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太阳能制冷及冷却系统的综述
太阳能制冷及冷却系统的综述
摘要
通过利用可再生能源,例如太阳能,来提供冷却,是能源和环境问题的一个重要解决方案。
本文对不同的太阳能制冷和冷却方法进行详细谈论,并提出利用太阳能协助工作流体中的冷却系统和他们的最新进展的理论依据和实际应用。
热动力制冷技术分为两类:
吸附技术(开放系统或封闭系统)和热机械技术(喷射系统)。
固体和液体除湿循环代表着开放式系统。
液体干燥剂系统比固体干燥剂体系具有更高的热膨胀系数性能(COP)。
吸收和吸附技术代表了的封闭系统。
吸附制冷通常需要比吸收冷却更低的热源温度。
根据COP,通过太阳能吸附系统可以轻松地处理温度较高的问题。
喷射器系统代表了热机械的冷却,并具有较高的热COP,相比于其他系统需要较高的热源温度。
该研究还提到太阳能混合动力冷却系统的异构的组合对,各种太阳能制冷系统的比较,以及这些系统的一些使用建议。
简介
能源安全是一个国家需要保证的提供其能源资源的能力,意味着安全供应和价格稳定。
能源对国家的经济和发展至关重要,每一个国家的经济增长和技术进步依赖于它[1],而且可用的能源数量也反映了人民的生活质量。
经济,人口和人均能耗导致在过去的几十年中的能源需求的增加。
在世界范围内,多数的能源依然由化石燃料提供,而石油仍然是主要的能源来源。
因此,矿物燃料是全球变暖的主要原因。
随着全球变暖的影响和气候的变化,空调和制冷的需求也随之增加。
通过全球成功的保护了臭氧层的鼓舞,科学家和工程师们一直致力于最大限度地减少和扭转全球变暖对环境危害的影响。
全球变暖是因为化石燃料(石油,天然气和煤)和其他气体,如甲烷,一氧化二氮,臭氧,含氯氟烃(CFC),氢化氯氟烃(氟氯烃)和水蒸汽的燃烧中释放产生二氧化碳,积聚在大气低层。
从2003至2030年,随着世界人口和经济的快速增长,预计世界能源消费总量将增长到71%。
近年来,人民对关于全球气候变暖的意识不断增强,并积极的寻找新能源来摆脱对化石燃料的依赖,使全球气候变暖的因素减少。
在维也纳保护臭氧层公约(1985年),京都全球变暖议定书(1998年)和蒙特利尔议定书第五次修订(1987)中都在讨论氟氯化碳减排以保护臭氧层,但实际情况依然糟糕。
欧盟委员会(EC)在2000年10月1日颁布的2037/2000法规,用于控制和调度所有的消耗臭氧层物质;而且在2015年所有的氟氯烃都将被禁止[3,4]。
欧洲关于减少对能源依赖的战略重点有两个:
提供不同的能源来源和控制能源消耗量的政策。
多元化可再生能源(RES)是其中的关键,因为他们对促进可持续发展[5]有巨大的潜力。
1.1.可再生能源
术语“可再生能源”指的是随着时间的推移具有取之不竭和天然可再生的特性的自然资源。
可再生能源包括风能,太阳能,地热能,生物质能和水电能源[6]。
它的高利用率,无论在刺激经济和减少污染都有很大的作用。
因此,许多国家的政府开始颁布了各项支持可再生能源发电的政策。
其中能源政策的关键是确定可再生能源目标[7]。
已经有发达国家在发展不同的可再生能源技术上做出许多努力。
在过去几年中[8],风能的利用正在增加。
例如,荷兰,德国,印度和马来西亚正在使用的风力涡轮机发电[9]。
