chapter8太阳能制冷技术-参考第9章

04:23:15第一节概述第二节

能制冷系统分类第三节

能吸收式制冷系统第四节

能吸附式制冷系统第五节

能蒸汽压缩式制冷系统第六节

能空调技术经济分析结束主要内容第九章能制冷与空调一、

能空调的意义

characteristics

andlearningmethod

of

electrochemicalysis二、我国

能空调的发展classification

of

electrochemicalytical

methods三、

能空调的优点application

field

of

electrochemicalysis四、

能空调在现阶段的局限性application

field

of

electrochemicalysisan

introduction

to

electro-chemical

ysis第一节概述generalization

ofelectro-chemical

ysis一、

能空调的意义1、建筑耗能量超过总耗能量的1/4以上，且有继续上升的趋势。其中，住宅和公共建筑的空调在全部建筑耗能中占有很大的2、温室气体排放量正在快速增长，我国目前已成为世界上温室气体排放第二大国3、

能是一种取之不尽、用之不竭的洁净能源,其热利用领域包括

能热水、

能采暖、

能制冷空调等利用

能进行空调，对节约常规能源、保护自然环境具有十分重要的意义04:23:15起步阶段实用阶段70年代末至80年代初小型氨—水吸收式制冷试验样机坚持阶段80年代中后期至90年代初当时许多技术难题未能解决,一时难以看到成效而得不到支持,研究的队伍和规模大大缩小,仅存少数单位仍坚持

基础性研究和机组试验“九五”计划期间国家科技部把“

能空调”列为重点科技攻关项目,

计划建成示范性系统,

以促进能空调的推广应用二、我国能空调的发展04:23:15三、

能空调的优点1.季节适应性好能空调系统的制冷能力是随着辐射能量的增加而增大的，这正好与夏季人们对空调的迫切要求相匹配耗能常规电能空调，天热是用电

，制冷与季节十分突出04:23:15能吸收2.相较于常规压缩式空调系统，式空调系统具有以下优点：季节适应性好环境污染小传统压缩式制冷机以氟里昂为介质；而吸收式制冷机以溴化锂为介质，无臭、无毒、无害，十分有利于环境保护。噪声污染小压缩式制冷机的主要部件是压缩机，有一定噪声；而吸收式制冷机除功率很小的

泵外,无其他运动部件，噪声低。一机多用，四季常用能吸收式空调系统可将夏季制冷、冬季采暖和其他季节提供热水三种功能结合起来，做到一机多用、四季常用。04:23:15在强调当看到它现阶段存在的一些局限性，以进一步加强研究开发。由于现有

能集热器价格较高，造成

能空调系统的初始投资偏高。由于

能集热器采光面积及空调建筑面积的配比受到限制，目前只适用于层数不多的建筑。大型的溴化锂吸收式制冷机，目前尚只适用于单位的

空调。四、能空调在现阶段的局限性能空调具有诸多优点的同时，也应04:23:15第九章能制冷与空调一、制冷的基本概念及分类

characteristics

andlearningmethod

of

electrochemical

ysis二、

能制冷系统的类型classification

of

electrochemicalytical

methodsan

introduction

to

electro-chemical

ysis第二节能制冷系统分generaliza类tionofelectro-chemical

ysis一、制冷的基本概念及分类1.

制冷、制冷过程、人工制冷过程？所谓制冷，就是使某一系统的温度低于周围环境介质的温度并维持这个低温。此处所说的系统可以是空间或者物体；而此处所说的环境介质可以是自然界的空气或者水。制冷过程是指从被冷却系统取出热量并转移热量的过程。人工制冷过程是指在外界的补偿下将低温物体的热量向高温物体传送的过程。04:23:15一、制冷的基本概念及分类建筑中应用的能空调，上面所述的系统是建筑物内的空间，环境介质是自然界的空气。日常生活中应用的能冰箱，上面所述的系统是冰箱内的物体，环境介质是自然界的空气。04:23:152.制冷的分类04:23:15制冷以使用的补偿过程的不同可分为两大类消耗热能，用热量由高温传向低温的自发过程作为补偿，来实现将低温物体的热量传送到高温物体的过程。消耗机械能，用机械做功来提高制冷剂的压力和温度，使制冷剂将从低温物体吸取的热量连同机械能转换成的热量一同排到环境介质中，完成热量从低温物体传向高温物体的过程。二、

能制冷系统的类型能制冷可以通过

能光电转换制冷和光

热转换制冷两种途径来实现1、能光电转换制冷首先通过 能电池将 能转换成热能，再用电能驱动常规的制冷压缩机。2、首先将能光热转换制冷能转换成热能（或机械能），再利用热能（或机械能）作为外界的补偿，使系统达到并维持所需低温。对于相同制冷功率，

