能源利用新技術-太陽能制冷熱泵-110303

1、能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:3111.1 光熱轉換技術八、太陽能制冷空調1、吸收式制冷空調系統(tǒng)、吸收式制冷空調系統(tǒng)溴化鋰（吸收劑）溴化鋰（吸收劑）+水（制冷劑）水（制冷劑）無毒、制冷溫度不低于無毒、制冷溫度不低于6、高濃度易結晶、溶液腐蝕作用、高濃度易結晶、溶液腐蝕作用水（吸收劑）水（吸收劑）+氨（制冷劑）氨（制冷劑）2、蒸汽噴射式制冷空調系統(tǒng)、蒸汽噴射式制冷空調系統(tǒng)3、吸附式太陽能制冷空調系統(tǒng)、吸附式太陽能制冷空調系統(tǒng)能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:312 制冷技術制冷技術是為適應人們對低溫條件的需要而產生和發(fā)展起是為適應人們對

2、低溫條件的需要而產生和發(fā)展起來的。來的。 如人體舒適性要求、食物的加工保鮮，材料的特性如人體舒適性要求、食物的加工保鮮，材料的特性-超導現象，物態(tài)（氣體分離、液化）等需要利用制冷技術。超導現象，物態(tài)（氣體分離、液化）等需要利用制冷技術。能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:313幾個概念（1 1）制冷：用人工的方法在一定時間和一定空間內將物體）制冷：用人工的方法在一定時間和一定空間內將物體冷卻，使其溫度降低到環(huán)境溫度以下并保持這個溫度。冷卻，使其溫度降低到環(huán)境溫度以下并保持這個溫度。 實質：將熱量從被冷卻對象中轉移到環(huán)境中實質：將熱量從被冷卻對象中轉移到環(huán)境中 制冷制冷

3、冷卻冷卻普冷：普冷：120K以上以上 深冷：深冷：20 120K低溫：低溫：0.3 20K超低溫：超低溫：0.3K以下以下空調用制冷技術屬于普通制冷空調用制冷技術屬于普通制冷能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:314幾個概念(2)(2)制冷劑：在制冷機中使用的工質稱為制冷劑。制冷劑：在制冷機中使用的工質稱為制冷劑。(3)(3)制冷機：機械制冷中所需機器和設備的總合稱為制冷機。制冷機：機械制冷中所需機器和設備的總合稱為制冷機。(4)(4)制冷裝置：將生產冷量的制冷機械和消耗冷量的設備結制冷裝置：將生產冷量的制冷機械和消耗冷量的設備結合在一起的裝置。合在一起的裝置。能源利

4、用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:315(1)(1)商業(yè)及人民生活商業(yè)及人民生活 如人工冰廠、空調、冰箱、冷柜以及食品的冷凍冷藏、保鮮、冷藏如人工冰廠、空調、冰箱、冷柜以及食品的冷凍冷藏、保鮮、冷藏運輸等。運輸等。(2)(2)工業(yè)生產及農牧業(yè)工業(yè)生產及農牧業(yè) 如制藥、啤酒、精密儀器車間等；如制藥、啤酒、精密儀器車間等； 農作物的種子進行低溫處理，人工氣候育秧室、蔬菜水果的保鮮等。農作物的種子進行低溫處理，人工氣候育秧室、蔬菜水果的保鮮等。(3)(3)建筑工程建筑工程 如挖掘隧道、建筑河堤時采用的如挖掘隧道、建筑河堤時采用的“凍土法凍土法”。(4)(4)科學實驗研究科學實驗

5、研究 如各種環(huán)境模擬裝置中創(chuàng)造的人工環(huán)境。如各種環(huán)境模擬裝置中創(chuàng)造的人工環(huán)境。(5)(5)醫(yī)療衛(wèi)生醫(yī)療衛(wèi)生 如藥品、疫苗及人體器官的冷藏保存，手術中采用低溫麻醉等。如藥品、疫苗及人體器官的冷藏保存，手術中采用低溫麻醉等。(6)(6)尖端科學領域等尖端科學領域等 微電子技術、能源、新型材料、宇宙開發(fā)等。微電子技術、能源、新型材料、宇宙開發(fā)等。(7)(7)氧氣、天然氣氧氣、天然氣(CNG (CNG 、LNG)LNG)等液態(tài)運輸等液態(tài)運輸 天然氣：天然氣：1 1立方米（液態(tài)）立方米（液態(tài)）621621立方米（標準氣態(tài)）立方米（標準氣態(tài)） 氧氣：氧氣： 1 1立方米（液態(tài)）立方米（液態(tài)）800 800