在伊朗的西北部,矿物材料被用于生产地热能源,在冰岛,百分之七十(70%)的工厂将地热能用于工业用途[10]。
虽然罗马尼亚拥有的巨大可再生能源的潜能,但在2010年,在最终能源消费量中,RES的份额仅为23.4%。
无论如何,在2006年和2010年之间,罗马尼亚也排在欧盟可再生能源占最终消费总值(GDP)的比例的第二位[11]。
在能替代化石燃料的能源之间,可再生能源如太阳能,风能,是更有价值的。
1.2.太阳能
近年来,科学家们越来越关注太阳能。
各种应用对太阳能的需求有一个骤然增加,例如水加热,建筑物的取暖/降温,烹饪,发电和制冷。
太阳能是由太阳的核心内发生的热核反应释放电磁辐射产生的。
地球上所有的能源资源都是从太阳(直接或间接)得到的,除了核能,潮汐能和地热能。
太阳实际上发送了大量的太阳能到地球[13]的表面上。
术语“太阳能常数”表示太阳能辐射进入地球的值。
太阳常数的平均值等于1368W/m2[14]。
在罗马尼亚,全国一半以上的地区一年的太阳能流量范围在1000-1300kWh/m2/year之间。
这种气候使得从3月直到10月,太阳能集热器有40%到90%[15]之间的转换效率。
因此,太阳能存在一个重要的潜力。
大多数国家现在了解到了太阳能具有巨大的潜力,因为它的清洁性,低廉的价格和自然可用性。
例如,它被用于太阳能商业发电厂,如自2001年以来瑞典一直经营的太阳能发电厂。
罗马尼亚在太阳能的技术经验代表了该领域未来的发展方向,它是这个领域的先行者。
1970年至1980年它安装了大约800000平方米太阳能集热器,是是全球光伏电池的总表面的三分之一。
在1984年和1985年达到了发展太阳能装置的高峰,但1990年后,不利的宏观经济发展导致其在生太阳能领域产和投资的放弃。
现在,以前安装的集热器面积的大约10%仍然在运行[16]。
近年来,许多国家已经面临着制冷系统的一些难题。
具体而言,就是夏季期间,商业和住宅的空调需求在不断增加[13]。
目前在发展中国家,没有足够的电力来适应高能源消耗的系统,如制冷和冷却。
太阳能冷却技术可减少对环境的影响,以及常规的制冷和空调系统中能量消耗的问题。
因此,本文来继续讨论由太阳能协助各工作流体的冷却技术的理论基础和实践应用以及他们的最新进展。
此外,对各种太阳能冷却系统进行比较并且对使用这些系统给出一些建议。
2.太阳能制冷技术
太阳能制冷提供了各种各样的冷却技术,用于采用热力驱动周期为基础的太阳能集热器和光伏(PV)为基础的电子冷却系统。
图1示为一个太阳能热的冷却系统的示意图。
太阳能收集和储存系统由太阳能收集器(SC)通过管道与储热器连接。
太阳能集热器转换太阳辐射转化为热能,并在收集器的将热量传递给传热流体。
然后,该流体被储存在储热箱(ST),随后被用于各种应用。
AC(空调)热单元是由从储罐来的热的制冷剂来执行的,并循环通过整个系统的。
由于太阳能是与时间相关的,所有这些冷却系统的成功使用很大程度取决于所使用的储热水箱。
太阳能冷却系统的集成蓄热的不同阶段示于表1[17]。
与传统的电驱动压缩系统相比,从太阳能制冷可以大大节省一次能源,从而节约能源和保护环境。
图1.太阳能热冷却系统原理。
表1.太阳能制冷技术的发展阶段。
太阳能制冷技术可以用于以太阳能冷却为目的系统。
可以通过四种基本方法冷却来实现,太阳能光伏冷却,太阳能热电冷却,太阳能热机械冷却和太阳能热冷却。
