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太阳能冰箱的研讨及开展ag88环亚娱乐
来源:未知 作者:admin 发布时间:2018-10-29 15:25 浏览量:

  太阳能冰箱的研讨及开展

  海信科龙电器股份有限公司 周小天 王书科 常见虎

  作为冰箱消费大国,我国每年都有上千万台冰箱进入商场,冰箱在给人民生活带来便当的一起,也耗费了许多的电力资源。据统计,现在我国冰箱保有量为1.3亿台,家用冰箱的城市普及率已超越90%,乡村普及率也已超越16%,其年用电量达6000亿度,占居民总用电量的25%~45%。一起,现在我国仍以煤为首要资源进行电力出产,出产进程中会排放出许多的二氧化碳和其他有害气体。在惯例动力日渐耗尽和生态环境日益恶化这两大危机的夹攻下,推行太阳能冰箱能够使有害气体的排放量得到大幅减少,有利于减轻对大气的污染,并将推进国内动力的可继续运用。

  太阳能制冷技能的现状

  太阳能制冷是太阳能运用的一个重要方面,人们在这一范畴现已进行了许多研讨。现在,完结太阳能制冷首要有两种方法:一种是光电变换制冷,实际上是太阳能发电的一种运用,先完结光电变换,再运用太阳能电池驱动冰箱的紧缩式制冷体系;另一种是太阳能光热变换制冷,其研讨方向首要包含太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷和太阳能喷发式制冷。

  1.吸收式制冷体系。自蒸腾器出来的低压蒸气进入吸收器,被吸收剂激烈吸收,吸收进程中放出的热量被冷却水带走,构成的浓溶液由泵送入发作器中,被热源加热后蒸腾,发作高压蒸气,进入冷凝器冷却,而稀溶液减压回流到吸收器,完结一个循环。

  2.吸附式制冷体系。作业进程由热解吸和冷却吸附组成,根本循环进程是运用太阳能或许其他热源,使吸附剂和吸附质构成的混合物(或络合物)在吸附器中发作解吸,放出高温高压的制冷剂气体进入冷凝器,冷凝出来的制冷剂液体由节流阀进入蒸腾器。制冷剂蒸腾时吸收热量,发作制冷效果,蒸腾出来的制冷剂气体进入吸附发作器,被吸附后构成新的混合物(或络合物),然后完结一次吸附制冷循环进程。

  3.喷发式制冷体系。制冷剂在换热器中吸热后汽化、增压,发作饱满蒸气,蒸气进入喷发器,通过喷嘴高速喷出胀大,在喷嘴邻近发作真空,将蒸腾器中的低压蒸气吸入喷发器,通过喷发器出来的混合气体进入冷凝器放热、凝聚,然后冷凝液的一部分通过节流阀进入蒸腾器吸收热量后汽化,这部分工质完结的循环是制冷循环。

  光电变换制冷原理简略,简略完结,但其太阳能电池本钱较高;而光热变换制冷尽管技能要求高,但本钱低价。吸收式制冷技能呈现的最早,技能相对老练,现在太阳能溴化锂吸收式制冷机已广泛运用在大型空调范畴,可是吸收式制冷体系巨大,作业杂乱,而且制冷剂存在易结晶、腐蚀性强、蒸腾温度只能在0℃以上等缺点,一起其作业压力高,具有必定危险性。在喷发式制冷技能中,循环泵是仅有的作业部件,体系设置比较简略、作业安稳、可靠性高,但喷发制冷效果较低。鉴于此,现在太阳能用于冰箱技能的完结途径首要是太阳能光电变换制冷技能和太阳能吸附制冷技能。

  太阳能光电制冷冰箱技能

  太阳能光电制冷冰箱首要包含太阳能光伏冰箱和太阳能半导体冰箱。太阳能光伏冰箱是在一般传统紧缩式冰箱基础上研发成的,由太阳电池、控制器、蓄电池和冰箱等部件组成。因为太阳能光伏冰箱的内部结构与传统冰箱相同,仅仅供电设备改为太阳能电池,因而完结起来相对简略。

