第8章太陽能制冷技術(shù)

第8章

太陽能制冷技術(shù)Solarrefrigerationandairconditioning2024/11/8第一節(jié)概述第二節(jié)太陽能制冷系統(tǒng)分類第三節(jié)太陽能吸收式制冷系統(tǒng)第四節(jié)太陽能吸附式制冷系統(tǒng)第五節(jié)太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)第六節(jié)太陽能空調(diào)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析主要內(nèi)容2024/11/8第8章

太陽能制冷技術(shù)第一節(jié)概述一、太陽能空調(diào)的意義Significanceofthesolarairconditioning二、我國太陽能空調(diào)的發(fā)展DevelopmentofthesolarairconditioninginChina三、太陽能空調(diào)的優(yōu)點Advantageofthesolarairconditioning四、太陽能空調(diào)在現(xiàn)階段的局限性LimitationofthesolarairconditioningSolarrefrigerationandairconditioningIntroduction一、太陽能空調(diào)的意義1、建筑耗能量超過全國總耗能量的1/4以上，且有繼續(xù)上升的趨勢。其中，住宅和公共建筑的空調(diào)在全部建筑耗能中占有很大的比重2、溫室氣體排放量正在快速增長，我國目前已成為世界上溫室氣體排放第二大國3、太陽能是一種取之不盡、用之不竭的潔凈能源,其熱利用領(lǐng)域包括太陽能熱水、太陽能采暖、太陽能制冷空調(diào)等利用太陽能進(jìn)行空調(diào)，對節(jié)約常規(guī)能源、保護(hù)自然環(huán)境具有十分重要的意義2024/11/8起步階段堅持階段實用階段70年代末至80年代初小型氨—水吸收式制冷試驗樣機(jī)

80年代中后期至90年代初當(dāng)時許多技術(shù)難題未能解決,一時難以看到成效而得不到支持,研究的隊伍和規(guī)模大大縮小,僅存少數(shù)單位仍堅持基礎(chǔ)性研究和機(jī)組試驗“九五”計劃期間國家科技部把“太陽能空調(diào)”列為重點科技攻關(guān)項目,計劃建成示范性系統(tǒng),以促進(jìn)太陽能空調(diào)的推廣應(yīng)用二、我國太陽能空調(diào)的發(fā)展2024/11/8三、太陽能空調(diào)的優(yōu)點

1.季節(jié)適應(yīng)性好

太陽能空調(diào)系統(tǒng)的制冷能力是隨著太陽輻射能量的增加而增大的，這正好與夏季人們對空調(diào)的迫切要求相匹配

常規(guī)電能空調(diào)，天熱是用電高峰，制冷與季節(jié)耗能矛盾十分突出2024/11/82.相較于常規(guī)壓縮式空調(diào)系統(tǒng)，太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：（1）季節(jié)適應(yīng)性好（2）環(huán)境污染小傳統(tǒng)壓縮式制冷機(jī)以氟里昂為介質(zhì)；而吸收式制冷機(jī)以溴化鋰為介質(zhì)，無臭、無毒、無害，十分有利于環(huán)境保護(hù)。（3）噪聲污染小壓縮式制冷機(jī)的主要部件是壓縮機(jī)，有一定噪聲；而吸收式制冷機(jī)除功率很小的屏蔽泵外,無其他運(yùn)動部件，噪聲低。（4）一機(jī)多用，四季常用太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)可將夏季制冷、冬季采暖和其他季節(jié)提供熱水三種功能結(jié)合起來，做到一機(jī)多用、四季常用。2024/11/8 在強(qiáng)調(diào)太陽能空調(diào)具有諸多優(yōu)點的同時，也應(yīng)當(dāng)看到它現(xiàn)階段存在的一些局限性，以進(jìn)一步加強(qiáng)研究開發(fā)。由于現(xiàn)有太陽能集熱器價格較高，造成太陽能空調(diào)系統(tǒng)的初始投資偏高。由于太陽能集熱器采光面積及空調(diào)建筑面積的配比受到限制，目前只適用于層數(shù)不多的建筑。大型的溴化鋰吸收式制冷機(jī)，目前尚只適用于單位的中央空調(diào)。四、太陽能空調(diào)在現(xiàn)階段的局限性2024/11/8第8章