第一种是基于PV的太阳能系统,其中太阳能转换成电能,并用于制冷,很像传统方法[18]。
第二个产品由热电过程来进行冷却[19,20]。
第三个用机械能转换为热能,从而产生制冷效果。
第四种方法利用了太阳能热的制冷系统,用一个太阳能收集器,直接通过集热管,而不是使用太阳能电力[13]来加热制冷剂。
制冷系统的性能是基于这些系统的能量的指标来确定。
COP(性能系数)可被如此计算:
(1)
其中Eu是冷却可用能量;Ec是被系统消耗的量。
另外,能效比(EES),在每瓦特-小时的英国热量单位(BTU/(WH))由等式如下定义:
(2)
每个太阳能制冷技术的详细讨论如下。
3.太阳能光伏发电的冷却系统
PV电池基本上是将光转换成电能的固态半导体器件。
在过去的二十年,为了满足对电力的巨大需求,世界范围内,PV为基础的发电的常规电厂得到了迅速的增长。
图2显示了太阳能光伏系统在不同的国家[21]开发的对比
而PV电池的输出通常是直流电(DC),但大多数家庭和工业电器使用的是交流电(AC)。
因此,一个完整的光伏冷却系统通常包括四个基本组件:
光伏模块,电池,变电器和一个蒸气压缩AC机组[22]。
1.PV电池通过将光能转换(从阳光)转换成直流电能产生电能。
1.当太阳光可用,电池在充电模式下被用于存储的直流电压,在没有日光的放电模式下提供DC电能。
电池充电控制器,可用于保护电池过度充电。
2.变电器将直流电力转换成交流,然后提供了电能到AC负载的电路。
3.AC蒸气压缩机组实际上是由从变电器接收到电力去运行常规的冷却或制冷的系统。
光伏系统可作为一个独立的系统(图3),一个混合系统(带有一个油/水力/燃气发电厂的工作),或者以网格或实用联合的系统来运行。
虽然PV模块的效率可以通过使用变电器来增加,但COP和效率仍然不理想的。
图2.四十年来全球光伏太阳能的发电量。
图3.独立光伏系统原理图。
4.太阳能热电制冷器
在太阳能发电的冷却过程,电力由太阳能PV设备提供或者到珀耳帖冷却系统。
使用通过太阳能发电的热电效应和珀耳帖制冷效应的原理,由热电效应来制冷。
这样的热电式冰箱已经生产了,原理图在图4。
热电发生器通过一个小数目热电偶来产生一个低功率的热电流,相应的也会产生一个高电流。
它具有可操作低热源的优点,因此将太阳能转换成有用的电能。
该热电式冰箱也是通过少数的由发电机产生的电流运行热的电偶组成的。
两部分的组合是与使用基于Bi2Te3[23]的半导体的热电材料相容的。
Vella等人[19]表明,热电发电机,从太阳能提取其热量,是热电式冰箱的电功率操作的合适来源。
他们研究了联合热电发电机和冰箱的理论和确定所需的两个设备的热电偶的数目的比率。
一个4耦合热电发电机已被用于驱动一个单一的耦合冰箱。
低于0◦C温度已经被全球约40K的发电机实现的温差
所述热电式冰箱是一种独特的冷却系统,其中,所述电子气作为工作流体。
在最近几年,由于对传统的家用制冷系统中使用的氟氯化碳的造成环境污染的担忧,鼓舞了增加研究和使用Peltier模块的家用冰箱的活动。
此外,热电及相关领域的最新进展已经导致Peltier模块的制造成本显著减少和换热器模块共同提高性能。
虽然一个Peltier模块的COP比传统压缩机单元的低,但国内已经作出努力来开发热电冷却系统,来利用与该固态能量转换技术[18]相关的优点。
该技术的其他应用是空调和医疗器械。
图4.太阳能光热电动冷却系统原理图。