6、 立方米（標準氣態(tài)）立方米（標準氣態(tài)）能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:316發(fā)展歷史發(fā)展歷史 （1 1）制冷技術的發(fā)展歷史制冷技術的發(fā)展歷史17551755年年 乙醚蒸發(fā)制冷乙醚蒸發(fā)制冷-制冷技術的開始制冷技術的開始18341834年年 第一臺乙醚蒸汽壓縮式制冷機第一臺乙醚蒸汽壓縮式制冷機18751875年年 氨蒸汽壓縮式制冷機氨蒸汽壓縮式制冷機 壓縮式制冷機壓縮式制冷機 占統(tǒng)治地位占統(tǒng)治地位18591859年年 氨水吸收式制冷機氨水吸收式制冷機19101910年年 蒸汽噴射式制冷機蒸汽噴射式制冷機1919世紀世紀 制冷技術基本成形制冷技術基本成形能源利用新技術能

7、源利用新技術2021-12-12 19:59:3171910年年 第一臺以氨為工質的冰箱問世第一臺以氨為工質的冰箱問世1920年年 美國開利公司制造出第一臺開啟式壓縮機的臥式柜美國開利公司制造出第一臺開啟式壓縮機的臥式柜型型 空調器空調器1930年年 第一臺以氟利昂為工質（第一臺以氟利昂為工質（R-12)的制冷機問世的制冷機問世1951年年 第一臺窗式空調器正式問世第一臺窗式空調器正式問世1964年年 我國第一臺我國第一臺“雙鹿雙鹿”牌牌窗式空調器問世窗式空調器問世80年代末年代末 我國電冰箱產量占全世界第一位我國電冰箱產量占全世界第一位90年代中年代中 我國空調器產量占全世界第一位我國空調器

8、產量占全世界第一位能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:318 制冷技術的發(fā)展概括起來可分為兩個階段：制冷技術的發(fā)展概括起來可分為兩個階段：（1 1）天然冷源的應用階段）天然冷源的應用階段 古代古代1818世紀中期。世紀中期。 采用的天然冷源主要是指冬季儲存的天然冰和夏季使用的深井水。采用的天然冷源主要是指冬季儲存的天然冰和夏季使用的深井水。（2 2）機械制冷階段機械制冷階段 1818世紀中期世紀中期 今。今。 17551755年是人工制冷史的起點。年是人工制冷史的起點。 現代制冷技術作為一門科學是由現代制冷技術作為一門科學是由1919世紀中后期發(fā)展起來的，到世紀中后期

9、發(fā)展起來的，到2020世紀世紀具有更大的發(fā)展。具有更大的發(fā)展。能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:319（2 2）近代的突破性進展）近代的突破性進展微電子和計算機技術的應用微電子和計算機技術的應用新材料在制冷產品上的應用新材料在制冷產品上的應用機器設備的發(fā)展機器設備的發(fā)展制冷工質開的開發(fā)制冷工質開的開發(fā) 能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:3110（4 4） 制冷技術的研究方向制冷技術的研究方向減少能耗，如充分利用太陽能、地熱能等；減少能耗，如充分利用太陽能、地熱能等；合理選擇和利用制冷劑；合理選擇和利用制冷劑；提高制冷機的機械熱力性能。提高

10、制冷機的機械熱力性能。能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:3111制冷方法制冷方法 制冷的基本方法制冷的基本方法（1 1）相變制冷）相變制冷 * *液體氣化液體氣化 * *固體溶化與升華固體溶化與升華（2 2）氣體膨脹制冷）氣體膨脹制冷（3 3）逆向可逆循環(huán)）逆向可逆循環(huán) * *逆卡諾循環(huán)逆卡諾循環(huán) 制冷的具體方法制冷的具體方法 * *蒸汽壓縮式制冷蒸汽壓縮式制冷 * *吸收式制冷吸收式制冷 * *蒸汽噴射式制冷蒸汽噴射式制冷 * *壓縮式氣體制冷循環(huán)壓縮式氣體制冷循環(huán) * *氣體渦流制冷氣體渦流制冷 * *熱電制冷熱電制冷 * *固體吸附制冷固體吸附制冷能源利用新技