太陽能制冷技術(shù)第二節(jié)太陽能制冷系統(tǒng)分類一、制冷的基本概念及分類Basicconceptandclassificationofrefrigeration二、太陽能制冷系統(tǒng)的類型TypeofthesolarrefrigerationsystemSolarrefrigerationandairconditioningClassificationofthesolarrefrigerationsystem一、制冷的基本概念及分類1.什么是制冷、制冷過程、人工制冷過程？所謂制冷，就是使某一系統(tǒng)的溫度低于周圍環(huán)境介質(zhì)的溫度并維持這個低溫。此處所說的系統(tǒng)可以是空間或者物體；而此處所說的環(huán)境介質(zhì)可以是自然界的空氣或者水。

制冷過程是指從被冷卻系統(tǒng)取出熱量并轉(zhuǎn)移熱量的過程。

人工制冷過程是指在外界的補(bǔ)償下將低溫物體的熱量向高溫物體傳送的過程。2024/11/8一、制冷的基本概念及分類建筑中應(yīng)用的太陽能空調(diào)，上面所述的系統(tǒng)是建筑物內(nèi)的空間，環(huán)境介質(zhì)是自然界的空氣。日常生活中應(yīng)用的太陽能冰箱，上面所述的系統(tǒng)是冰箱內(nèi)的物體，環(huán)境介質(zhì)是自然界的空氣。2024/11/82.制冷的分類制冷以使用的補(bǔ)償過程的不同可分為兩大類

（1）消耗熱能，用熱量由高溫傳向低溫的自發(fā)過程作為補(bǔ)償，來實現(xiàn)將低溫物體的熱量傳送到高溫物體的過程。

（2）消耗機(jī)械能，用機(jī)械做功來提高制冷劑的壓力和溫度，使制冷劑將從低溫物體吸取的熱量連同機(jī)械能轉(zhuǎn)換成的熱量一同排到環(huán)境介質(zhì)中，完成熱量從低溫物體傳向高溫物體的過程。2024/11/8二、太陽能制冷系統(tǒng)的類型太陽能制冷可以通過太陽能光電轉(zhuǎn)換制冷和光熱轉(zhuǎn)換制冷兩種途徑來實現(xiàn)

1、太陽能光電轉(zhuǎn)換制冷首先通過太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能，再用電能驅(qū)動常規(guī)的制冷壓縮機(jī)。

2、太陽能光熱轉(zhuǎn)換制冷首先將太陽能轉(zhuǎn)換成熱能（或機(jī)械能），再利用熱能（或機(jī)械能）作為外界的補(bǔ)償，使系統(tǒng)達(dá)到并維持所需低溫。對于相同制冷功率，太陽能光電轉(zhuǎn)換制冷系統(tǒng)的成本要比太陽能光熱轉(zhuǎn)換制冷系統(tǒng)的成本高出許多倍2024/11/8

太陽能光熱轉(zhuǎn)化制冷系統(tǒng)主要有以下幾種類型：太陽能吸收式制冷系統(tǒng)（消耗熱能）太陽能吸附式制冷系統(tǒng)（消耗熱能）太陽能除濕式制冷系統(tǒng)（消耗熱能）太陽能蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)（消耗熱能）太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)（消耗機(jī)械能）2024/11/8第8章

太陽能制冷技術(shù)第三節(jié)太陽能吸收式制冷系統(tǒng)一、吸收式制冷的工作原理Workingprincipleoftheadsorptionrefrigeration二、溴化鋰吸收式制冷機(jī)的特點Characteristicsofthelithiumbromideabsorptionchiller三、太陽能吸收式制冷的工作原理WorkingprincipleofthesolarabsorptionrefrigerationSolarrefrigerationandairconditioningSolarabsorption

refrigerationsystem一、吸收式制冷的工作原理

1.什么是吸收式制冷、吸收劑、制冷劑？

吸收式制冷是利用兩種物質(zhì)所組成的二元溶液作為工質(zhì)來運(yùn)行的，利用工質(zhì)對的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化完成制冷劑的循環(huán)。這兩種工質(zhì)在同一壓強(qiáng)下有不同的沸點，其中高沸點的組分稱為吸收劑，低沸點的組分稱為制冷劑。常用的吸收劑—制冷劑組合有兩種：一種是溴化鋰—水，通常適用于大中型中央空調(diào)；另一種是水—氨，通常適用于小型家用空調(diào)。2024/11/8吸收式制冷循環(huán)2.吸收式制冷機(jī)的組成吸收式制冷機(jī)主要由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器等組成。制冷劑回路主要由冷凝器、節(jié)流裝置、蒸發(fā)器等組成。吸收劑回路主要由吸收器、發(fā)生器、溶液泵等組成。2024/11/8基本組成發(fā)生器generator