5.太阳能热机械冷却
在热机械太阳能冷却系统中,热能被转换成机械能。
然后将机械能用于产生制冷效果。
蒸汽喷射器系统代表热机械冷却技术。
图5说明了蒸汽喷射器系统集成了抛物面太阳能收集器的SC。
由太阳能收集器中产生的蒸汽通过蒸汽喷射器E。
在此过程中,蒸发器压力降低,并且水在蒸发器V通过从冷水吸收热量蒸发。
图5.蒸汽喷射太阳能冷却系统的示意
当不需要冷却时,蒸汽涡轮机可用于产生电能。
大部分的蒸汽喷射器系统的需要的蒸汽在0.1-1.0兆帕的范围内的压力,温度在120-180◦C[24]的范围内。
然而,Loehrke[25]提出并证实,该蒸汽喷射器系统,可以利用低温的太阳能热量在大气压下通过降低操作压力进行操作。
Khattab和Barakat[26]以后通过发展在低压和低温的空调操作的太阳能蒸汽喷射周期的详细的数学模型证明了这一概念。
在太阳能喷射器的冷却系统的工作流体的不同的性能取决于操作条件。
为了比较用过的不同的工作流体的性能,在表2中给出下列值:
Tg-发电机的温度;Tc-在电容器C实现的冷凝温度(37◦下与冷却塔冷却,30◦下用冷水冷却);Pg-在发电机G(在系统中的最大压力)的压力;Pe-在蒸发器V中的压力(在系统中的最小压力);COP-性能的理论系数;nej-弹射器效率;COPr=nej·COP-性能的实系数;QSC-需要由太阳能收集器,在发电机供给的热量以达到1.16×104W的冷却功率;Asc太阳能集热器面积,假设0.50.8千瓦/米2和捕捉太阳辐射的效率,以达到1.16×104W.冷却能力。
考虑到平板集热器,可以很容易地提供太阳能热温度大约为Tg=85◦C,以及抛物线缸聚光集热可以采用Tg=130◦C.
从该表的结果作为工作流体分析的COP值的对比,在水和氟利昂之间,其中最好的是R-11。
水和R-11的COP有可比性,但是在系统中的操作压力有很大的不同。
此外,对于使用的平板集热器(TG=85◦C),蒸汽喷射器的冷却系统的工作完全被抑制(Pe和Pg低于大气压)。
因此,如果使用水作为制冷剂,泄漏的问题是要解决的,以避免空气进入系统。
各种实验研究[27-29]曾探讨过操作的影响条件,如发电机的温度,蒸发器的温度和冷凝器的温度,几何条件,系统条件,如根据系统的性能对制冷剂和集电体的选择。
其他研究者[30,31]已经提出喷射器的数值模拟方法来研究系统的性能。
Nehad[27,28]进行比较的喷射器系统与R-717的工作的理论性能,R-11,R-12,R-113和R-114。
然后他选择的R-113作为实验的制冷剂,因为它具有更高的COP,合理工作压力并且是无毒的。
Eames等[29]的报告认为单级喷射器系统的使用H2O作为它的工作流体其测量COP值从0.178不等至0.586,产生温度Tg为120-140◦℃,5-10◦℃的蒸发温度Te以及26.5-36.3◦℃的缩合温度Tc。
维达尔等人[30]通过使用TRNSYS和EES仿真软件,分析了太阳能喷射器系统使用R-141b的作为其制冷剂。
该系统的目的是从与水平倾斜22◦的80平方米的平板集热器和4立方米热水贮存罐要提供10.5千瓦的冷却值。
他们报道的最高COP为0.22的Tg=80◦C,Te=8◦C,和Tc=32◦C.他们还得出结论认为,一个有效的喷射器系统只能工作在一个地区有稳定的太阳辐射并可保持在够低的的冷凝器温度。
