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太阳能空调的技术特点及工作原理


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太 阳能空调 的技术特 点  及工作原理 

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的 各 种工 作 参 数 进 行控 制 和 安 全 保 护 
的 控 制 系 统 。以 热 管 为 太 阳 能 集 热 管 ,  

溴 化 锂 一水 为 工 质 对 的 吸 收 式 制 冷 空  调 系

统 , 管是 作 为制 冷 量 大 的大 型空  不 调 , 是 作为 家用 空调 都 有 着 现实 意义  还

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l 能  渊 的 实 现 方 式 l 依 谨  5 l l :   的 热 能 进 行 制 冷 乖 供  和 发 展前 途 , 别 是 目前 人们 环 境保 护  ¨ 特 热 , 一 义 呵分 为吸 收 式幂 l 式 两 种 。   股 ¨ 圾附   意 识 的提 高 , 对环 境 的要 求越 来 越高 ,  
无污 染 、 能 耗 、 用 太 阳 能 作 为动 力  低 利 的空 调将 会 受到 人们 的 青睐 。  



  目前 太 阳 能 空 调 的 实 现 方 式 主 要  子 筛 一水 、活 性 炭 一甲 醇 吸 附 式 制 冷 。

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般 又 可 分 为 吸 收 式 和 吸 附 式 两 种 。吸  

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依靠太 阳的热能 进行 制冷和供 热 ,   一

利 用太 阳 能作 为能 源 的 空调 装 置 ,  

热管式集热管的工作原理 
当阳 光射 在真 空 管 内的 吸 热片上 ,  



般可 以 分成 三部 分 :   其 一 是 太 阳 能 集 热 器 。 热 器 形 式  集

收 式 制 冷 技 术 是 利 用 吸 收 剂 的 吸 收 和 

性 蒸 发 特 性 进 行 制 冷 的 技 术 , 据 吸 收   多 样 , 能 各 异 。集 热 器 采 用 真 空 管 型   热 管 内 的 工 质 受 热 沸 腾 汽 化 ,蒸 汽 不  根

真   剂 的 不 同 , 为 氨 一水 吸 收 式 制 冷 和 溴   最 多, 空 管 型最 基 本 的 种 类 有三 种 : 分   技 术 是 以 太 阳 能 集 热 器 收 集 太 阳 能 产  璃 真 空 集 热 管 和 直 通 式 真 空 集 热 管 。

断 冲 向 顶 部 的 冷 凝 端 , 冷 凝 端 冷 凝  在

简 冷 化 锂 一水 吸 收 式 制 冷 两 种 。 收 式 制 冷   热 管 式 真 空 集 热 管 ( 称 热 管 )、全 玻  变 成 液 体 , 凝 的 工 质 沿 管 壁 流 回 热  吸
管 的 蒸 发 端 , 成 一 个 循 环 。 种 在 一  完 这

通  生 热 水 或 热 空 气 ,再 用 太 阳 能 热 水 或  热管 式 真 空 集 热 管 是 继 传 统 平 板 式 真  端 吸 热 汽 化 而 在 另 一 端 凝 结 放 热 ,
习  热 空 气 代 替 锅 炉 热 水 输 入制 冷机 中 制  空 集 热 管 之 后 开 发 出 的 高 科 技 节 能 产  过 内部 相 变 实 现 热 量 传 递 的 热 管 , 它 冷 。由 于 造 价 、 艺 、效 率 等 方 面 的 原   品 , 将 热 管 技 术 和 真 空 技 术 融 为 一  惯 称 为 重 力 热 管 。热 管 的 内部 没 有 吸  工 将太 阳 能 集热 器 的 工作 温 度 从 7  ̄ 热 芯 ,凝 结 的 液 体 从 凝 结 端 回 流 到蒸  OC   因 , 种 制 冷 机 不 宜做 得太 小 , 用这  体 , 这 采

2 ℃以 上 , 大 提 高 了集 热 器  发 端 是 依 靠 凝 结 液 自身 的 重 力 , 需  大 种 技 术 的 太 阳 能 空 调 系 统一 般 适 用 于  提 高 到 1 0 不
是 这 中央 空 调 , 统需 要 有一 定 的规 模 ; 系 但  的 热 性 能 , 一 种 温 热 利 用 的 理 想 产  要 外 部 动 力 而 自动 循 环 , 就 是 热 管 
  是 普 通 家 用 空 调通 过 该 技 术 改 造成 太  品 。

式 真 空 管 的 集 热 过 程 。由于 热 管 是 依 

阳 能 空 调 ,改 造 成 本低 、 便 可行 。吸  简

其 二 是 制 冷系 统 。利 用低 温 热 源 作  靠 重 力 使 工 质 循 环 的 , 使 用 中 必 须  在

附 式 制 冷 技 术 是 利 用 固 体 吸 附 剂 对 制   为 动 力 的 制 冷 系 统 不 同于 压 缩 式 制 冷  将 蒸 发 段 置 于 凝 结 段 的 下 方 。若 蒸 发 

