太阳能制冷系统应用现状及匹配设计方法研究.pdf

太阳能制冷系统应用现状及匹配 设计方法研究 口 上海交通大学 翟晓强 摘 要 ：太阳能制冷系统具有季节适应性好、与环境友好等优点，该项技术研究和试验 已经相对成熟，但在工程应用中相对 滞后 。本文 简要介绍 了太阳能制冷原理 以及太阳能制冷 系统的技术分类；对太阳能制冷 系统的国内外应用现状进行 了综述；并对太 阳能吸收式以及吸 附式制冷 系统的匹配设计方法进行 了分析 。 关键词 ：太阳能制冷 应用现状 匹配设计 引言 1．太阳能帝0冷系统应用现状 近年来 ，太阳能热水器的应用发展很快 ，这种以获 取生活热水为主要 目的的应用方式其实与大 自然的规律 1．1国外太阳能制冷系统应用现状 并不完全一致 。当太 阳辐射 强、气温高的时候 ，人们更 实现太 阳能制冷有两条途径 ：1)太阳能光 电转换 ， 需要的是空调降温而不是热水 ，这种情况在我 国南方地 利用电力制冷 ；(2)太阳能光热转换 ，以热能制冷。前 区尤为突出。随着经济的发展和人民生活水平的提高 ， 一 种方法成本高 ，以 目前太阳电池的价格来算 ，在相 同 空调的使用越来越普及 ，由此给能源 、电力和环境带来 制冷功率情况下 ，造价约为后者 的4～5倍 。国际上太 很大的压力。因此 ，利用取之不尽、清洁的太 阳能空调 阳能制冷的应用主要是后一种方法。以热能制冷也有多 是一个理想的方案 ，它不仅可使太阳能得到更充分 、更 种方式 ，其中以吸收式制冷较为成熟。国际上一般都采 合理的利用 ，可以把低品位的能源 (太阳能)转变为高 用溴化锂吸收式制冷机组。市场上销售各种容量的溴化 品位的舒适性空调制冷 ，而且对节省常规能源 、减少环 锂吸收式制冷机组 ，然而 ，小于 100kW 的制冷机组较 境污染 、提高人们生活水平等具有重要意义 ，符合可持 少 ，目前 ，仅有少量低于30kW 的溴化锂吸收式制冷机 续发展战略的要求…。 组进入商业化应用。 太 阳能制冷是基于热驱动制冷过程 的一项技术 ， 通过太阳能集热器产生热水 ，驱动制冷机组 。从热力学 角度 ，可通过 多种可行的过程 ，将太阳能转化为制冷 量。图1表示通过物理过程将太阳能转化为空调制冷的 主要方式 2【】。可以看出，实现太阳能制冷有两条途径 ： (1)太阳能光电转换 ，利用 电力制冷；(2)太阳能光热 转换 ，以热能制冷。前一种方法成本高 ，以 目前太阳电 池的价格来算 ，在相同制冷功率情况下，造价约为后者 的4～5倍 。国际上太阳能制冷的应用主要是后一种方 法。已有应用的太阳能制冷技术包括：溴化锂 ／水吸收 式制冷 、硅胶 ／水吸附式制冷、氨 ／水吸收式制冷 、转 轮除湿空调等 。从技术可行性 以及工程示范的经验来 看，目前主要采用的太阳能制冷系统包括两类：太阳能 图1 太阳能制冷技术分类 吸收式制冷系统以及太 阳能吸附式制冷系统。而从产 品 国外太阳能制冷系统研究已有多年 ，从 7kW 的实 成熟度来看，吸收式制冷机组已经产业化多年，国内已 验系统到35kW 的小型系统 ，直到几百千瓦的大型系统 有多家相关产品的生产企业 ，热水驱动的吸收式制冷机 均有报道 。 目前太 阳能制冷系统的应用主要集中在欧 组在诸多民用建筑空调系统中得到应用。因此 ，现有太 洲 ，分析表 明，在南欧以及地 中海地区，太阳能制冷系 阳能制冷系统示范工程以溴化锂 ／水吸收式制冷为主 。 统可节能40～50％。欧洲 已经拥有 70多个太阳能制冷 本文主要介绍太阳能制冷系统的国内外应用现状 ， 系统 ，其 中主要分布在德国和西班牙，如图2所示 2]『。所 并针对太阳能吸收式制冷系统以及太阳能吸附式制冷系 有 已安装系统的制冷能力总计可达约6．3MW ，太阳能 统的匹配设计方法进行 了研究。 集热器面积总计为 17500平方米 。其中，太阳能吸收式 。 ～ 可再生能源建筑应用 一 一 一 制冷系统约 占70％，太阳能吸附式制冷系统约 占10％， 性 。为我国太阳能制冷技术的发展奠定了基础 [4】。 欧洲已建成的太阳