  国外文献报导显现,许多实验结果表明,把传统沟通冰箱改制成适用于光伏太阳能体系的直流冰箱后,各部件能够正常作业,冰箱能够正常作业。而在国内,针对太阳能光电制冷冰箱的研讨也不少,并有必定开展。《太阳能学报》2007年报导了刘群生等对一种光伏直流冰箱体系作业功能的研讨结果,该体系的仅有动力源为太阳能,选用直流紧缩机,体系中配有蓄电池。实验结果表明:该冰箱冷冻室的最低温度可达-16℃,冷藏室可达0~10℃,在25℃的环境温度下作业时,作业率为48%。早在1997年,黄福林就将新式全数字式SPWM调制方法运用在太阳光电制冷冰箱的变频电路,ag88环亚娱乐。并完结了冰箱温度的自动控制。

  在太阳能半导体冰箱的研讨方面,甘肃天然动力研讨所邹今平及罗斌等,都曾撰文介绍太阳能电池驱动的半导体制冷冰箱体系的根本结构,建立了太阳能电池驱动的半导体冰箱的理论模型,并对体系功能进行了数值模仿,剖析了太阳辐射强度和环境风速改变对太阳能半导体制冷体系功能的影响。

  太阳能吸附制冷冰箱技能

  21世纪90年代,我国现已开端对太阳能吸附制冷冰箱的研讨,可是大多数还约束在实验室,没有到达预期的实用化程度,首要原因是遭到制取温度高及太阳能的时刻约束性的影响。一起,太阳能吸附制冷冰箱室外吸附床和室内制冷器之间需求管路衔接,也是影响太阳能吸附制冷冰箱进入批量出产阶段的首要妨碍。

  为了处理以上各种缺点,国内研讨人员从体系循环机理、吸附制冷工质对的挑选、太阳能冰箱的功能、表里特性剖析及优化规划等诸多方面临太阳能固体吸附式制冷技能进行了具体剖析研讨。上海交通大学制冷所热环境研讨室孙长江通过数年潜心研讨,依照批量出产所要求的工艺和流程,制作了两台太阳能吸附式冰箱。实验结果表明该冰箱功能较为安稳,证明这种太阳能冰箱在技能上现已具有了老练的出产制作条件。

  在太阳能吸附冰箱中,吸附工质对的挑选十分重要。国内研讨人员测验研讨不同的吸附工质对的吸附特性,其间包含CoF2-NH3、SrCl2-NH3、活性炭-甲醇、活性炭-乙醇等。实验结果表明,CoF2-NH3工质对的单位吸附量大,到达最大吸附量时的温度要求低,吸附周期短,而且屡次重复吸附后既不结块、也不胀大,为化学吸附式制冷体系的小型化和实用化供给了新的可能性;SrCl2-NH3工质对的吸附制冷量大,适合太阳能或低档次余热驱动,是功能优秀的工质对;活性炭-甲醇工质对较之活性炭-乙醇工质对更适用于太阳能固体吸附式制冰机中。

  高效太阳能集热器是太阳能冰箱的要害部件,有非聚集型太阳能集热器和聚集型太阳能集热器两类。其间,非聚集型太阳能集热器分为平板型、真空管和CPC型三种,这三种集热器集热温度均不高,在250℃以下,归于低温或许中温太阳能集热器;聚集型太阳能集热器分为槽式、碟式和塔式三种,通常状况下,这三种聚集型集热器集热温度均可达300℃以上,k8凯发官方手机版,归于中高温集热器。关于太阳能冰箱而言,非聚集型太阳能集热器首要运用于太阳能吸附制冷冰箱体系,而聚集型太阳能集热器可运用于太阳能光电制冷冰箱体系。现在,国表里对太阳能集热器的研讨和运用多限于中低温规模。

  太阳能冰箱的开发运用

  现在,国表里对太阳能冰箱研讨最多也较挨近实用化的是太阳能光电制冷冰箱,而对太阳能吸附制冷冰箱的研讨,还逗留在对太阳能制冷的基础理论和实验样机的研发上。

   太阳能光电制冷冰箱一般选用惯例的冰箱外接太阳能发电设备,研讨要点在太阳能电池的充放电特性,因为对冰箱紧缩机光伏特性考虑较少,对太阳能光电制冷冰箱各部件匹配性的研讨也不行完善,而且太阳能吸热设备的功率十分低,因而整个体系的功率尚不能与传统冰箱比较,本钱也比传统冰箱高的多。在太阳能吸附式制冷冰箱方面,当时研讨较多的是吸附剂—制冷剂工质对的功能,需求处理吸附床传热功能怎么进一步强化,吸附床、集热器白日集热和夜间散热之间的联系怎么有用的处理,怎么将夜间的制冷量有用地贮存到白日运用等问题。

