太阳能热利用技术（清华大学）太阳能制冷

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1、1 0 - F e b - 0 9 1建筑工程学院市政工程系第七章 太阳能制冷太阳能热利用 太阳能热利用 太阳能热利用 - F e b - 0 9 27 1 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的分类 兰金循环 兰金循环 兰金循环 兰金循环 ( 朗肯循环 R a n k i n ) 驱动的压缩式制冷系统蒸气喷射式 蒸气喷射式 蒸气喷射式 蒸气喷射式 制冷系统吸收式 吸收式 吸收式 吸收式 制冷系统太阳能光电制冷系统 ( 太阳能电池驱动直流冰箱 ) - F e b - 0 9 37 1 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型

2、太阳能制冷系统的类型 - F e b - 0 9 47 1 1 太阳能兰金循环驱动的压缩式制冷系统 7 1 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型太阳能兰金循环驱动的压缩式制冷系统原理图 太阳能兰金循环驱动的压缩式制冷系统原理图 太阳能兰金循环驱动的压缩式制冷系统原理图 太阳能兰金循环驱动的压缩式制冷系统原理图系统的构成(1 ) 太阳能集热器循环(2 ) 兰金 ( 朗肯 ) 蒸气动力循环(3 ) - F e b - 0 9 5兰金蒸气动力循环 采用 低沸点工质 低沸点工质 低沸点工质 低沸点工质 ，从汽液分离器出来的高温高压蒸汽 ( 压力 379

3、kP a , 温度 93 C ) ，推动汽轮机做功，通过传动机构带动压 缩机旋转。7 1 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 - F e b - 0 9 67 1 1 太阳能蒸气喷射式制冷系统7 1 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型太阳能兰金循环驱动的压缩式制冷系统原理图 太阳能兰金循环驱动的压缩式制冷系统原理图 太阳能兰金循环驱动的压缩式制冷系统原理图 太阳能兰金循环驱动的压缩式制冷系统原理图系统的构成(1 ) 太阳能集热器循环(2 ) - F e b - 0 9 77 1 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系

4、统的类型 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 喷射器 ( 引射器 引射器 引射器 引射器 ) 的结构及工作原理喷射器的结构 喷射器的结构 喷射器的结构 喷射器的结构喷管 喷管 喷管 喷管 喷射器由喷嘴 ( 喷管 ) 、吸入室、混合室及扩压器组成，吸入室与蒸发器相连，扩压器出口与冷凝器相连。来自锅炉的高压蒸气通过喷嘴时压力 吸入室 吸入室 吸入室 吸入室流速增大，压力降低， 在吸入室侧引吸蒸发器 内的低压蒸气，进入混 合室。此混合气体流经 扩压器，压力升高，速 度减少，而后进入冷凝器。 - F e b - 0 9 87 1 3 太阳能吸收式制冷系统 7 1 太阳能制冷系统的类型 太阳能制

5、冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型溴化锂吸收式制冷工作原理 溴化锂吸收式制冷工作原理 溴化锂吸收式制冷工作原理 溴化锂吸收式制冷工作原理系统的构成(1 ) 蒸气制冷循环(2 ) 吸收循环在吸收式制冷循环中，吸收循环实际起着 压缩机的作用。 - F e b - 0 9 9制冷剂吸收剂工质对 在吸收循环中，溴化锂水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 中沸点低的物质为制冷剂 中沸点低的物质为制冷剂 中沸点低的物质为制冷剂 ， 沸点高的物质为吸收剂 沸点高的物质为吸收剂 沸点高的物质为吸收剂 沸点高的物质为吸收剂 ，因此称之为制冷剂吸收剂工质对。

6、常用的制冷剂吸收剂工质对： 水溴化锂 水氯化锂 氨水7 1 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 - F e b - 0 9 1 0太阳能吸收式制冷的应用实例 日本矢崎 1 号太阳能采暖、制冷及供热水系统7 1 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型 太阳能制冷系统的类型日本矢崎 日本矢崎 日本矢崎 日本矢崎 1 号太阳能采暖、制冷及供热水系统 号太阳能采暖、制冷及供热水系统 号太阳能采暖、制冷及供热水系统 号太阳能采暖、制冷及供热水系统1 集热器； 2 水泵； 3 风机盘管； 4 冷凝器； 5蒸发器； 6 吸收器； 7 发生器； 8 吸收

7、式制冷机； 9 蓄热槽； 1 0 辅助热源； 1 1 冷却塔工作原理 夏季 夏季 夏季 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 热水箱上部温度低于 7 5 C 时，由辅助热源供热。冬季 冬季 冬季 冬季 蓄热水槽中的热水通入风机盘管用于房间供暖。当供热水 温低于 5 0 C 时，由辅助热源供热。 - F e b - 0 9 1 17 2 太阳能制冷系统效率分析 太阳能制冷系统效率分析 太阳能制冷系统效率分析 - F e b - 0 9 1 21 、太阳能兰金循环驱动的压缩式制冷系统的效率 太阳能兰金循环驱动的压缩式制冷系统中包含三个循环：制冷机循环、热机循环及太阳能集热器循

8、环。 ( 1) 制冷循环的效率7 2 太阳能制冷系统效率分析 太阳能制冷系统效率分析 太阳能制冷系统效率分析 太阳能制冷系统效率分析制冷机工作原理 制冷机工作原理 制冷机工作原理 制冷机工作原理T = 式中： T l 冷凝 冷凝 冷凝 冷凝 温度； 蒸发 蒸发 蒸发 蒸发 温度。 - F e b - 0 9 1 3( 2 ) 热机循环的效率 热机循环效率的定义：消耗单位热量所产生的功量。热机工作原理 热机工作原理 热机工作原理 热机工作原理H = 式中： T l 冷源 冷源 冷源 冷源 温度； T H 热源 热源 热源 热源 温度。7 2 太阳能制冷系统效率分析 太阳能制冷系统效率分析 太阳能

9、制冷系统效率分析 太阳能制冷系统效率分析上述两循环的总效率 ( 制冷机工作系数 C O P ) 为： = zH T 1 可见， 制冷机工作系数随热源温度升高而升高。 - F e b - 0 9 1 4( 3 ) 太阳能集热器的效率 7 2 太阳能制冷系统效率分析 太阳能制冷系统效率分析 太阳能制冷系统效率分析 太阳能制冷系统效率分析 ( ) ( ) I = , 对太阳能集热器而言， 集热器进口流体温度越高，则集热器效率 集热器进口流体温度越高，则集热器效率 集热器进口流体温度越高，则集热器效率 集热器进口流体温度越高，则集热器效率越低 越低 越低 越低 。 ( 4 ) 太阳能制冷系统的综合效率

10、 ( 太阳能制冷系数 太阳能制冷系数 太阳能制冷系数 太阳能制冷系数 ) = C O P 对太阳能制冷系数而言，存在一个优化的供热温度。 即当集热器温度在一定范围内时，系统太阳能制冷系数较高。 - F e b - 0 9 1 5制冷机的综合效率和工作系数 由图可知： 制冷机工作系数 ( 除湿式除外 ) 均随热水温度的升高而升高。 综合效率在一定热水温度范围内数值较大。7 2 太阳能制冷系统效率分析 太阳能制冷系统效率分析 太阳能制冷系统效率分析 太阳能制冷系统效率分析1 溴化锂单效吸收式； 2 溴化锂双效吸收式； 3 氟利昂透平式； 4 除湿式； 5 蒸气喷射式； 6 希望在此范围内使用 希望

11、在此范围内使用 希望在此范围内使用 希望在此范围内使用 ； 7 氟利昂透平式预想综合效率； 8 吸收式制冷机预想综合效率； 9 - F e b - 0 9 1 67 3 太阳能吸收式制冷系统 太阳能吸收式制冷系统 太阳能吸收式制冷系统 - F e b - 0 9 1 7太阳能吸收式制冷装置的分类 按系统是否可连续制冷可分为： 连续式 间歇式按系统有无动力装置可分为： 有泵式 无泵式 按作用原理可分为： 直接式 （制冷剂吸收剂工质对直接在集热器中加热，只能用于制冷）间接式 （系统可作为制冷、采暖及生活热水系统）7 3 太阳能吸收式制冷系统 太阳能吸收式制冷系统 太阳能吸收式制冷系统 - F e

12、b - 0 9 1 87 3 1 间歇式太阳能吸收制冷系统7 3 太阳能吸收式制冷系统 太阳能吸收式制冷系统 太阳能吸收式制冷系统 太阳能吸收式制冷系统间歇式氨水太阳能吸收制冷装置 间歇式氨水太阳能吸收制冷装置 间歇式氨水太阳能吸收制冷装置 间歇式氨水太阳能吸收制冷装置1 平板集热器 ( 发生 / 吸收器 ) ； 2 空气冷凝器； 3 水冷凝器； 4 蒸发器 ( 冰箱 )工作原理 白天：阀门 A 开启，阀门 B 、 C 关闭，集热器作为发生器用； 夜间：阀门 B 开启，阀门 A 、 C 关闭，集热器作为吸收器用。 - F e b - 0 9 1 97 3 太阳能吸收式制冷系统 太阳能吸收式制冷系统 太阳能吸收式制冷系统 太阳能吸收式制冷系统7 3 2 有泵连续式太阳能吸收制冷系统1 、直接式太阳能吸收式制冷系统直接式太阳能氨水吸收式制冷系统 直接式太阳能氨水吸收式制冷系统 直接式太阳能氨水吸收式制冷系统 直接式太阳能氨水吸收式制冷系统工作原理 集热器中充有浓度适当的浓氨水溶 液，上联管中氨液高 度维持在管一半的一般为宜，上部空间用 于气液分离。nts