能源利用新技术-太阳能制冷热泵-110303

1、能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:3111.1 光热转换技术八、太阳能制冷空调1、吸收式制冷空调系统、吸收式制冷空调系统溴化锂（吸收剂）溴化锂（吸收剂）+水（制冷剂）水（制冷剂）无毒、制冷温度不低于无毒、制冷温度不低于6、高浓度易结晶、溶液腐蚀作用、高浓度易结晶、溶液腐蚀作用水（吸收剂）水（吸收剂）+氨（制冷剂）氨（制冷剂）2、蒸汽喷射式制冷空调系统、蒸汽喷射式制冷空调系统3、吸附式太阳能制冷空调系统、吸附式太阳能制冷空调系统能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:312 制冷技术制冷技术是为适应人们对低温条件的需要而产生和发展起是为适应人们对

2、低温条件的需要而产生和发展起来的。来的。 如人体舒适性要求、食物的加工保鲜，材料的特性如人体舒适性要求、食物的加工保鲜，材料的特性-超导现象，物态（气体分离、液化）等需要利用制冷技术。超导现象，物态（气体分离、液化）等需要利用制冷技术。能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:313几个概念（1 1）制冷：用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体）制冷：用人工的方法在一定时间和一定空间内将物体冷却，使其温度降低到环境温度以下并保持这个温度。冷却，使其温度降低到环境温度以下并保持这个温度。 实质：将热量从被冷却对象中转移到环境中实质：将热量从被冷却对象中转移到环境中 制冷制冷

3、冷却冷却普冷：普冷：120K以上以上 深冷：深冷：20 120K低温：低温：0.3 20K超低温：超低温：0.3K以下以下空调用制冷技术属于普通制冷空调用制冷技术属于普通制冷能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:314几个概念(2)(2)制冷剂：在制冷机中使用的工质称为制冷剂。制冷剂：在制冷机中使用的工质称为制冷剂。(3)(3)制冷机：机械制冷中所需机器和设备的总合称为制冷机。制冷机：机械制冷中所需机器和设备的总合称为制冷机。(4)(4)制冷装置：将生产冷量的制冷机械和消耗冷量的设备结制冷装置：将生产冷量的制冷机械和消耗冷量的设备结合在一起的装置。合在一起的装置。能源利

4、用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:315(1)(1)商业及人民生活商业及人民生活 如人工冰厂、空调、冰箱、冷柜以及食品的冷冻冷藏、保鲜、冷藏如人工冰厂、空调、冰箱、冷柜以及食品的冷冻冷藏、保鲜、冷藏运输等。运输等。(2)(2)工业生产及农牧业工业生产及农牧业 如制药、啤酒、精密仪器车间等；如制药、啤酒、精密仪器车间等； 农作物的种子进行低温处理，人工气候育秧室、蔬菜水果的保鲜等。农作物的种子进行低温处理，人工气候育秧室、蔬菜水果的保鲜等。(3)(3)建筑工程建筑工程 如挖掘隧道、建筑河堤时采用的如挖掘隧道、建筑河堤时采用的“冻土法冻土法”。(4)(4)科学实验研究科学实验

5、研究 如各种环境模拟装置中创造的人工环境。如各种环境模拟装置中创造的人工环境。(5)(5)医疗卫生医疗卫生 如药品、疫苗及人体器官的冷藏保存，手术中采用低温麻醉等。如药品、疫苗及人体器官的冷藏保存，手术中采用低温麻醉等。(6)(6)尖端科学领域等尖端科学领域等 微电子技术、能源、新型材料、宇宙开发等。微电子技术、能源、新型材料、宇宙开发等。(7)(7)氧气、天然气氧气、天然气(CNG (CNG 、LNG)LNG)等液态运输等液态运输 天然气：天然气：1 1立方米（液态）立方米（液态）621621立方米（标准气态）立方米（标准气态） 氧气：氧气： 1 1立方米（液态）立方米（液态）800 800