Grazzini和Rocchetti[32]考察两阶段喷射器系统理论上的性能。
他们认为两阶段喷射器系统在Tg=110-120◦℃,TE=7-12◦℃,并且Tc=30-40℃时的COP从0.13-0.53不等。
喷射器系统大多用于空调应用中,但它们也可以被用在化学和冶金工业其具有较高的散热区域的空气冷却中。
表2.太阳能蒸汽喷射系统中使用不同的工作流体的性能。
6.太阳能光热冷却技术
太阳能热冷却(图1)正变得越来越流行,因为热的太阳能收集器可以直接将光转换成热。
例如,Otanicar等[22]描述的一种热系统,取决于介质,该系统能够吸收95%以上的入射太阳辐射。
吸收技术被用于热冷却技术。
从吸收剂和制冷剂之间的化学或物理变化,获得了冷却效果。
吸收技术可以被分类为开放吸收系统或封闭的吸收系统[2]。
6.1.开放式吸收系统
开放系统指的是用于任何除加湿的固体或液体除湿系统。
基本上,除湿系统通过两个过程将湿气从一个转移到另一个。
在吸附过程中,除湿系统从通过使用干燥剂在潮湿与干燥空气的不同水蒸气压力差来传递空气中的湿气。
如果干燥剂材料是干燥低温的,则其表面的蒸气压比潮湿空气的降低,并且空气中的水分被吸引并吸收至干燥剂材料中。
在解吸(再生)的过程中,通过增加除湿温度,所捕获的水分被释放到气流中。
再生后,干燥剂材料是通过冷气流来进行冷却的。
然后它就可以继续吸收水分。
当这些过程循环时,除湿系统可以通过改变除湿表面蒸汽压,连续地转移水分,如图6所示。
这个循环,在解吸过程中需要热能来驱动。
而固体和液体干燥剂之间的区别是它们对湿气的反应。
6.1.1.液体除湿系统
液体除湿系统材料通常是氯化锂(氯化锂),氯化钙(氯化钙)和溴化锂(LiBr的)。
该系统通常由一个调节器和再生器的组成。
调理剂处理待除湿的空气。
液体干燥剂被喷洒到空气中,并直接吸收从待处理空气中的水分。
随后,液体下降到贮槽,被泵送,并且被喷射回到空气中。
而干燥剂吸收水分变得升温和部分蒸气压力增加。
干燥剂的浓度减小,含水量的增加。
从贮槽少量液体干燥剂被连续地送往回热器以去除被拾取的水。
干燥剂也喷洒到空气中。
干燥剂在空气接触之前被加热,使得除湿的分压比空气高。
因此,水分被输送到再热空气(过程2-3与图6)。
再热空气离开在热和潮湿条件下的再热器。
作为液体干燥剂溶液返回到所述调节器的贮槽,它的干燥较为集中,并且仍然处在高蒸气压力和温度。
被喷入空气中之前,除湿液体由(图6中的过程3-1)一个冷却塔或制冷机被冷却至所需的温度。
图6.水分通过干燥剂的传输过程。
为了努力减少建筑物的能耗,设计师们成功地将液体干燥剂设备与标准的吸收式制冷机[35]组装在一起。
在更普遍方法中,吸收式制冷机被修改,以便将吸收未吸收的热量可以用来帮助再热液体干燥。
6.1.2.固体除湿系统
固体干燥剂系统是通过在支撑结构上构造一薄层除湿材料,如硅胶[2]。
干燥剂转轮的再热空气流之间慢慢旋转。
它被分为再热空气与处理空气两部分。
处理空气流过轮的第一部分,水分因为除湿材料中的低局部蒸汽压被除去。
为了干燥剂重新使用,轮传递的热再激活空气,而该过程就可以重新开始。
对于固体干燥剂材料,处理空气的干球温度的增加是吸附热的结果。
蒸发潜热包括被吸附的水分和湿气的热量。
湿气的热量大约是蒸发热[35]的20%。
液体和固体干燥剂都用于设计在大气压或高压下的干燥的空气和气体的设备(学校,剧院,饭店,医院)中使用。
