太陽能制冷技術的基本原理

太陽能制冷技術的基本原理

太陽能是目前對環境沒有污染，是最有前途的能源之一，利用太陽能造福人類的技術也越來越受關注，比如太陽能制冷技術。

太陽能制冷技術的分類

根據不同的能量轉換方式，太陽能驅動制冷主要有以下兩種方式，一是先實現光─電轉換，再以電力制冷；二是進行光─熱轉換，再以熱能制冷。

光-熱轉換制冷系統分類

太陽能光-熱轉換制冷系統主要分為以下幾種類型：太陽能吸收式制冷系統、太陽能吸附式制冷系統、太陽能除濕式制冷系統。與太陽能光-電轉換技術相比，在相同制冷功率情況下，光-熱轉換的成本約為光-電轉換的1/5。目前國內外的研究，以太陽能吸附式制冷和吸收式制冷為主。

吸附式制冷的原理

白天，吸附床接受太陽輻射后溫度和壓力升高，制冷劑就會從吸附劑中解吸出來變成高溫、高壓蒸氣；蒸氣經過冷凝器散發熱量后凝結成低溫、高壓液體；凝結液在自身重力作用下流入儲液器。夜間或太陽輻射不足時，吸附床通過自然冷卻后溫度下降，其內部壓力也隨之降低；打開節流閥，制冷劑流過節流閥后壓力降低進入蒸發器，由于蒸發器中壓力很低（接近真空），制冷劑會吸收熱量迅速蒸發，達到制冷的目的；變成氣體的制冷劑經管道進入吸附床被吸附劑吸附，從而完成一個制冷循環。顯然，這種制冷循環不是連續的而是間歇性的。整個過程除吸收太陽輻射外，沒有消耗其他能量，節能效果非常明顯。

吸收式制冷的原理

太陽能吸收式制冷是利用兩種沸點不同物質所組成的混合溶液作為工質，其中沸點高的稱為吸收劑，沸點低的稱為制冷劑。

首先，利用太陽能集熱裝置把水加熱，高溫熱水在管道中流經發生器時把熱量傳遞給工質。混合的液態工質在受熱升溫時，由于兩種成分沸點不同，沸點低的水就會大量蒸發，從而與溴化鋰分離；分離后的制冷劑（水）呈氣態，且溫度和壓力都很高，經冷凝裝置冷卻后變成高壓低溫的液態水；液態水經過節流閥后進入蒸發室，因其內壓力小，液態水就會急速膨脹氣化，變成水蒸氣，氣化過程中將大量吸收蒸發室的熱量而達到制冷的目的。低溫水蒸氣就沿管道進入吸收器。

太陽能制冷的基本應用

利用太陽能驅動空調系統一方面可以大大減少不ke再生能源及電力資源消耗，另一方面因較低的耗電減少了因燃燒煤等常規燃料發電帶來的環境污染問題。

太陽能若能大量用于空調制冷行業，將為人類解決很大問題。夏季天氣炎熱、太陽輻射強度大，人們對空調的需求大；另一方面，由于夏季太陽輻射強度大，使依靠太陽能來驅動的空調系統可以產生更多的冷量。也就是說，太陽能空調系統的制冷能力是隨著太陽輻射能量的增加而增大的，跟人類的需求契合。

隨著太陽能電池和熱電材料的價格逐步下降，發電效率的快速提高，太陽能半導體制冷系統的成本也在大幅下降，更樂觀的是在性能方面也得到了明顯的提高，

這在一定程度上推動了太陽能半導體制冷系統的廣泛應用。我們希望，清潔、低噪聲的各式太陽能制冷系統在不久的將來都將一一實現。