  笔者以为现在在太阳能冰箱运用开发中亟待进一步处理的要害技能如下:

  1.高效太阳能集热器技能

  太阳能集热器是太阳能转化为热能的设备,在太阳能冰箱体系中占有重要位置,其功率和价格会直接影响到整个太阳能冰箱的功率和经济性。为了进步太阳能集热器的功率,当时的研讨大多约束于吸收器和聚光设备结构的改善,而对集热器吸热实质的研讨投入较少,而吸热的实质体现在资料的光学特性,即对某个波段的光的吸收能力。因而,笔者以为,吸收器及其外表吸收涂层资料的研发将是进步太阳能冰箱集热器功率的要害所在,在技能上还有许多值得改善和开展的当地,如在吸热器外表涂上对太阳辐射具有很高光谱吸比的涂层,以坚持最大极限收集太阳辐射能;或许依据资料的辐射特性合理选用吸热面资料以使其在0.3~3μm的波长规模内的光谱吸收比挨近于1。

  2.高效太阳能蓄能技能

  为了战胜太阳能的时刻性所导致冰箱白日和夜里作业状况不能共同的缺点,在体系规划时,应规划一个合理的蓄能设备,以便把白日发作的能量部分蓄存起来,供晚上或阴雨天运用,真实完结全天候制冷,以到达与惯例冰箱相同的效果。当时,太阳能光电蓄能首要有如下几种,即电容器蓄能、铅蓄电池蓄能、镍氢电池蓄电和钾离子电池蓄电。以上各种蓄能电池的运用技能现已较为老练,仅仅蓄能容量偏小,怎么进步该类型电池的容量是往后的研讨方向。

  太阳能吸附制冷冰箱现在已选用和正在研讨的蓄能技能,首要是运用作业介质状况改变进程所具有的显热、潜热效应或化学反应进程的反应热来进行能量贮存。因为潜热蓄冷技能是运用物质相变时需求吸收或放出热量的特性来贮存或开释能量,同吸附式制冷原理相同,因而潜热蓄能技能的研讨对太阳能吸附制冷冰箱的蓄能来说具有实际意义。别的,关于太阳能吸附制冷冰箱的蓄能技能,要从对工质对自身特性的研讨开展到放在整个体系中进行,并对吸附制冷设备的结构做进一步改善。

  太阳能冰箱的运用远景

  传统冰箱的运用需求耗费许多惯例动力,直接对环境形成的污染越来越严峻。从我国现阶段的动力供应状况和环境保护需求来看,开发运用清洁动力的冰箱将是大势所趋。别的,我国有许多偏远地区和游牧民族至今没有被归入供电网络,还没有条件运用电冰箱保存食物,这些也为太阳能冰箱的开发供给了潜在商场。

  可是,现阶段也存在种种要素约束着太阳能冰箱制冷技能的广泛运用。一方面,因为太阳能的运用功率低、价格高,而且受时效影响,关于寓居相对会集的高楼,集热器的装置将遭到很大的约束;另一方面,太阳能制冷有多种方法,但就现在的研讨现状来看,各种不同方法的制冷体系均存在缺乏。怎么进一步进步体系的作业功率以及各种制冷循环的联合作业都是将来研讨的要点范畴。跟着太阳能冰箱体系规划所需的新资料、新技能的开展,在政府节能环保和家电下乡方针的支持下,太阳能在冰箱制冷中的研讨运用必定会获得很大的开展。

  笔者以为,当时以消费许多电力驱动传统冰箱的技能已日趋完善,单纯从高效、节能、省电方面临冰箱进行技能改造已很难有大的打破,但太阳能冰箱还有较大的开展空间,将是未来冰箱业的一个开展方向。太阳能冰箱的开发是冰箱职业的一次严重改造,关于带动整个冰箱工业技能链的升级换代具有巨大的推进效果,并将为环保、节能减排等做出巨大贡献。

(修改:xiaoyao)

  

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