无关压力水平,其基本原理是相同的,而只有干燥剂塔或室需要特别的设计考虑。
干燥剂容量和实际露点性能取决于所用的特定设备,待干燥的各种干燥剂,初始温度和气体的水分含量的特性,再活化的方法等。
工厂组装单元可高达一个容量约38立方米/秒。
根据不同的研究者的一些对干燥剂冷却系统[36,37]的描述和操作的研究。
使用旋转式除湿转轮系统来干燥空气是最流行的干燥剂冷却系统[38,39]。
他们发现,除湿冷却系统替代蒸汽压缩系统是可行的。
6.1.3太阳能除湿冷却系统
太阳能除湿系统通过太阳能集热器,利用热能减少环境空气中的水分使干燥剂能重新使用。
然后将干燥的空气通过间接和/或直接蒸发阶段进行冷却,如图7所示。
图7.太阳能除湿冷却系统原理。
由于Lof[40]研究了太阳能液体干燥制冷,大多数太阳能液体干燥制冷的研究始于20世纪90年代初。
此外,最新的发展集中于液体吸收的应用,因为该液体吸收材料在相同的驱动温度下具有较高的空气除湿性能,以及吸湿性溶液的装置高能量储存的可优点。
Ameel等人[41]比较了各种吸收剂,包括氯化锂,氯化钙,和溴化锂的性能。
他们的结论是溴化锂的表现优于其他吸收剂。
Gomed和Grossman[42]开发利用LiCl/H2O作为工作液的平板太阳能集热器辅助液体除湿空调系统的原型。
通过参数研究表明,它们证明了周围空气的条件的主要参数在液体干燥系统的除湿过程中都有很大的影响。
他们报告说,该系统的热COP值为0.8,能提供的16千瓦的除湿能力。
亨宁等人[43]用20平方米的太阳平板能集热器和一个2立方米的热水贮存罐来安装太阳能辅助除湿冷却系统。
他们研究认为,所提供的太阳能热量和辅助热之间的太阳能冷却分数为76%,总集电极效率为以54%以及典型夏季条件时的的冷却COP值为0.6。
此外,他们还提出了一种在温暖和潮湿的气候使用的太阳能辅助固体干燥剂冷却系统与常规蒸汽压缩式制冷机的组合,并声称最多一次节省能源50%。
6.2.封闭吸收系统
在封闭的吸收技术中,有两种基本的方法:
吸收式制冷和吸附制冷
6.2.1.吸收式制冷
吸收是在一种物质从一个状态同化到一个不同的状态的过程。
这两个阶段有一个强大的吸引力,使其融合或变成混合物。
吸收系统是最早制冷技术之一。
吸收系统的第一个发展始于1700年。
据观察,在H2SO4(硫酸)的下,冰可以通过在抽成真空的容器中的纯H2o蒸发制成。
在1859年,一个名为费迪南德家乐福的法国工程师设计了一个所使用的工作流体为氨/水(NH3/H2O)的装置。
在1950年,一个用于商业用途的新系统中引入了一个水/溴化锂(H2O/LiBr的)配对作为工作流体[44]。
吸收式制冷技术由一台发电机,一个泵和一个吸收器组成的,能够压缩制冷剂蒸气。
蒸发器的蒸汽制冷剂吸收到吸收器。
额外的热能从富液中的制冷剂蒸气中分离。
冷凝器冷凝的制冷剂不吸收热量,然后将在蒸发器膨胀的液体制冷剂冷却,该循环结束。
吸收系统的制冷剂实质上的工作原理与蒸气压缩系统相同。
然而,在蒸汽压缩循环中使用的机械压缩机在吸收系统的热压缩机被替换。
热压缩机由吸收器,发生器,溶液泵,和膨胀阀组成。
吸收系统有吸引力的特点在于,任何类型的热源,包括太阳能热和废热,都可以在解吸器中使用。
在吸收系统中使用的典型的制冷剂/吸收剂对是NH3/H2O和H2O/LiBr。
这些热力学特性已经在各种研究和实验[45,46]进行了描述。
