随着新能源和可再生能源的发展,开发和利用新能源和可再生能源成为可持续发展的重要组成部分。太阳能吸附式制冷技术系统简单,不需要精馏设备,系统不会再冷凝温度较低的情况下出现烧干状况,当然本文也对这一制冷技术的问题进行了简要讨论。
不同制冷需求的余热制冷技术
制冷技术目前最为普遍的应用为空调与冷冻。其中空调主要用于夏季房间内的制冷,冷冻则广泛地应用于制冰、食品储藏以及化工流程。
目前在空调的应用中,硅胶-水吸附式制冷机组以及溴化锂-水吸收式制冷机组均实现了产业化。其中硅胶-水吸附式制冷机组的特点是可以应用于50~90℃的余热回收场合,但存在着cop较低的特点,cop仅为0.4~0.6。溴化锂-水系统可以用于90℃~200℃余热的回收利用,其中单效系统的cop为0.6~0.7,双效系统的cop为1.1~1.2。200~230℃的余热可以采用三效系统来回收,三效系统的cop可以达到1.5~1.6左右。但是由于三效系统存在着难以解决的腐蚀问题,所以其实用化仍然需要一个长期的研究过程。
对于冷冻工况,目前余热驱动的制冷技术仍然没有成熟的产业化的产品。冷冻工况可用的吸收式制冷工质对为氨-水工质对。氨-水工质对的单效系统驱动热源温度为120~130℃,在空调工况的cop为0.6左右。对于冷冻工况cop则为0.2左右。氨-水工质对的gax循环可以利用150~160℃的热源驱动,冷冻工况下的cop也仅为0.3~0.4。氨-水工质对用于冷冻工况,其缺点在于精馏过程。氨-水吸收式制冷系统对精馏设备的要求较高,尤其在冷凝温度较低时,发生器极易出现烧干的状况。相对于氨-水吸收式制冷,将吸附式制冷技术应用于冷冻工况,其优点在于系统简单,不需要精馏设备,同时系统不会在冷凝温度较低的情况下出现烧干状况。
太阳能吸附式制冷技术的研究价值
新能源和可再生能源经过多年的发展已经开始在世界能源供应结构中占据一席之地,受到各国政府的广泛重视。开发利用新能源和可再生能源成为世界能源可持续发展的重要组成部分,成为大多数发达国家和部分发展中国家二十一世纪能源开发的基本选择。太阳能吸附制冷技术正是解决这一问题的有效途径之一,一方面,太阳能是一种用之不竭,取之不尽、随处可得的廉价、无污染且安全的可再生能源;另一方面,太阳能吸附式制冷技术具有结构简单、无运动部件、无噪声、抗震性好、使用寿命长、减弱热岛效应、满足环保要求等优点。而且,太阳能在时间和地域上的分布特征与制冷空调的用能特征具有高度的匹配性,这使研究太阳能吸附制冷技术具有潜在的、巨大的优势。
太阳能吸附式制冷工作原理
太阳能固体吸附式制冷原理:以某种具有多孔性的固体作为吸附剂,某种气体作为制冷剂,形成吸附制冷工质对,其中固体吸附剂是不流动的,而吸附介质是流动的。在固体吸附剂对气体吸附物吸附的同时,流体吸附物不断地蒸发成可供吸附的气体,蒸发过程对外界吸热实现制冷;吸附饱和后利用太阳能加热使其解吸。按照被吸附物与吸附剂之间吸附力的不同,吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附是分子间范德华力所引起的,而化学吸附是吸附剂与被吸附物之间通过化学键起作用的结果,吸附与脱附过程都伴随有化学反应。