中能够在冷接点处表现出明显制冷效果,16,太阳能半导体制冷系统,工作过程：太阳能光电转换器输出直流电，一部分直接供给半导体制冷装置，另一部分进入储能设备储存，以供阴天使用,太阳能电池列阵,蓄电池,被冷却物体,数控匹配器,半导体制冷装置,使系统的能量输出始终处于最佳匹配状

6、态,17,USB冰箱,结构：将P型半导体，N型半导体，以及铜板，铜导线连成一个回路，铜板和导线只起导电作用，回路由 12V直流电供电，接通电流后，一个接点变冷（冰箱内部），另一个接头散热（冰箱后面散热器）。,特点：5分钟冰箱的温度可以降到8.5度，双重功效，可冷可热；体积，19.499cm；重量，362g,18,厢式货车制冷可用太阳能空调,“i-Cool”空调，在卡车行驶时，会向蓄电池充电；而在卡车的发动机熄火时，就使用电池供电。 薄膜电池（三菱化学公司）安装在集装箱顶部两翼，紧贴集装箱顶； 卡车行驶时，平均每年大约节省1%的燃料,19,5.5 太阳能制冷应用前景,传统制冷设备如冰箱和空调的使用需要消耗大量常规能源，间接对环境造成的污染越来越严重。从现阶段的能源供应情况和环境保护需求来看，开发使用清洁能源将是大势所趋。 随着太阳能冰箱系统设计所需的新材料、新技术的发展，在政府节能环保和家电下乡政策的支持下，太阳能在制冷设备的研究应用一定会取得很大的发展。 当前以消费大量电力驱动传统制冷设备的技术已日趋完善，单纯从高效、节能、省电方面对制冷设备进行技术革新已很难有大的突破，但太阳能制冷设备还有较大的发展空间，将是未来的一个发展方向。（高效太阳能集热器技术；高效太阳能蓄能技术；太阳能制冷技术