吸收式制冷機(jī)中，通過加熱析出制冷劑的設(shè)備。

吸收器absorber

吸收式制冷機(jī)中，通過濃溶液吸收劑在其中噴霧以吸收來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸氣的設(shè)備。2024/11/8基本組成冷凝器generator

轉(zhuǎn)移熱量—使高壓、高溫制冷劑蒸汽能向高溫環(huán)境自由放熱。

蒸發(fā)器absorber

蒸發(fā)吸熱獲得制冷效果—使低壓制冷劑液體在較低環(huán)境溫度下吸收熱量蒸發(fā)為氣體，從而獲得制冷效果2024/11/83.吸收式制冷的工作原理（1）制冷劑循環(huán)

高壓氣態(tài)制冷劑在冷凝器中向冷卻介質(zhì)放熱被凝結(jié)為液態(tài)后，經(jīng)節(jié)流裝置減壓降溫進(jìn)入蒸發(fā)器；在蒸發(fā)器內(nèi)，該液體被氣化為低壓氣態(tài)，同時吸取被冷卻介質(zhì)熱量產(chǎn)生制冷效應(yīng)2024/11/83.吸收式制冷的工作原理（2）吸收劑循環(huán)

在吸收器中，用液態(tài)吸收劑不斷吸收蒸發(fā)器產(chǎn)生的低壓氣態(tài)制冷劑，以達(dá)到維持蒸發(fā)器內(nèi)低壓的目的；吸收劑吸收制冷劑蒸氣而形成的制冷劑一吸收劑溶液，經(jīng)溶液泵升壓后進(jìn)入發(fā)生器；在發(fā)生器中該溶液被加熱、沸騰，其中沸點低的制冷劑氣化形成高壓氣態(tài)制冷劑，進(jìn)入冷凝器液化，而剩下的吸收劑濃溶液則返回吸收器再次吸收低壓氣態(tài)制冷劑。

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溴化鋰-水溶液是目前空調(diào)用吸收式制冷機(jī)采用的工質(zhì)對。（1）溴化鋰的性質(zhì)

無水溴化鋰是無色粒狀結(jié)晶物，性質(zhì)和食鹽相似，化學(xué)穩(wěn)定性好，沸點很高，極難揮發(fā)，極易溶解于水。此外，溴化鋰無毒、無臭、有咸苦味，對皮膚無刺激。（2）溴化鋰水溶液的性質(zhì)

溴化鋰水溶液的沸點與壓力、溶液濃度有關(guān)，在相同溫度條件下，溴化鋰溶液濃度越大，其吸收水分的能力就越強(qiáng)4.溴化鋰吸收式制冷的工作原理2024/11/8(a)制冷劑循環(huán)

發(fā)生器中產(chǎn)生的高壓蒸氣在冷凝器中冷凝成高壓低溫液態(tài)水，經(jīng)節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器，在低壓下蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷效應(yīng)。這些過程與蒸氣壓縮式制冷循環(huán)在冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器中所產(chǎn)生的過程完全相同；

2024/11/8(b)吸收劑循環(huán)發(fā)生器中流出的濃溶液降壓后進(jìn)入吸收器，吸收由蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷劑蒸氣，形成稀溶液，用泵將稀溶液輸送至發(fā)生器，重新加熱，形成濃溶液。這些過程的作用相當(dāng)于蒸氣壓縮式制冷循環(huán)中壓縮機(jī)所起的作用。2024/11/8二、溴化鋰吸收式制冷機(jī)的特點

