太阳能制冷技术

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由以上分析可见，太阳能吸附式制冷系统的循
环过程是间歇式的。系统运行时，白天为加热解吸
过程，晚上为吸附制冷过程，晚上制成的冰块在白
天供用户使用。目前，国内许多单位开展了太阳能
固体吸附式制冷的研究，如南京大学、华南理工大
学、中国科学院广州能源研究所、北京航空航天大
学、上海交通大学等单位对太阳能固体吸附式制冷
固体吸附式制冷是巧妙的利用物质的物态变化 来达到制冷的另一种方法。固体吸附式制冷系统如 图!所示。它的组成部分包括吸附床、冷凝器、蒸 发器、箱体。吸附床内装有固体吸附剂，通常为活 性炭、氯化钙或沸石分子筛等。蒸发器内装有制冷 剂，通常为甲醇、氨或水等。该制冷装置的工作过 程如下：
"）在正常运行的条件下，吸附床内的吸附剂 已吸饱制冷剂。循环从早上开始，吸附床被太阳能 加热，当加热到一定的温度，制冷剂在吸附床内开 始蒸发，吸附床内的压力升高，制冷剂蒸气沿着管 道流入冷凝器，在冷凝器中冷凝，冷凝下来的液体 进入蒸发器。这一过程称为解吸。
冷成为一个极为诱人的研究领域，在节能、环保、
绿色制冷方面显示出无与伦比的优越性，展现出光
明的应用前景。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!" !塑料太阳电池的研究工作向前迈进了一步
据 《科 学 》 杂 志 报 导 ， 美 国 加 利 福 尼 亚 州 立 大
学伯克利分校的科学家研制出了第一代塑料太
!）夜晚，吸附床随太阳日照的消失逐渐冷却， 相应的内部压力下降到低于蒸发温度下制冷剂工质
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的饱和压力，蒸发器中的制冷剂液体因压强减小而 沸腾，制冷剂由液态变为气态，蒸发器大量吸收箱 体内部的热量，箱体内部由于失去热量而温度降 低。该过程一直进行到第二天早晨，蒸发出来的高 温气态制冷剂经冷凝器冷却后变成低温气态制冷 剂，进入吸附床被固体吸附剂吸收。该过程称为吸 附。冷凝器放出大量的热量，它们由冷却水或外界 空气带走，吸附床最终温度是环境温度，为下一个 循环做好了准备。
阳电池，该电池是由纳米棒掺杂在塑料中形成
的，负责该项目的#$%&%’()*’教授认为这种新型电
池的效率还很不理想，但是由于它的生产过程
对环境的洁净程度的要求相对于现在的太阳电
池要低的多，且价格也非常低廉，使得该种电
池具有强大的市场潜力。

+刘丽萍）
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度和压力时，可分离出氨，使氨水溶液的浓度降 低。下面以氨—水二元混合溶液为介质的太阳能液 体吸收式制冷系统为例，简述其工作原理。该系统 包含两个回路：氨回路和水回路。水回路中并不是 纯净的水，而是浓度较稀的氨水混合物。
（!）氨回路：图!中粗线条所示回路为氨回路。 集热器中充有浓度适当的浓氨水溶液，它经太阳能 加热后，部分氨气从溶液中分离出来，流入冷凝 器，并在这里冷凝成为高压低温的过冷液体。液态 氨流过节流阀，由节流阀降压，使高压的液态氨变 成低压低温的汽液混合物， 蒸发器中制冷剂氨在
（!）水回路：图"中细线条所示回路为水回路。 集热器中的浓溶液被加热后，分离出一部分氨气， 剩下的溶液浓度降低，稀氨溶液通过热交换器，将 一部分热量交给浓溶液，然后在氨吸收器内喷雾， 吸收由蒸发器来的纯氨气，直到饱和为止。饱和的 浓氨水溶液聚集在吸收器底部，用氨液循环泵再输 回到集热器。
由上述两个循环过程可以看出，水是氨的载 体，用水回路、吸收器与一个较小的氨液循环泵代 替了压缩式制冷的压缩机，实现了氨—水分离，分 离出来的氨液在蒸发器里蒸发制冷。太阳能液体吸 收式制冷，从制冷原理可知在有太阳光照射的时间 内它是属于连续制冷。国内，天津大学、中国科学 院等许多单位开展过太阳能吸收式制冰机及空调制 冷的研究报道，在国外，美国能源概念公司已生产 出商用制冰机供用户使用。 ! 固体吸附式制冷
太阳能
太阳能制冷技术
黄海宾 王如竹 李明 孙长江
夏季太阳辐射强天气炎热，人们渴望利用太阳 能资源来制冷空调，下面介绍几种常用的太阳能制 冷系统以飨读者。 ! 物态变化过程中的能量转移
物质在物态变化时能吸收或放出大量的热量。 例 如 在 一 个 标 准 大 气 压 下 ， 纯 净 水 在 !""# 开 始 沸 腾，如果继续加热，水吸收热量后保持温度不变， 水将由液态变为!""#的水蒸汽 （气态），在此条件 下 每 千 克 水 可 吸 收 热 量 $%$&’()。 相 反 的 过 程 ， !""#的水蒸汽 （气态）放出$%$&’()的热量后，就 会变成!千克!""#的水 （液态）。这一热量称为汽 化潜热。不同物质的汽化潜热是各不相同的。 " 液体吸收式制冷
作过研究报道，而上海交通大学在太阳能制冰机所
取得的研究成果达同类样机的最好水平，且研究成
果已开始走向产业化。国外，法国研制的太阳能固
体吸附式制冰机已实现商用化。
# 结论
太阳辐射资源在时间上的变化规律和制冷用能
在时间上的波动规律高度匹配，太阳辐射资源的地
域分布与制冷需求的地域分布的高度吻合，以及太
阳能资源的丰富、清洁和无污染性，使得太阳能制
图!
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太阳能
低压条件下蒸发成氨蒸汽吸收热量产生制冷效应。 蒸发器中的低压氨蒸汽进入氨吸收器，在吸收器中 氨蒸气与喷雾进来的稀氨水溶液接触，使其变成浓 氨水溶液，并放出在蒸发器中所吸收的热量，这部 分热量被冷却水带走。吸收器底部的浓氨液被循环 泵重新输回集热器。由于浓溶液在吸收器内已被冷 却，温度较低，为了节省加热浓溶液的热量，提高 整个装置的热效率，系统中增加了一个热交换器。 集热器流出的高温稀溶液与低温浓溶液进行热交 换，提高浓溶液进入集热器的温度。
一般情况下，在封闭系统中，某种物质由于物 态变化而吸收热量，则系统内的其他物质由于失去 热量温度就会降低。液体吸收式制冷就是利用物质 的物态变化来达到制冷目的的一种方法。图!是太 阳能液体吸收式制冷系统示意图。吸收式制冷是利 用溶液的浓度随温度和压力的变化而变化这一物理 性质，将制冷剂与载体分离，通过制冷剂在蒸发器 内蒸发而制冷。例如氨水溶液中的氨和水极易混 合，由于在相同压力下氨的饱和温度较水为低，故 氨易于蒸发。将氨和水的混合溶液加热到一定的温
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