6、 立方米（标准气态）立方米（标准气态）能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:316发展历史发展历史 （1 1）制冷技术的发展历史制冷技术的发展历史17551755年年 乙醚蒸发制冷乙醚蒸发制冷-制冷技术的开始制冷技术的开始18341834年年 第一台乙醚蒸汽压缩式制冷机第一台乙醚蒸汽压缩式制冷机18751875年年 氨蒸汽压缩式制冷机氨蒸汽压缩式制冷机 压缩式制冷机压缩式制冷机 占统治地位占统治地位18591859年年 氨水吸收式制冷机氨水吸收式制冷机19101910年年 蒸汽喷射式制冷机蒸汽喷射式制冷机1919世纪世纪 制冷技术基本成形制冷技术基本成形能源利用新技术能

7、源利用新技术2021-12-12 19:59:3171910年年 第一台以氨为工质的冰箱问世第一台以氨为工质的冰箱问世1920年年 美国开利公司制造出第一台开启式压缩机的卧式柜美国开利公司制造出第一台开启式压缩机的卧式柜型型 空调器空调器1930年年 第一台以氟利昂为工质（第一台以氟利昂为工质（R-12)的制冷机问世的制冷机问世1951年年 第一台窗式空调器正式问世第一台窗式空调器正式问世1964年年 我国第一台我国第一台“双鹿双鹿”牌牌窗式空调器问世窗式空调器问世80年代末年代末 我国电冰箱产量占全世界第一位我国电冰箱产量占全世界第一位90年代中年代中 我国空调器产量占全世界第一位我国空调器

8、产量占全世界第一位能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:318 制冷技术的发展概括起来可分为两个阶段：制冷技术的发展概括起来可分为两个阶段：（1 1）天然冷源的应用阶段）天然冷源的应用阶段 古代古代1818世纪中期。世纪中期。 采用的天然冷源主要是指冬季储存的天然冰和夏季使用的深井水。采用的天然冷源主要是指冬季储存的天然冰和夏季使用的深井水。（2 2）机械制冷阶段机械制冷阶段 1818世纪中期世纪中期 今。今。 17551755年是人工制冷史的起点。年是人工制冷史的起点。 现代制冷技术作为一门科学是由现代制冷技术作为一门科学是由1919世纪中后期发展起来的，到世纪中后期

9、发展起来的，到2020世纪世纪具有更大的发展。具有更大的发展。能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:319（2 2）近代的突破性进展）近代的突破性进展微电子和计算机技术的应用微电子和计算机技术的应用新材料在制冷产品上的应用新材料在制冷产品上的应用机器设备的发展机器设备的发展制冷工质开的开发制冷工质开的开发 能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:3110（4 4） 制冷技术的研究方向制冷技术的研究方向减少能耗，如充分利用太阳能、地热能等；减少能耗，如充分利用太阳能、地热能等；合理选择和利用制冷剂；合理选择和利用制冷剂；提高制冷机的机械热力性能。提高

10、制冷机的机械热力性能。能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:3111制冷方法制冷方法 制冷的基本方法制冷的基本方法（1 1）相变制冷）相变制冷 * *液体气化液体气化 * *固体溶化与升华固体溶化与升华（2 2）气体膨胀制冷）气体膨胀制冷（3 3）逆向可逆循环）逆向可逆循环 * *逆卡诺循环逆卡诺循环 制冷的具体方法制冷的具体方法 * *蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷 * *吸收式制冷吸收式制冷 * *蒸汽喷射式制冷蒸汽喷射式制冷 * *压缩式气体制冷循环压缩式气体制冷循环 * *气体涡流制冷气体涡流制冷 * *热电制冷热电制冷 * *固体吸附制冷固体吸附制冷能源利用新技

11、术能源利用新技术2021-12-12 19:59:3112制冷工质开的开发制冷工质开的开发 19341934年美国人波尔金斯试制成功了第一台以乙醚为工质、闭式循环年美国人波尔金斯试制成功了第一台以乙醚为工质、闭式循环的蒸气压缩式制冷机。的蒸气压缩式制冷机。 1830183019301930，主要采取，主要采取NHNH3 3、COCO2 2、空气等作为制冷剂；、空气等作为制冷剂； 1930193019901990，主要采用氟里昂作为制冷剂；，主要采用氟里昂作为制冷剂； 19901990 ，积极寻找无污染的制冷剂，替代氟利昂。，积极寻找无污染的制冷剂，替代氟利昂。能源利用新技术能源利用新技术202