它 冷 剂 的 吸 附 作 用 来 制 冷 , 用 的 有 分  系 统 , 必 须 能 满 足 充 分 利 用 低 温 热  段 置 于 凝 结 段 的 上 方 , 力 对 凝 结 液  常 重

的 回流 会 起 阻 碍作 用 , 时 没有 动 力使  水 蒸 汽 经 分 离 器 将 其 夹 带 的 液 滴 分 离  环 保 要 求 ; 冷机 在 真 空 状 态 下进 行, 这 制  
凝 结 液 返 回 到 蒸 发 段 , 管 就 不 能 工   后进 入 冷 凝 器 , 冷 却 水 冷 却 , 结 成  无 高 压 爆 炸危 险 ; 冷 量 调 节 范 围广, 热 被 凝 制   作 。所 以 热 管 也 可 以 称 之 为 单 向 传 热   制 冷剂 水 , 经 膨 胀 阀 节 流 降 压 , 后  在 2 %~1 0 再 然 0 0 %的 负荷 内 可进 行 制 冷 量  的 热 二 极 管 。热 管 的 这 种 特 性 非 常 适   进 入 蒸 发 器 中 蒸 发 汽 化 , 取 蒸 发 器 管   的 无 级 调 节 ; 外 界 条 件 变 化 的 适 应 性   吸 对

用于 太 阳能集 热 器 , 它可 以将 吸收 的 太  中 冷 媒 水 的 热 量 , 冷 媒 水 的 温 度 降   强 , 在 加 热 蒸 汽 的 压 力0 2 . M P 使 可 . ~0 8  
阳 能 热 量 传 送 至 水 箱 , 水 加 热 , 反  低 , 生 冷 效 应 。 使 水 蒸 汽 还 原 成 液  a 将 而 产 为   向 不 可 逆 。 就 是 说 ,白 天 吸 热 ,晚 上   态 , 也 同时 也 为了使 发 生 器 中 由于析 出了 


( 压 力)、 却 水温 度2 ~3 ℃  表 冷 0 5

冷 媒 水 出水 温 度 5 5 的 范 围 内稳  ~1 ℃

不 放热 。 对 减 少 集热 器 的 热 损失 , 这 提  水 分 而 浓 缩 的 溶 液 ( 溶 液 ) 继 续 发  定 运 转 ; 组 结 构简 单 , 安装 基 础 的  浓 能 机 对 高集热器 的保温性能是 十分有益的 。  
挥 作 用 , 需 将 发 生 器 中的 浓 溶 液 和 蒸   要 求 低 , 需 特 殊 的 机 座 ; 积 小 , 就 无 体 用 

由于热 管 主要 依 靠工 质 相 变时 吸收  发 器 中生 成 的 水 蒸 汽 部 分 送 进 吸 收 器  地 省 , 造 管 理 容 易 ,维 护 费用 亦 较 低  制 和 释放 潜 热 以及 蒸 汽 流 动 传 输 热 量 ,  
而大 多数 工 质 的汽 化 潜热 是 很 大 的 , 因  此 不 需 要 很 大 的 蒸 发 量 就 能 传 递 大 量  的 热 。当蒸 汽 处 于 饱 和 状 态 , 流 动 和   其 相变 时 的 温 差很 小 , 管壁 又 比较 薄 , 而  

中, 用冷 却 水 降 低 它 们 的 温 度 , 得  廉 ; 转 十分 安 全 。 并 使 运  

故 热管 的 表面 温 度梯 度很 小 。当热 流 密  度 很 低 时 , 以得 到 高 度 等 温 的表 面 , 可   提 高 导 热 系 数 。热 管 的安 装 倾 角 对 传 
热 性 能 有 一 定 的 影 响 。对 于 一 定 的 充 液  

吸收 ” 分 的条 件。 是 , 水 于   比, 当倾 角较 小 时 , 热 率 随 倾 角 的变  浓溶 液 具 备 “ 传
水 化 迅 速 上 升 ; 超 过 某 一 倾 角 时 , 热  当水 蒸 汽 与 浓 溶 液 接 触 时 , 蒸 汽 便  当 传 同   率的 变化 变得 很 平 坦 , 角对 传 热 率的  被吸 收 , 时 使 浓 溶 液 变成 为稀 溶 液 。 倾 影 响 较 小 。当 倾 角 为 2 。 0 C~4 。 5 C时 ,   然 后 由溶 液 泵 加 压 , 送 回发 生 器 中加  再

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以热僻 为 爪  能集热 管 ,泌化钝 一水 为 下质 埘的吸 收式  捌冷  调系统 ,小符足作 为制冷  人的人  凋 ,还娃作为  家朋  调邡仃符现实意义和发J 墒途 ,特别足 }漪人们环境  豇 } l I 保护 恋 以的 提 高 ,财环 境 的 要求越 来越  ,厄 } 染 、低 能  ‘ 牦 、利 J 人 I能 作 为动 力的  凋将 会受 剑 人 们 的  眯 。 l 5 1 f 1  