1.主要優(yōu)點（1）利用熱能為動力，特別是可利用低勢熱能。（2）整個機(jī)組除功率較小的屏蔽泵外，無其他運(yùn)動部件，運(yùn)轉(zhuǎn)安靜。（3）以溴化鋰水溶液為工質(zhì)，有利于滿足環(huán)保的要求。（4）制冷機(jī)在真空狀態(tài)下運(yùn)行，無高壓爆炸危險，安全可靠（5）制冷量調(diào)節(jié)范圍廣，可在較寬的負(fù)荷內(nèi)進(jìn)行制冷量的無級調(diào)節(jié)。（6）對外界條件變化的適應(yīng)性強(qiáng)，可在一定的熱媒水進(jìn)口溫度、冷媒水出口溫度和冷卻水溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。2024/11/8（1）溴化鋰水溶液對一般金屬有較強(qiáng)的腐蝕性，會影響機(jī)組的正常運(yùn)行和使用壽命。（2）溴化鋰吸收式制冷機(jī)的氣密性要求高，即使漏入微量的空氣也會影響機(jī)組的性能，這就對機(jī)組制造提出嚴(yán)格的要求。（3）濃度過高或溫度過低時，溴化鋰水溶液均易形成結(jié)晶，防止結(jié)晶是溴化鋰吸收式制冷機(jī)設(shè)計和運(yùn)行中必須注意的重要問題。2.主要缺點2024/11/83.溴化鋰吸收式制冷機(jī)的主要附加措施（1）防腐蝕措施

在溴化鋰水溶液中加入緩蝕劑是一種有效的防腐措施。（2）抽氣措施

由于機(jī)組內(nèi)的工作壓力遠(yuǎn)低于大氣壓力，難免有少量空氣滲入，制冷機(jī)必須設(shè)有抽氣設(shè)備。（3）防結(jié)晶措施

一般在發(fā)生器中設(shè)有濃溶液溢流管，它不經(jīng)過換熱器而與吸收器的稀溶液相通。2024/11/8三、太陽能吸收式制冷的工作原理

1.什么是太陽能吸收式制冷？

所謂太陽能吸收式制冷，就是利用太陽集熱器將水加熱，為吸收式制冷機(jī)的發(fā)生器提供其所需要的熱媒水，從而使吸收式制冷機(jī)正常運(yùn)行，達(dá)到制冷的目的。2024/11/82.太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)的組成

太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)主要由太陽集熱器、吸收式制冷機(jī)、空調(diào)箱（或風(fēng)機(jī)盤管）、鍋爐、儲水箱和自動控制系統(tǒng)等組成。太陽能集熱器可采用真空管太陽集熱器和平板型太陽集熱器。前者可提供較高熱媒水溫度，而后者只能提供較低熱媒水溫度。熱媒水的溫度越高，制冷機(jī)的性能系數(shù)(COP)就越高，空調(diào)系統(tǒng)制冷效率就越高。2024/11/8

在夏季，被太陽能集熱器加熱的熱水首先進(jìn)入儲水箱，當(dāng)熱水溫度達(dá)到一定值時，由儲水箱向吸收式制冷機(jī)提供熱媒水；

從吸收式制冷機(jī)流出并已降溫的熱水流回到儲水箱，再由太陽能集熱器加熱成熱水；

當(dāng)太陽能不足以提供高溫?zé)崦剿畷r，可由輔助鍋爐補(bǔ)充熱量。

吸收式制冷機(jī)產(chǎn)生的冷媒水通過儲冷水箱送往空調(diào)箱（或風(fēng)機(jī)盤管）內(nèi)蒸發(fā)、吸熱，以達(dá)到制冷空調(diào)的目的，之后冷媒水經(jīng)儲冷水箱返回吸收式制冷機(jī)。3.太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)的工作原理2024/11/8

當(dāng)太陽能不能滿足要求時，可由輔助燃油鍋爐補(bǔ)充熱量。

在非空調(diào)采暖季節(jié)，只要將太陽能集熱器加熱的熱水直接通向生活用儲水箱中的熱交換器，就可將儲水箱中的冷水逐漸加熱以供使用。

在冬季，同樣先將太陽能集熱器加熱的熱水進(jìn)入儲水箱，當(dāng)熱水溫度達(dá)到一定值時，由儲水箱直接向空調(diào)箱（或風(fēng)機(jī)盤管）提供熱水，以達(dá)到供熱采暖的目的。2024/11/8太陽能溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)具有夏季制冷、冬季采暖、全年提供生活熱水等多項功能，在世界各國應(yīng)用較為廣泛。日本不僅生產(chǎn)大型溴化鋰吸收式制冷機(jī)，而且還商品化生產(chǎn)多種規(guī)格的小型溴化鋰吸收式制冷機(jī)，有制冷功率為4.6～174KW的系列產(chǎn)品。我國目前尚未實現(xiàn)小型溴化鋰吸收式制冷機(jī)的商品化生產(chǎn)，在一定程度上限制了太陽能吸收式空調(diào)的推廣應(yīng)用。2024/11/8第8章