11、術能源利用新技術2021-12-12 19:59:3112制冷工質開的開發(fā)制冷工質開的開發(fā) 19341934年美國人波爾金斯試制成功了第一臺以乙醚為工質、閉式循環(huán)年美國人波爾金斯試制成功了第一臺以乙醚為工質、閉式循環(huán)的蒸氣壓縮式制冷機。的蒸氣壓縮式制冷機。 1830183019301930，主要采取，主要采取NHNH3 3、COCO2 2、空氣等作為制冷劑；、空氣等作為制冷劑； 1930193019901990，主要采用氟里昂作為制冷劑；，主要采用氟里昂作為制冷劑； 19901990 ，積極尋找無污染的制冷劑，替代氟利昂。，積極尋找無污染的制冷劑，替代氟利昂。能源利用新技術能源利用新技術202

12、1-12-12 19:59:3113蒸汽壓縮式制冷蒸汽壓縮式制冷按著熱力學第二定律，把熱量從低溫熱源傳遞到高溫熱源按著熱力學第二定律，把熱量從低溫熱源傳遞到高溫熱源需要外界做功。需要外界做功。制冷劑制冷劑 氟利昂氟利昂 CFC 含氯氟化碳含氯氟化碳 HCFC 含氫氯氟化碳含氫氯氟化碳 能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:3114制冷劑制冷劑制冷劑 ：乙醚（：乙醚（1834） 水水 二氧化碳（二氧化碳（1866） 氨（氨（1870） 二氧化硫（二氧化硫（1876） 氯甲烷（氯甲烷（1878） 氟利昂（氟利昂（Freon）（）（1930） 氟利昂是飽和碳氫化合物的氟、氯、

13、溴的衍生物的總稱氟利昂是飽和碳氫化合物的氟、氯、溴的衍生物的總稱 R12(1931) 、R11（1932）、）、R114（1933）、）、R113（1934） R13（1945）R14（1955） 丙烷（丙烷（C3H3）、乙烷（）、乙烷（C2H6）、乙烯（）、乙烯（C2H4） 丙?。ū。–3H6）、丁烷（）、丁烷（C4H10）、戊烷（）、戊烷（C5H12）能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:3115對制冷劑的要求1、 臨界溫度較高臨界溫度較高2 、適宜的飽和蒸氣壓力、適宜的飽和蒸氣壓力3 、凝固溫度低、凝固溫度低4 、粘度和比重小、粘度和比重小5 、導熱系數高、導熱

14、系數高6 、絕熱壓縮系數小、絕熱壓縮系數小7 、液體比重小、液體比重小8 、循環(huán)的熱力完善度盡可能大、循環(huán)的熱力完善度盡可能大9 、不易燃、不爆炸、無毒、無腐蝕、不易燃、不爆炸、無毒、無腐蝕10 、價格便宜、易于獲得、價格便宜、易于獲得能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:3116CFC、HCFC的替代問題 1974年，年，Molina和和Rowland發(fā)現氯氟碳化合物擴散發(fā)現氯氟碳化合物擴散到上層大氣，被紫外線分解成氯原子，同溫層中的臭氧就到上層大氣，被紫外線分解成氯原子，同溫層中的臭氧就被催化破壞使臭氧層減薄或消失。被催化破壞使臭氧層減薄或消失。 同溫層離地面同溫層

15、離地面1145公里，存在臭氧層能吸收公里，存在臭氧層能吸收90%的的紫外線。紫外線。能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:3117后果（1）紫外線增強，皮膚癌和白內障發(fā)病增多，人的免疫）紫外線增強，皮膚癌和白內障發(fā)病增多，人的免疫系統(tǒng)受到危害，每衰減系統(tǒng)受到危害，每衰減1%，皮膚癌發(fā)病率增加，皮膚癌發(fā)病率增加46%（2）生態(tài)破壞，食品鏈破壞，損傷生物的細胞，阻止發(fā)）生態(tài)破壞，食品鏈破壞，損傷生物的細胞，阻止發(fā)育或產生變異，致使農作物和漁業(yè)減產。育或產生變異，致使農作物和漁業(yè)減產。（3）產生附加溫室效益。）產生附加溫室效益。CFC+甲烷的總和甲烷的總和=CO2 平均氣溫上升，海平面回升，南極冰川有融化的趨勢。平均氣溫上升，海平面回升，南極冰川有融化的趨勢。能源利用新技術能源利用新技術2021-12-12 19:59:3118CFC 含氯氟化碳 壽命壽命 臭氧消耗潛能值臭氧消耗潛能值 溫室效應潛能值溫室效應潛能值R11 65年年 接近接近1 1R12 120年年 接近接近1 2.83.4R113 180年年 接近接近1 4.15 R114 180年年 接近接近1 4.15 R115 180年年 接近接近1 4.15R13 400年年 接