能光电转换制冷系统的成本要比

能光热转换制冷系统的成本高出许多倍04:23:15能光热转化制冷系统主要有以下几种类型：能吸收式制冷系统（消耗热能）能吸附式制冷系统（消耗热能）能除湿式制冷系统（消耗热能）能蒸汽喷射式制冷系统（消耗热能）能蒸汽压缩式制冷系统（消耗机械能）04:23:15第九章能制冷与空调一、吸收式制冷的工作原理characteristics

andlearningmethod

of

electrochemical

ysis二、溴化锂吸收式制冷剂的特点classification

of

electrochemicalytical

methods三、

能吸收式制冷的工作原理application

field

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electrochemicalysisan

introduction

to

electro-chemical

ysis第三节能吸收式制冷系统一、吸收式制冷的工作原理1.

吸收式制冷、吸收剂、制冷剂？吸收式制冷是利用两种物质所组成的二元溶液作为工质来运行的，利用工质对的质量分数变化完成制冷剂的循环。这两种工质在同一压强下有不同的沸点，其中高沸点的组分称为吸收剂，低沸点的组分称为制冷剂。常用的吸收剂—制冷剂组合有两种：一种是溴化锂—水，通常适用于大中型空调；另一种是水—氨，通常适用于小型家用空调。04:23:15吸收式制冷循环04:23:152.吸收式制冷机的组成吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器等组成。制冷剂回路主要由冷凝器、节流装置、蒸发器等组成。吸收剂回路主要由吸收器、发生器、溶液泵等组成。基本组成发生器generator吸收式制冷机中，通过加热析出制冷剂的设备。吸收器absorber吸收式制冷机中，通过浓溶液吸收剂在其中喷雾以吸收来自蒸发器的制冷剂蒸气的设备。04:23:15基本组成冷凝器generator转移热量—使高压、高温制冷剂蒸汽能向高温环境

放热。蒸发器absorber蒸发吸热获得制冷效果—使低压制冷剂液体在较低环境温度下吸收热量蒸发为气体，从而获得制冷效果04:23:153.吸收式制冷的工作原理制冷剂循环高压气态制冷剂在冷凝器中向冷却介质放热被凝结为液态后，经节流装置减压降温进入蒸发器；在蒸发器内，该液体被气化为低压气态，同时吸取被冷却介质热量产生制冷效应吸收剂循环在吸收器中，用液态吸收剂不断吸收蒸发器产生的低压气态制冷剂，以达到维持蒸发器内低压的目的；吸收剂吸收制冷剂蒸气而形成的制冷剂一吸收剂溶液，经溶液泵升压后进入发生器；在发生器中该溶液被加热、沸腾，其中沸点低的制冷剂气化形成高压气态制0冷4:剂23:，15进入冷凝器液化，而剩下溴化锂-水溶液是目前空调用吸收式制冷机采用的工质对。（1）溴化锂的性质04:23:15（2）溴化锂水溶液的性质4.溴化锂吸收式制冷的工作原理(a)

制冷剂循环04:23:15发生器中产生的高压蒸气在冷凝器中冷凝成高压低温液态水，经节流阀进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷效应。这些过程与蒸气压缩式制冷循环在冷凝器、节流阀和蒸发器中所产生的过程完全相同；(b)

吸收剂循环04:23:15发生器中流出的浓溶液降压后进入吸收器，吸收由蒸发器产生的冷剂蒸气，形成稀溶液，用泵将稀溶液输送至发生器，重新加热，形成浓溶液。这些过程的作用相当于蒸气压缩式制冷循环中压缩机所起的作用。二、溴化锂吸收式制冷机的特点1.主要优点利用热能为动力，特别是可利用低势热能。整个机组除功率较小的 泵外，无其他运动部件，运转安静。以溴化锂水溶液为工质，有利于满足环保的要求。制冷机在真空状态下运行，无高压

，安全可靠制冷量调节范围广，可在较宽的负荷内进行制冷量的无级调节。对外界条件变化的适应性强，可在一定的热媒水进口温度、冷媒水出口温度和冷却水温度范围内稳定运转。04:23:15溴化锂水溶液对一般金属有较强的腐蚀性，会影响机组的正常运行和使用

。溴化锂吸收式制冷机的气密性要求高，即使漏入微量的空气也会影响机组的性能，这就对机组制造提出严格的要求。浓度过高或温度过低时，溴化锂水溶液均易形成结晶，防止结晶是溴化锂吸收式制冷机设计和运行中必须注意的重要问题。2.主要缺点04:23:153.溴化锂吸收式制冷机的主要附加措施04:23:15防腐蚀措施抽气措施（3）防结晶措施三、能吸收式制冷的工作原理能吸收式制冷？1.所谓