太陽能制冷技術(shù)第四節(jié)太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)一、蒸汽壓縮式制冷的工作原理Workingprincipleofvaporcompressionrefrigeration二、太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的工作原理WorkingprincipleofsolarvaporcompressionrefrigerationSolarrefrigerationandairconditioningSolarvaporcompressionrefrigerationsystem一、蒸汽壓縮式制冷的工作原理

1.什么是蒸汽壓縮式制冷？

蒸汽壓縮式制冷是一種傳統(tǒng)的制冷方式。它是利用沸點很低的制冷劑相態(tài)變化過程所發(fā)生的吸放熱現(xiàn)象，借助于壓縮機(jī)的抽吸壓縮、冷凝器的放熱冷凝、節(jié)流閥的節(jié)流降壓、蒸發(fā)器的吸熱汽化的循環(huán)過程，達(dá)到使被冷對象溫度下降目的的制冷方法2024/11/8蒸汽壓縮式制冷循環(huán)2.蒸汽壓縮式制冷機(jī)的組成蒸汽壓縮式制冷機(jī)主要由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器等組成，各部分之間用管道連接成一個封閉系統(tǒng)。2024/11/8蒸汽壓縮制冷的四要素1、壓縮機(jī)—蒸汽壓縮，抬高蒸汽溫度以實現(xiàn)向高溫環(huán)境散熱2、冷凝器—實現(xiàn)散熱，達(dá)到熱量轉(zhuǎn)移的目的3、節(jié)流元件—阻隔系統(tǒng)高低壓腔，以實現(xiàn)高壓冷凝、低壓蒸發(fā)的效果，同時控制流量4、蒸發(fā)器—實現(xiàn)吸熱，達(dá)到對低溫環(huán)境制冷的目的2024/11/8壓縮機(jī)的作用1、獲得高壓—使制冷劑蒸汽能在高壓狀態(tài)下冷凝為液體；2、獲得高溫—使制冷劑蒸汽溫度高于環(huán)境，能將熱量自由傳遞給環(huán)境，實現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移

氣體被壓縮，體積減小，分子碰撞幾率增加，即內(nèi)能增加，因此溫度升高。如高壓打氣筒使用過程中溫度會升高。2024/11/8壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)的心臟—給制冷系統(tǒng)提供制冷劑循環(huán)流動的動力，同時創(chuàng)造一個高壓和低壓的環(huán)境。『故障現(xiàn)象』不啟動噪音大『注意事項』防止接線錯誤防止壓縮機(jī)電容用錯不能空氣運(yùn)行禁止排氣堵死吸氣開啟運(yùn)行不能敞開長期放置2024/11/8制冷壓縮機(jī)的分類：2024/11/8圖示為制冷壓縮機(jī)分類及其結(jié)構(gòu)示意簡圖

2024/11/8渦旋式活塞式轉(zhuǎn)子式2024/11/8活塞連桿式制冷壓縮機(jī)工作原理2024/11/82024/11/8活塞斜盤式制冷壓縮機(jī)工作原理2024/11/82024/11/8行星制冷壓縮機(jī)工作原理2024/11/82024/11/8滾動轉(zhuǎn)子式壓縮機(jī)30年代美國VILTER公司推出效率高、體積小零件少、重量輕2024/11/8原理：電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動偏心的活塞在汽缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)，在連續(xù)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中活塞不斷地吸入和壓縮氣體。圖1為吸氣過程。圖2為壓縮過程。圖3為排氣過程及下一個的吸氣過程。圖4為排氣結(jié)束及下一個吸氣過程,運(yùn)動過程較活塞式趨于平穩(wěn)和連續(xù)。有排氣閥無吸氣閥。壓縮機(jī)2024/11/8轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子平衡塊曲軸上缸蓋汽缸活塞下缸蓋葉片壓縮機(jī)2024/11/82024/11/82024/11/8冷凝器的作用1、轉(zhuǎn)移熱量—使高壓、高溫制冷劑蒸汽能向高溫環(huán)境自由放熱。同時為提高放熱量，必須使制冷劑蒸汽液化冷凝為液體，從而釋放出大量的潛熱。冷凝器向高溫環(huán)境散熱量越大，所獲得的制冷量也會越大。

