建筑環境與設備監控技術姓名：趙XX指導老師：于XX時間：2016.06.20太陽能空調太陽能空調太陽能空調，就是利用太陽能做能源，溴化鋰制冷機用水做冷媒的空調設備。整機沒有任何氟利昂類化學產品，達到完全無污染和接近零運行費用。據有關專家介紹，太陽能空調的應用正好與季節相吻合。夏季溫度最高，空調負荷最大，需要的制冷量也最大，而此時陽光輻射最強，太陽能輸出的能量也最大，太陽能空調提供的冷量也最大。我國太陽能資源豐富，而且陽光輻射較強的時間也相當長，南方每年大約有6-8個月，北方也有4-6個月，所以太陽能作能源運行空調應該是大有可為的。我國太陽能空調的發展起步階段堅持階段實用階段70年代末至80年代初小型氨—水吸收式制冷試驗樣機

80年代中后期至90年代初當時許多技術難題未能解決,一時難以看到成效而得不到支持,研究的隊伍和規模大大縮小,僅存少數單位仍堅持基礎性研究和機組試驗“九五”計劃期間國家科技部把“太陽能空調”列為重點科技攻關項目,計劃建成示范性系統,以促進太陽能空調的推廣應用太陽能空調的優點季節適應性好環境污染小噪聲污染小一機多用，四季常用太陽能空調在現階段的局限性在強調太陽能空調具有諸多優點的同時，也應當看到它現階段存在的一些局限性，以進一步加強研究開發。由于現有太陽能集熱器價格較高，造成太陽能空調系統的初始投資偏高。由于太陽能集熱器采光面積及空調建筑面積的配比受到限制，目前只適用于層數不多的建筑。大型的溴化鋰吸收式制冷機，目前尚只適用于單位的中央空調。太陽能空調：分為太陽能制冷和太陽能采暖太陽能制冷：指利用太陽能提供動力來驅動制冷機制取冷量，并最終實現建筑物內的空氣調節。太陽能采暖：利用太陽能集取熱量直接或間接為建筑提供熱量。太陽能空調太陽能制冷制冷就是使某一系統的溫度低于周圍環境介質的溫度并維持這個低溫。制冷過程是指從被冷卻系統取出熱量并轉移熱量的過程。人工制冷過程是指在外界的補償下將低溫物體的熱量向高溫物體傳送的過程。制冷以使用的補償過程的不同可分為兩大類消耗熱能消耗機械能太陽能制冷系統的類型太陽能制冷可以通過太陽能光電轉換制冷和光熱轉換制冷兩種途徑來實現1、太陽能光電轉換：以電能制冷2、太陽能光熱轉換：以熱能制冷前一種方法成本太高，以目前的光電池價格來算，在相同的制冷功率情況下，造價約為后者的4至5倍。第二種方法除了供冷之外，還能同時供熱，太陽能的利用率更高。國際上太陽能空調的應用主要是后一種方法。太陽能制冷系統的類型太陽能制冷可以通過太陽能光電轉換制冷和光熱轉換制冷兩種途徑來實現1、太陽能光電轉換：以電能制冷2、太陽能光熱轉換：以熱能制冷前一種方法成本太高，以目前的光電池價格來算，在相同的制冷功率情況下，造價約為后者的4至5倍。第二種方法除了供冷之外，還能同時供熱，太陽能的利用率更高。國際上太陽能空調的應用主要是后一種方法。太陽能光熱轉化制冷系統主要有以下幾種類型：太陽能吸收式制冷系統（消耗熱能）太陽能吸附式制冷系統（消耗熱能）太陽能除濕式制冷系統（消耗熱能）太陽能蒸汽噴射式制冷系統（消耗熱能）太陽能蒸汽壓縮式制冷系統（消耗機械能）太陽能吸收式制冷系統吸收式制冷的工作原理1.什么是吸收式制冷、吸收劑、制冷劑？

吸收式制冷是利用兩種物質所組成的二元溶液作為工質來運行的，利用工質對的質量分數變化完成制冷劑的循環。這兩種工質在同一壓強下有不同的沸點，其中高沸點的組分稱為吸收劑，低沸點的組分稱為制冷劑。常用的吸收劑—制冷劑組合有兩種：一種是溴化鋰—水，通常適用于大中型中央空調；另一種是水—氨，通常適用于小型家用空調。2.吸收式制冷機的組成吸收式制冷機主要由發生器、冷凝器、蒸發器和吸收器等組成。制冷劑回路主要由冷凝器、節流裝置、蒸發器等組成。吸收劑回路主要由吸收器、發生器、溶液泵等組成。基本組成發生器generator

