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太阳能制冷系统的分类与原理

太阳能制冷可以通过太阳能光电转换制冷和光热转换制冷两种途径来实现：

1、太阳能光电转换制冷

首先通过太阳能电池将太阳能转换成热能，再用电能驱动常规的制冷压缩机。

2、太阳能光热转换制冷

首先将太阳能转换成热能（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，太阳能光电转换制冷系统的成本要比太阳能光热转换制冷系统的成本高出许多倍！

太阳能光热转化制冷系统主要有以下几种类型：

太阳能吸收式制冷系统（消耗热能）

太阳能吸附式制冷系统（消耗热能）

太阳能除湿式制冷系统（消耗热能）

太阳能蒸汽喷射式制冷系统（消耗热能）

太阳能蒸汽压缩式制冷系统（消耗机械能）

吸收式制冷的工作原理

1.什么是吸收式制冷、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，通常适用于大中型中央空调；另一种是水—氨，通常适用于小型家用空调。

2.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：吸收式制冷机中，通过加热析出制冷剂的设备。
吸收器：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。

冷凝器：转移热量—使高压、高温制冷剂蒸汽能向高温环境自由放热。
蒸发器：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。

3.吸收式制冷的工作原理

（1）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。

（2）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冷剂，进入冷凝器液化，而剩下的吸收剂浓溶液则返回吸收器再次吸收低压气态制冷剂。

4.溴化锂吸收式制冷的工作原理

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

无水溴化锂是无色粒状结晶物，性质和食盐相似，化学稳定性好，沸点很高，极难挥发，极易溶解于水。此外，溴化锂无毒、无臭、有咸苦味，对皮肤无刺激。

（2）溴化锂水溶液的性质

溴化锂水溶液的沸点与压力、溶液浓度有关，在相同温度条件下，溴化锂溶液浓度越大，其吸收水分的能力就越强。

(a)制冷剂循环

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

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。

溴化锂吸收式制冷机的特点

1.主要优点

（1）利用热能为动力，特别是可利用低势热能。

（2）整个机组除功率较小的屏蔽泵外，无其他运动部件，运转安静。

（3）以溴化锂水溶液为工质，有利于满足环保的要求。

（4）制冷机在真空状态下运行，无高压爆炸危险，安全可靠

（5）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。

（6）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。

2.主要缺点

（1）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寿命。

（2）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。

（3）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。

3.溴化锂吸收式制冷机的主要附加措施

（1）防腐蚀措施

在溴化锂水溶液中加入缓蚀剂是一种有效的防腐措施。

（2）抽气措施

由于机组内的工作压力远低于大气压力，难免有少量空气渗入，制冷机必须设有抽气设备。

（3）防结晶措施

一般在发生器中设有浓溶液溢流管，它不经过换热器而与吸收器的稀溶液相通。

太阳能吸收式制冷的工作原理

1.什么是太阳能吸收式制冷？

所谓太阳能吸收式制冷，就是利用太阳集热器将水加热，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。

2.太阳能吸收式空调系统的组成

太阳能吸收式空调系统主要由太阳集热器、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。

太阳能集热器可采用真空管太阳集热器和平板型太阳集热器。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。热媒水的温度越高，制冷机的性能系数(COP)就越高，空调系统制冷效率就越高。

3.太阳能吸收式空调系统的工作原理

吸收式制冷机产生的冷媒水通过储冷水箱送往空调箱（或风机盘管）内蒸发、吸热，以达到制冷空调的目的，之后冷媒水经储冷水箱返回吸收式制冷机。

在冬季，同样先将太阳能集热器加热的热水进入储水箱，当热水温度达到一定值时，由储水箱直接向空调箱（或风机盘管）提供热水，以达到供热采暖的目的。

太阳能溴化锂吸收式制冷系统具有夏季制冷、冬季采暖、全年提供生活热水等多项功能，在世界各国应用较为广泛。

日本不仅生产大型溴化锂吸收式制冷机，而且还商品化生产多种规格的小型溴化锂吸收式制冷机，有制冷功率为4.6～174KW的系列产品。

我国目前尚未实现小型溴化锂吸收式制冷机的商品化生产，在一定程度上限制了太阳能吸收式空调的推广应用。

蒸汽压缩式制冷的工作原理

1.什么是蒸汽压缩式制冷？

蒸汽压缩式制冷是一种传统的制冷方式。它是利用沸点很低的制冷剂相态变化过程所发生的吸放热现象，借助于压缩机的抽吸压缩、冷凝器的放热冷凝、节流阀的节流降压、蒸发器的吸热汽化的循环过程，达到使被冷对象温度下降目的的制冷方法。

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。

蒸汽压缩制冷的四要素

1、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，能将热量自由传递给环境，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。

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

『注意事项』防止接线错误、防止压缩机电容用错、不能空气运行、禁止排气堵死吸气开启运行、不能敞开长期放置。

制冷压缩机的分类：

图示为制冷压缩机分类及其结构示意简图，相关制冷部件请查看南社百科相关课件，此处略...

室外温度高于室内温度时的制冷循环

太阳能蒸汽压缩式制冷的工作原理

1.太阳能蒸汽压缩式制冷与常规蒸汽压缩式制冷的区别

太阳能蒸汽压缩式制冷系统中的压缩机由热机驱动

常规蒸汽压缩式制冷系统中的压缩机由电机驱动

2.太阳能蒸汽压缩式制冷系统的组成

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