即使NH3/H2O和H2O/溴化锂对在世界各被地已使用,研究人员还在寻找新的配对[47]。
根据操作和溶液更新的热力循环,吸收系统可分为三大类:
单,半,和多效(双效及三效)太阳能吸收循环。
单效和半效应冷却器相对于多效系统[8]需要相对较低的水的温度。
最好的吸收式制冷技术的应用是热活性冰箱,燃气家用空调,大型工业制冷设备。
Grossman[48]提供了单和多效吸收系统的典型性能,如表3的单效,双效和三效典型冷却吸收系统的COP分别是0.7,1.2和1.7。
由于水的冷冻和溴化锂富溶液的凝固,基于H2O/LiBr的吸收系统的操作中的蒸发温度和吸收温度是有所限制的。
基于NH3/H2O的吸收系统的操作并不限于在吸收温度或者蒸发温度。
然而,氨是有毒的,其使用仅限于大容量的系统。
6.2.2.太阳能吸收式制冷系统
太阳能吸收系统利用从太阳能收集器吸收的热能将制冷剂从制冷剂/吸收剂混合物中分离出来。
如表3所示,平板太阳能收集器,可用于单效周期。
然而,多效吸收循环需要高于85◦C高温,这可以通过真空管或浓缩型收集器收集。
表3.吸收循环的典型表现。
6.2.2.1.单效太阳能吸收式循环
最近统计表明,大部分使用的单效吸收循环工作液组合H2O/LiBr的吸收式冷却系统,需要一个太阳能平板集热器或抽成真空的管形收集器来实现这些系统[49]。
单效吸收制冷系统是基于包含单个吸收器和再热器的基本吸收循环的,如图8。
在发电机G中,制冷剂由太阳能收集器提供的热从吸收剂分离。
汽相制冷剂在冷凝器C被冷凝,然后在膨胀阀膨胀到EV1,并在蒸发器V蒸发,达到低的压力和温度.冷却的制冷剂在膨胀阀达到EV2之后从发电机返回,由弱溶液吸收。
吸收剂丰富的混合物进入泵P然后返回到G。
通常的溶液热交换器(SHX)可用于提高循环效率[50]。
可以通过使用SHX[51]来提高的60%的COP。
吸收是放热的,吸收器是用冷却水冷却的。
图8.太阳能吸收型冷却系统的原理图.
低温热源导致低脱气区不能接收和蒸气制冷剂释放在发电机的速度减慢和系统的操作变得不稳定或失效。
为了提高COP,并在较低的温度使用发电机,可用太阳能吸收式冷却系统(图9)[23]。
图9.太阳能吸收式制冷系统原理图。
在这种情况下,在发生器中,制冷剂由太阳能收集器提供的热从吸收剂被分离出来,但汽相制冷剂通过弱溶液Rb被再吸收,并且系统的操作类似于上述的循环。
系统的压力设置的越接近大气压的压力越好,从而简化了密封问题,泵的设置并减少发电机温度。
当设计取决于工作流体的类型时,单效吸收制冷系统比其它更简单。
该系统用非易失性吸收剂替代水/溴化锂具有更好的性能。
如果使用挥发性的工作液组合如NH3/H2O,则在冷凝器用来提供纯的制冷剂之前[44]需要一个额外的整流器。
一个低成本的非浓缩的平板或太阳能集热器真空管是足以获得用于发电机所需要的温度。
虽然经济性高,但其COP值低。
为了获得更高的COP,多效系统,例如双效及三效吸收式制冷器被使用,其是由从聚光太阳能收集器产生的蒸汽来运行的。
Nakahara等人[52]研制出的7千瓦的额定制冷量的单效H2O/LiBr吸收式制冷机,装有32.2平方米阵列的平板太阳能集热器。
在他们的系统中,由太阳能收集器产生的热能被
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