氣體被冷凝為液體的溫度點與壓力有關(guān)，R22在正常1個大氣壓下-41℃冷凝，在20個大氣壓下51℃冷凝。如打火機(jī)氣體。2024/11/8自然對流空氣冷卻空氣強(qiáng)制對流氨臥式殼管式氟利昂套管式平行流2024/11/8節(jié)流元件的作用1、阻隔高低壓—使制冷系統(tǒng)分為高壓和低壓兩個腔體，從而實現(xiàn)高壓冷凝放熱、低壓蒸發(fā)吸熱。高壓低壓2024/11/8毛細(xì)管熱力膨脹閥電子膨脹閥2024/11/8蒸發(fā)器的作用1、蒸發(fā)吸熱獲得制冷效果—使低壓制冷劑液體在較低環(huán)境溫度下吸收熱量蒸發(fā)為氣體，從而獲得制冷效果，并使制冷劑變?yōu)闅怏w后吸入壓縮機(jī)重復(fù)制冷循環(huán)。液體被蒸發(fā)為氣體的溫度點與壓力有關(guān)，R22在正常1個大氣壓下-41℃蒸發(fā)，在6個大氣壓下7℃蒸發(fā)，因此可以從27℃環(huán)境中吸收熱量達(dá)到制冷效果。如制冷劑瓶放氣能使瓶子降溫。2024/11/8臥式滿液式干式殼管式空氣強(qiáng)制對流2024/11/83.蒸汽壓縮式制冷的工作原理2024/11/827℃40℃室外溫度高于室內(nèi)溫度時的制冷循環(huán)＞40℃＜27℃2024/11/8二、太陽能蒸汽壓縮式制冷的工作原理

1.太陽能蒸汽壓縮式制冷與常規(guī)蒸汽壓縮式制冷的區(qū)別

太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)由熱機(jī)驅(qū)動常規(guī)蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)由電機(jī)驅(qū)動

2024/11/82.太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的組成太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)主要由太陽集熱器、蒸汽輪機(jī)和蒸汽壓縮式制冷機(jī)等組成，它們分別依照太陽能集熱器循環(huán)、熱機(jī)循環(huán)和蒸汽壓縮式制冷機(jī)循環(huán)的規(guī)律運(yùn)行。太陽集熱器循環(huán)由太陽集熱器、汽液分離器、鍋爐、預(yù)熱器等組成熱機(jī)循環(huán)由蒸汽輪機(jī)、熱交換器、冷凝器、泵等組成蒸汽壓縮式制冷循環(huán)由制冷壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥等組成2024/11/83.太陽能蒸汽壓縮式制冷的工作原理太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)工作原理圖在太陽集熱器循環(huán)中，水或其他工質(zhì)被太陽能集熱器加熱至高溫狀態(tài)，先后通過氣液分離器、鍋爐、預(yù)熱器、分別幾次放熱，溫度逐步降低，最后又進(jìn)入太陽集熱器再進(jìn)行加熱。如此周而復(fù)始，使太陽能集熱器成為熱機(jī)循環(huán)的熱源。

太陽能集熱器循環(huán)2024/11/8在熱機(jī)循環(huán)中，低沸點工質(zhì)由氣液分離器出來時，壓力和溫度升高，成為高壓蒸汽，推動蒸汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)而對外做功，然后進(jìn)入熱交換器被冷卻，再通過冷凝器而被冷凝成液體。該液態(tài)的低沸點工質(zhì)又先后通過預(yù)熱器、鍋爐、氣液分離器，再次被加熱成高壓蒸汽。太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)工作原理圖

熱機(jī)循環(huán)由此可見，熱機(jī)循環(huán)是一個消耗熱能而對外做功的過程。2024/11/8在蒸發(fā)器外側(cè)流過的空氣被蒸發(fā)器吸收其熱量，從較熱的空氣變?yōu)檩^冷的空氣，將這較冷的空氣送入房間內(nèi)而達(dá)到降溫空調(diào)的效果。太陽能蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)工作原理圖

蒸汽壓縮式制冷機(jī)循環(huán)在蒸汽壓縮式制冷循環(huán)中，蒸汽輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動了制冷壓縮機(jī)的運(yùn)行，然后再經(jīng)過上述蒸汽壓縮式制冷機(jī)中的壓縮、冷凝、節(jié)流和汽化等過程，完成制冷機(jī)循環(huán)。2024/11/8第8章