能吸收式制冷，就是利用

集热器将水加热，为吸收式制冷机的发生器提供其所需要的热媒水，从而使吸收式制冷机正常运行，达到制冷的目的。04:23:152.能吸收式空调系统的组成能吸收式空调系统主要由集热器、吸收式制冷机、空调箱（或风机盘管）、锅炉、储水箱和自动控制系统等组成。能集热器可采用真空管

集热器

平板型

集热器。前者可提供较高热媒水温度，而后者只能提供较低热媒水温度。04:23:15，当热水温度达到一定值时，由储

向提供热媒水；炉吸收式季制，冷被机能的集冷热媒器水加通热过的储热冷先送进往入空箱空，调再的由热目能之集后热冷器媒加水热经成储热冷返回吸收式吸收式制制冷机。3.式能或吸制风不收冷机足式机盘流空管出供）调并高内系已温蒸统降热发的温媒、工的水吸作热时热水，原流可以理回由达辅助水锅冷04:23:15的

接通向生活用储中的热交换器可将储 中的冷水逐渐加热以供使用。在冬季空，调同采暖样先季将节要能将集能加集热热的器热加水热进入当

不，能当满热足水要温求度时达由定辅值助时燃，油由锅储直充接热向量箱（或风机盘管）提供热水，以达到供热采暖的目的。04:23:1504:23:15第九章能制冷与空调一、吸收式制冷的工作原理characteristics

andlearningmethod

of

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ysis二、溴化锂吸收式制冷剂的特点classification

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electrochemicalytical

methods三、

能吸收式制冷的工作原理application

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ysis第三节能吸收式制冷系统第九章能制冷与空调一、蒸汽压缩式制冷的工作原理characteristics

and

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of

electrochemical

ysis二、

能蒸汽压缩式制冷系统的工作原理classification

of

electrochemicalytical

methodsan

introduction

to

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ysis第四节能蒸汽压缩式gener制aliz冷ati系on

统of

electro-chemical

ysis一、蒸汽压缩式制冷的工作原理1.

蒸汽压缩式制冷？蒸汽压缩式制冷是一种传统的制冷方式。常用的吸收剂—制冷剂组合有两种：一种是溴化锂—水，通常适用于大中型空调；另一种是水—氨，通常适用于小型家用空调。04:23:15蒸汽压缩式制冷循环2.蒸汽压缩式制冷机的组成蒸汽压缩式制冷机主要由压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器等组成，各部分之间用管道连接成一个封闭系统。04:23:15蒸汽压缩制冷的四要素04:23:151、压缩机—蒸汽压缩，抬高蒸汽温度以实现向高温环境散热2、冷凝器—实现散热，达到热量转移的目的3、节流元件—阻隔系统高低压腔，以实现高压冷凝、低压蒸发的效果，同时控制流量4、蒸发器—实现吸热，达到对低温环境制冷的目的压缩机的作用1、获得高压—使制冷剂蒸汽能在高压状态下冷凝为液体；2、获得高温—使制冷剂蒸汽温度高于环境，能将热量

传递给环境，实现热量转移气体被压缩，体积减小，分子碰撞几率增加，即内能增加，因此温度升高。如高压打气筒使用过程中温度会升高。04:23:1504:23:15涡旋式活塞式转子式冷凝器的作用1、转移热量—使高压、高温制冷剂蒸汽能向高温环境

放热。同时为提高放热量，必须使制冷剂蒸汽液化冷凝为液体，从而出大量的潜热。冷凝器向高温环境散热量越大，所获得的制冷量也会越大。气体被冷凝为液体的温度点与压力有关，R22在正常1个大气压下-41℃冷凝，在20个大气压下51℃冷凝。如打火机气体。04:23:1504:23:15自然对流空气冷却空气强制对流氨卧式壳管式氟利昂套管式平行流节流元件的作用1、阻隔高低压—使制冷系统分为高压和低压两个腔体，从而实现高压冷凝放热、低压蒸发吸热。高压低压04:23:15毛细管热力膨胀阀电子膨胀阀04:23:15蒸发器的作用1、蒸发吸热获得制冷效果—使低压制冷剂液体在较低环境温度下吸收热量蒸发为气体，从而获得制冷效果，并使制冷剂变为气体后吸入压缩机重

