太阳能制冷及冷却系统的综述(4)

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 / H 2 O）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（H 2 O / 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 / H 2 O和H 2 O /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/ H2 O和H 2 O /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H2 O/ 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 / H 2 O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H 2 O / 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 / H 2 O，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H 2 O /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储存在2.5立方米热水贮存罐中。他们的实验结果表明，在夏季期间，其冷却容量为6.5千瓦。吸收系统的测量COP值在0.4-0.8范围内时，发电机温度为在70?C-100?C.Li和Sumathy[53]观察到匹配有分区热水储罐的H2O /LiBr吸收系统。该系统由38平方米平板集热器和一个4.7千瓦的吸收式制冷机组成。他们的结论是，该系统表现出比传统的全罐模式系统的COP值（约0.7）高15％以上。

在间歇性的单级的NH3 / H2 O的吸收系统，所述溶液泵被去除， …… 此处隐藏：2293字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……