太陽能制冷技術(shù)第五節(jié)太陽能空調(diào)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析一、太陽能綜合系統(tǒng)與常規(guī)能源系統(tǒng)的設(shè)備比較二、太陽能綜合系統(tǒng)需增加費(fèi)用的估算三、太陽能替代常規(guī)能源消耗費(fèi)用的估算四、投資回收期估算SolarrefrigerationandairconditioningTechnicalandeconomicanalysisofsolarairconditioningtechnique經(jīng)濟(jì)性分析太陽能空調(diào)可顯著減少常規(guī)能源的消耗，大幅降低運(yùn)行費(fèi)用太陽能吸收式空調(diào)系統(tǒng)可將夏季制冷、冬季采暖和其他季節(jié)提供熱水三種功能結(jié)合起來，做到一機(jī)多用、四季常用太陽能集熱器在整個太陽能空調(diào)系統(tǒng)成本中占有較大比例，造成太陽能空調(diào)系統(tǒng)的初始投資偏高2024/11/8一、太陽能綜合系統(tǒng)與常規(guī)能源系統(tǒng)設(shè)備比較

常規(guī)能源吸收式空調(diào)供熱綜合系統(tǒng)通常主要由鍋爐、交換罐、制冷機(jī)、空調(diào)箱、通風(fēng)道、生活用熱水箱等組成

太陽能吸收式空調(diào)供熱綜合系統(tǒng)通常主要由太陽集熱器、鍋爐、儲熱水箱(交換罐)、制冷機(jī)、儲冷水箱、空調(diào)箱、通風(fēng)道、生活用熱水箱等組成。太陽能空調(diào)供熱綜合系統(tǒng)與常規(guī)能源空調(diào)供熱綜合系統(tǒng)相比，在設(shè)備方面主要增加了太陽集熱器、儲冷水箱和控制系統(tǒng)(控制系統(tǒng)的功能包括控制太陽集熱器系統(tǒng)的循環(huán)以及控制太陽能不足時鍋爐的自動啟動與切換等)。2024/11/8二、太陽能綜合系統(tǒng)需增加費(fèi)用的估算

以北京市太陽能研究所建立的太陽能吸收式空調(diào)及供熱綜合系統(tǒng)為例，對該系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性做分析。該系統(tǒng)的制冷、供熱功率為100kW，空調(diào)、采暖建筑面積為1000m2，熱水供應(yīng)量(非空調(diào)采暖季節(jié))為32m3／天，使用的熱管式真空管太陽集熱器為540m22024/11/8費(fèi)用（萬元）太陽集熱器61.0集熱器支架及基礎(chǔ)3.2管道（包括水泵和管件等）及保溫2.2儲冷水箱4.0安裝、運(yùn)輸?shù)?.0控制系統(tǒng)9.0其他3.0合計86.42024/11/8三、太陽能替代常規(guī)能源消耗費(fèi)用的估算1

采暖期消耗常規(guī)能源費(fèi)用的估算

設(shè)定冬季平均環(huán)境溫度為-2℃(指目前太陽能系統(tǒng)的安裝地)，若達(dá)到室內(nèi)平均溫度18℃，則所需蒸汽量為197.25噸／月。蒸汽價格85元／噸。按采暖期3.5個月計算。

采暖期耗能費(fèi)用為：85元×197.25×3.5＝58682元2

空調(diào)期消耗常規(guī)能源費(fèi)用的估算

根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)，一般空調(diào)負(fù)荷是采暖負(fù)荷的1.5倍。按空調(diào)期3個月計算。

空調(diào)期耗能費(fèi)用為：85元×197.25×1.5×3＝75448元2024/11/8三、太陽能替代常規(guī)能源消耗費(fèi)用的估算3

生活熱水常規(guī)能源消耗費(fèi)用的估算

設(shè)春秋兩季每天產(chǎn)生45℃的熱水32m3，若自來水溫度13℃，則使用期所需要熱量為707436×108kJ，換算成耗電量為196510度。每度電費(fèi)0.60元。按使用期5.5個月計算。

生活熱水耗能費(fèi)用為：0.60元×196510＝117906元4太陽能替代常規(guī)能源消耗費(fèi)用的估算

以上三項全年總費(fèi)用為：58682+75448+117906=252036

若按太陽能保證率60％計算，則太陽能替代常規(guī)能源消耗費(fèi)用合計為：252036×

60%=151222元2024/11/8四、投資回收期估算

投資回收期為：864000/151222＝5.7年

從經(jīng)濟(jì)