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3、 系统构造及工作原理 
热 管 式 太 阳能 空 调 制 冷 系 统 由太  阳 能 集 热 器 、溴 化 锂 吸 收 制 冷 系 统 、   数 台 循 环 泵 、蓄 热 的 水 箱 、辅 助 电加 

传 热效 率最高 , 中以4 。 其 0 c时 为最 佳 。  
热 管 安 装 倾 角 范 围 由当地 地 理 纬 度 决 

热 , 而 完 成 一 个封 闭的 制 冷循 环 。 从  

在 定 , 在 我 国境 内 , 广 州 到 哈 尔 滨 的  性 质 稳 定 , 大 气 中 不 易 变 质 不 易 分   热 器 、两 个 冷 却 器 和 连 接 管 路 等 辅   而 从 1 热 而 在  循 环 泵 输 入 水 箱 , 管 吸 收 太 阳 能 在   率 高 的范 围 内, 对 于热 管 作 为集 热 器  其 水 溶 液 具 有 强 烈 的 吸湿 性 , 且 , 这 0  是 十 分 有 利 的 , 以 最 大 限 度 地 提 高 热   常 温 下 饱 和 溴 化 锂 水 溶 液 的 浓 度 达 6 % 水 箱 加 热 循 环 水 ,水 的 温 度 升 高 ,由  可 管 的 传 热效 率 。 管具 有启 动工 作 温 度  热


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溴化 锂 是 一 种无 色 粒状 的结 晶盐 ,  

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沸点很 高 (2 5 , 易溶于水 中, 16 V) 极   纬 度 为 N2 。 N4 。 倾 角 均 在 传 热 效   解 , 3~ 5,

助 器 件 以 及 控 制 系 统 组 成 。循 环 水 由 

浓度 越 大 , 度 越低 , 温 吸湿 能力越 强 。  

另 ~ 台 循 环 泵 输 送 到 溴 化 锂 吸 收 式 

将 低 、热损 少、 内不结 垢 、 炸 管 、 年  溴 化锂 在 空气 中对钢 铁 有很 强 的腐 蚀作  制 冷 装 置 的 发 生 器 , 热 量 释 放 给 发   管 不 全

水 但 基 使 用不 结冻 、集 热 效 率 高 、 用 寿 命 长  用 , 在 真 空 状 态 下 加 入 缓 蚀 剂 , 本   生 器 , 返 回 水 箱 。吸 收 器 的 冷 却 水  使
等特 点 。  

上不 腐 蚀 金 属 。以溴 化 锂 一水 溶 液 为工  由 循 环 水 泵 输 送 到 空 气 冷 却 器 循 环 
作 对 的 吸 收 式 制 冷 系 统 主 要 缺 点 是 :   冷 却 ,冷 凝 器 产 生 的 热 量 ,由 另 一 台   热

冷 设备 的 密 封  2溴化锂水溶液 (i- 2)吸收式制 效率 低 , 却 水 消 耗 量 大 ,   L rH0 B   性 要 求 较 高 , 一 定 的 腐 蚀 性 。但 由于  有 冷装置的工作原理 

循 环 水 泵 输 送 到 另 一 个 空 气 冷 却 器 

( 型 的 可 考 虑 用 冷 却 塔 )。整 个 空  大

可 以直 接 利 用低 参 数 的 热 源 作 动力 , 是  调 系 统 由三 个 流 通 环 路 组 成 , 发 生  即 当发 生 器 中的 溶 液 被 工 作 蒸 汽 或   利 用 太 阳 能 低 品 位 热 源 的 理 想 的 制 冷   器 流 通 环 路 、制 冷 水 流 通 环 路 和 冷 却   整 热水 加 热 后 , 由于水 的沸 点远 低 于 溴化   装 置 ; 个 机 组 除 功 率 较 小 的 屏 蔽 泵  水 流 通 环 路 。各 流 通 环 路 流 量 、温 度 

无 运 运 锂, 因此 , 液 中的 水 分 就 会不 断 地 蒸  外 , 其 它 运 动 部 件 , 转 安 静 , 行  都 由 流 量 计 与 温 度 传 感 器 测 定 。辅 助  溶
以   发 出来 , 为制 冷 剂 水 蒸 汽 , 时使 发  时基 本上 没 有 噪 音 和 振 动 ; 溴 化 锂 一 电 加 热 器 则 是 在 夜 间 或 集 热 器 工 作  成 同   无 无 有 生 器 中剩 余 溶 液 的 浓 度 增 高 。 冷 剂  水作 为工 质 对, 毒 , 臭 , 利 于满 足  不 正 常 时 加 热 水 以 保 证 制 冷 效 果 。 制


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