吸收式制冷機中，通過加熱析出制冷劑的設備。

吸收器absorber

吸收式制冷機中，通過濃溶液吸收劑在其中噴霧以吸收來自蒸發器的制冷劑蒸氣的設備。*基本組成冷凝器generator

轉移熱量—使高壓、高溫制冷劑蒸汽能向高溫環境自由放熱。

蒸發器absorber

蒸發吸熱獲得制冷效果—使低壓制冷劑液體在較低環境溫度下吸收熱量蒸發為氣體，從而獲得制冷效果*3.吸收式制冷的工作原理（1）制冷劑循環

高壓氣態制冷劑在冷凝器中向冷卻介質放熱被凝結為液態后，經節流裝置減壓降溫進入蒸發器；在蒸發器內，該液體被氣化為低壓氣態，同時吸取被冷卻介質熱量產生制冷效應*3.吸收式制冷的工作原理（2）吸收劑循環

在吸收器中，用液態吸收劑不斷吸收蒸發器產生的低壓氣態制冷劑，以達到維持蒸發器內低壓的目的；吸收劑吸收制冷劑蒸氣而形成的制冷劑一吸收劑溶液，經溶液泵升壓后進入發生器；在發生器中該溶液被加熱、沸騰，其中沸點低的制冷劑氣化形成高壓氣態制冷劑，進入冷凝器液化，而剩下的吸收劑濃溶液則返回吸收器再次吸收低壓氣態制冷劑。

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溴化鋰-水溶液是目前空調用吸收式制冷機采用的工質對。（1）溴化鋰的性質

無水溴化鋰是無色粒狀結晶物，性質和食鹽相似，化學穩定性好，沸點很高，極難揮發，極易溶解于水。此外，溴化鋰無毒、無臭、有咸苦味，對皮膚無刺激。（2）溴化鋰水溶液的性質

溴化鋰水溶液的沸點與壓力、溶液濃度有關，在相同溫度條件下，溴化鋰溶液濃度越大，其吸收水分的能力就越強4.溴化鋰吸收式制冷的工作原理*(a)制冷劑循環

發生器中產生的高壓蒸氣在冷凝器中冷凝成高壓低溫液態水，經節流閥進入蒸發器，在低壓下蒸發，產生制冷效應。這些過程與蒸氣壓縮式制冷循環在冷凝器、節流閥和蒸發器中所產生的過程完全相同；

*(b)吸收劑循環發生器中流出的濃溶液降壓后進入吸收器，吸收由蒸發器產生的冷劑蒸氣，形成稀溶液，用泵將稀溶液輸送至發生器，重新加熱，形成濃溶液。這些過程的作用相當于蒸氣壓縮式制冷循環中壓縮機所起的作用。*二、溴化鋰吸收式制冷機的特點

1.主要優點（1）利用熱能為動力，特別是可利用低勢熱能。（2）整個機組除功率較小的屏蔽泵外，無其他運動部件，運轉安靜。（3）以溴化鋰水溶液為工質，有利于滿足環保的要求。（4）制冷機在真空狀態下運行，無高壓爆炸危險，安全可靠（5）制冷量調節范圍廣，可在較寬的負荷內進行制冷量的無級調節。（6）對外界條件變化的適應性強，可在一定的熱媒水進口溫度、冷媒水出口溫度和冷卻水溫度范圍內穩定運轉。*（1）溴化鋰水溶液對一般金屬有較強的腐蝕性，會影響機組的正常運行和使用壽命。（2）溴化鋰吸收式制冷機的氣密性要求高，即使漏入微量的空氣也會影響機組的性能，這就對機組制造提出嚴格的要求。（3）濃度過高或溫度過低時，溴化鋰水溶液均易形成結晶，防止結晶是溴化鋰吸收式制冷機設計和運行中必須注意的重要問題。2.主要缺點*3.溴化鋰吸收式制冷機的主要附加措施（1）防腐蝕措施

在溴化鋰水溶液中加入緩蝕劑是一種有效的防腐措施。（2）抽氣措施

由于機組內的工作壓力遠低于大氣壓力，難免有少量空氣滲入，制冷機必須設有抽氣設備。（3）防結晶措施

一般在發生器中設有濃溶液溢流管，它不經過換熱器而與吸收器的稀溶液相通。*三、太陽能吸收式制冷的工作原理

1.什么是太陽能吸收式制冷？

所謂太陽能吸收式制冷，就是利用太陽集熱器將水加熱，為吸收式制冷機的發生器提供其所需要的熱媒水，從而使吸收式制冷機正常運行，達到制冷的目的。*2.太陽能吸收式空調系統的組成

太陽能吸收式空調系統主要由太陽集熱器、吸收式制冷機、空調箱（或風機盤管）、鍋爐、儲水箱和自動控制系統等組成。太陽能集熱器可采用真空管太陽集熱器和平板型太陽集熱器。前者可提供較高熱媒水溫度，而后者只能提供較低熱媒水溫度。熱媒水的溫度越高，制冷機的性能系數(COP)就越高，空調系統制冷效率就越高。*