12、1-12-12 19:59:3113蒸汽压缩式制冷蒸汽压缩式制冷按着热力学第二定律，把热量从低温热源传递到高温热源按着热力学第二定律，把热量从低温热源传递到高温热源需要外界做功。需要外界做功。制冷剂制冷剂 氟利昂氟利昂 CFC 含氯氟化碳含氯氟化碳 HCFC 含氢氯氟化碳含氢氯氟化碳 能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:3114制冷剂制冷剂制冷剂 ：乙醚（：乙醚（1834） 水水 二氧化碳（二氧化碳（1866） 氨（氨（1870） 二氧化硫（二氧化硫（1876） 氯甲烷（氯甲烷（1878） 氟利昂（氟利昂（Freon）（）（1930） 氟利昂是饱和碳氢化合物的氟、氯、

13、溴的衍生物的总称氟利昂是饱和碳氢化合物的氟、氯、溴的衍生物的总称 R12(1931) 、R11（1932）、）、R114（1933）、）、R113（1934） R13（1945）R14（1955） 丙烷（丙烷（C3H3）、乙烷（）、乙烷（C2H6）、乙烯（）、乙烯（C2H4） 丙稀（丙稀（C3H6）、丁烷（）、丁烷（C4H10）、戊烷（）、戊烷（C5H12）能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:3115对制冷剂的要求1、 临界温度较高临界温度较高2 、适宜的饱和蒸气压力、适宜的饱和蒸气压力3 、凝固温度低、凝固温度低4 、粘度和比重小、粘度和比重小5 、导热系数高、导热

14、系数高6 、绝热压缩系数小、绝热压缩系数小7 、液体比重小、液体比重小8 、循环的热力完善度尽可能大、循环的热力完善度尽可能大9 、不易燃、不爆炸、无毒、无腐蚀、不易燃、不爆炸、无毒、无腐蚀10 、价格便宜、易于获得、价格便宜、易于获得能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:3116CFC、HCFC的替代问题 1974年，年，Molina和和Rowland发现氯氟碳化合物扩散发现氯氟碳化合物扩散到上层大气，被紫外线分解成氯原子，同温层中的臭氧就到上层大气，被紫外线分解成氯原子，同温层中的臭氧就被催化破坏使臭氧层减薄或消失。被催化破坏使臭氧层减薄或消失。 同温层离地面同温层

15、离地面1145公里，存在臭氧层能吸收公里，存在臭氧层能吸收90%的的紫外线。紫外线。能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:3117后果（1）紫外线增强，皮肤癌和白内障发病增多，人的免疫）紫外线增强，皮肤癌和白内障发病增多，人的免疫系统受到危害，每衰减系统受到危害，每衰减1%，皮肤癌发病率增加，皮肤癌发病率增加46%（2）生态破坏，食品链破坏，损伤生物的细胞，阻止发）生态破坏，食品链破坏，损伤生物的细胞，阻止发育或产生变异，致使农作物和渔业减产。育或产生变异，致使农作物和渔业减产。（3）产生附加温室效益。）产生附加温室效益。CFC+甲烷的总和甲烷的总和=CO2 平均气温上升，海平面回升，南极冰川有融化的趋势。平均气温上升，海平面回升，南极冰川有融化的趋势。能源利用新技术能源利用新技术2021-12-12 19:59:3118CFC 含氯氟化碳 寿命寿命 臭氧消耗潜能值臭氧消耗潜能值 温室效应潜能值温室效应潜能值R11 65年年 接近接近1 1R12 120年年 接近接近1 2.83.4R113 180年年 接近接近1 4.15 R114 180年年 接近接近1 4.15 R115 180年年 接近接近1 4.15R13 400年年 接