冷循环。液体被蒸发为气体的温度点与压力有关，R22在正常1个大气压下-41℃蒸发，在6个大气压下

7℃蒸发，因此可以从27℃环境中吸收热量达到制冷效果。如制冷剂瓶放气能使瓶子降温。04:23:1504:23:15卧式满液式干式壳管式空气强制对流压缩机制冷系统的心脏—给制冷系统提供制冷剂循环流动的动力，同时创造一个高压和低压的环境。『故障现象』不启动 噪音大不能空气运行排气堵死吸气开启运行『注意事项』防止接线错误防止压缩机电容用错不能敞开长期放置04:23:1504:23:15压缩机滚动转子式压缩机30年代VILTER公司推出效率高、体积小零件少、重量轻原理：电机旋转带动偏心的活塞在汽缸内旋转，在连续的旋转运动中活塞不断地吸入和压缩气体。图1为吸气过程。图2为压缩过程。图3为排气过程及下一个的吸气过程。图4为排气结束及下一个吸气过程,运动过程较活塞式趋于平稳和连续

。有排气阀

气阀。04:23:15压缩机转子平衡块曲轴汽缸活塞上缸盖转子下缸盖叶片压缩机3.蒸汽压缩式制冷的工作原理04:23:1527℃40℃室外温度高于室内温度时的制冷循环＞40℃＜27℃04:23:15二、能蒸汽压缩式制冷的工作原理能蒸汽压缩式制冷？1.蒸汽压缩式制冷是一种传统的制冷方式。常用的吸收剂—制冷剂组合有两种：一种是溴化锂—水，通常适用于大中型空调；另一种是水—氨，通常适用于小型家用空调。04:23:152.

能蒸汽压缩式制冷系统的组成能蒸汽压缩式制冷系统主要由

集热器、蒸汽轮机和蒸汽压缩式制冷机等组成，它们分别依照

能集热器循环、热机循环和蒸汽压缩式制冷机循环的规律运行。04:23:15能蒸汽压缩式制冷系统工作原理图热。如此周而复始，使太阳能集热器成为热机循环的热源。

能集热器循环在

能集热器循环中，水或其他工质被

能集热器加热至高温状态，先

后通

液分离器、锅炉、预热器、分别几次放热，

温度逐步降低，然后又进

入

能集热器再进行加3.能蒸汽压缩式制冷的工作原理04:23:15能蒸汽压缩式制冷系统工作原理图压力和温度升高，成为高压沸点工质又先后通过预热器、锅炉、气液分离器，再次被加热成高压蒸汽。热机循环在热机循环中，低沸点工质由由气此液可分见离，器热出机来循时环，是一个消耗热能而对外做蒸功汽的，过推程动。蒸汽轮机旋转而对外做功，然后进入热交换器被冷却，再通过冷凝器而被冷凝成液体。该液态的低04:23:15能蒸汽压缩式制冷系统工作原理图蒸汽压缩式制冷机循环在蒸汽发压器缩外式侧制流冷过循的环空中气，被蒸发轮器机吸的收旋其转热带量动，了从制较冷热压的缩空机气的变为运较行冷，的然空后气再，经将过这上较述蒸冷汽的压空缩气式送制入冷房机间中内的而压达缩到、降冷温凝空、调节的流效和果汽。化等过程，完成制冷机循环。04:23:15能空调技术经济分第五节析虽然能空调可以显著减少常规能源的消耗，大幅度降低运行费用，但由于能集热器在整个比例，造成能空调系统成本中占有较大的能空调系统的初始投资偏高，更何况空调在全年的应用时间一般都只有几个月，因此从这个意义上讲，单纯的能空调系统显然是不经济的。然而，一些能空调系统（如能吸收式空调系统）除了可以夏季制冷空调以外，还可以冬季提供采暖以及全年提供生活热水。换0句4:23换:1504:23:15说，同一套 能系统可以兼有空调、采暖和热能系统的利能空调系统也水等多项功能，这就大大提高了用率，因此从这个意义上讲，

可以具有较好的经济性。一般

能空调系统的回收期为5～6年，因此可以认为，开发和推广 能空调及供热系统，从经济上是可行的，从节约常规能源和加强环境保护方面来看，更是收益无穷。结语利用 能驱动实现制冷这门技术虽然已有不少应用，但仍处于初步应用与试验研究阶段，其原因在于技术的复杂性与难度，对 能的利用效率不高，以及经济性能、成本等因素。但这门技术确实是一门节能环保技术，有利于制冷空调业的可持续发展，对其进行研究并最终实用化是必然的。 能空调系统必将发挥其综合优势,取得显著的经济、社会和环境效益。因此， 能制冷技术的研究工作还在进行，是当前制冷空调行业乃至整个能源领域研0究4:23的:15一大热点。04:23:15

能集热器是一种吸收辐射能量并向能集热器水媒型气媒型平板型真空管型无盖板型盖板型无盖板型（按传热工质不同）工质传递热量的装置。能集热器的分类：04: