太阳能制冷及冷却系统的综述(2)

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Bi 2 Te 3[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40 K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1.16×10 4 W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1.16×104 W.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。 …… 此处隐藏：48字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……