在夏季，被太陽能集熱器加熱的熱水首先進入儲水箱，當熱水溫度達到一定值時，由儲水箱向吸收式制冷機提供熱媒水；

從吸收式制冷機流出并已降溫的熱水流回到儲水箱，再由太陽能集熱器加熱成熱水；

當太陽能不足以提供高溫熱媒水時，可由輔助鍋爐補充熱量。

吸收式制冷機產生的冷媒水通過儲冷水箱送往空調箱（或風機盤管）內蒸發、吸熱，以達到制冷空調的目的，之后冷媒水經儲冷水箱返回吸收式制冷機。3.太陽能吸收式空調系統的工作原理*

當太陽能不能滿足要求時，可由輔助燃油鍋爐補充熱量。

在非空調采暖季節，只要將太陽能集熱器加熱的熱水直接通向生活用儲水箱中的熱交換器，就可將儲水箱中的冷水逐漸加熱以供使用。

在冬季，同樣先將太陽能集熱器加熱的熱水進入儲水箱，當熱水溫度達到一定值時，由儲水箱直接向空調箱（或風機盤管）提供熱水，以達到供熱采暖的目的。*太陽能溴化鋰吸收式制冷系統具有夏季制冷、冬季采暖、全年提供生活熱水等多項功能，在世界各國應用較為廣泛。日本不僅生產大型溴化鋰吸收式制冷機，而且還商品化生產多種規格的小型溴化鋰吸收式制冷機，有制冷功率為4.6～174KW的系列產品。我國目前尚未實現小型溴化鋰吸收式制冷機的商品化生產，在一定程度上限制了太陽能吸收式空調的推廣應用。*太陽能除濕空調系統太陽能除濕空調系統的組成太陽能集熱系統輔助加熱裝置轉輪除濕空調機組自動控制系統太陽能空氣集熱器全玻璃真空管式空氣集熱器是以全玻璃真空管為吸熱元件的集熱器。它是由聯集管，支架，真空管和插管來組成的。如圖1所示。從圖2可以看出，聯集管是由內膽，外皮，保溫材料組成。保溫材料是對集熱后的空氣起到保溫的作用。空氣集熱器原理它的基本原理是真空管管壁膜層吸收太陽能的輻射，將光能轉化成為熱能。利用風機將低溫空氣強制吹入集熱器，低溫的空氣從左端的內管進入，由于內蓋作為隔板的原因，被迫進入各個插管，當到達真空管底部的時候，在真空管和插管的夾層內返回到內管和外管的夾層中，在將過真空管的時候被加熱；進入右半邊的時候，再先經過真空管和插管的夾層后進入插管，匯流到內管內后流出。這個時候，空氣被加熱兩次。從而得到較高的空氣溫度。太陽能空氣集熱器特點1、升溫塊，2、集熱溫度高，3、不易炸管4、無防凍5、防腐要求低空氣集熱器性能曲線冷卻除濕：利用冷卻方法，使水蒸氣在露點溫度下凝結分離。壓縮除濕：利用壓縮方法，提高水蒸氣分壓，使之超過飽和點，成為水分分離出來。干燥劑除濕：利用干燥劑的親水性，使水蒸氣在表面水蒸氣分壓力差的作用下，從空氣進入干燥劑。常用除濕方法常用除濕方法優缺點冷卻除濕優點：深度除濕、可控缺點：能耗大、污染壓縮除濕優點：深度除濕、除濕量可控缺點：能耗大、對系統結構要求高干燥劑除濕優點：可利用地品味能源、無污染缺點：除濕量難控制常用固體除濕劑：硅膠、氧化鋁、分子篩等溫吸附曲線右圖：相對濕度吸附率常用液體除濕劑：氯化鋰、氯化鈣、三甘醇等溫吸收曲線左圖新型復合干燥劑組成：

1、多孔材料

2、吸濕性鹽性能：等溫吸附曲線再生溫度對除濕量的影響太陽能除濕空調系統形式11、空氣集熱器驅動太陽能除濕空調系統形式2太陽能除濕空調系統3太陽能除濕空調系統形式4除濕轉輪工作原理蒸發冷卻器太陽能蒸汽壓縮式制冷系統一、蒸汽壓縮式制冷的工作原理

1.什么是蒸汽壓縮式制冷？

蒸汽壓縮式制冷是一種傳統的制冷方式。它是利用沸點很低的制冷劑相態變化過程所發生的吸放熱現象，借助于壓縮機的抽吸壓縮、冷凝器的放熱冷凝、節流閥的節流降壓、蒸發器的吸熱汽化的循環過程，達到使被冷對象溫度下降目的的制冷方法*蒸汽壓縮式制冷循環2.蒸汽壓縮式制冷機的組成蒸汽壓縮式制冷機主要由壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器等組成，各部分之間用管道連接成一個封閉系統。*蒸汽壓縮制冷的四要素1、壓縮機—蒸汽壓縮，抬高蒸汽溫度以實現向高溫環境散熱2、冷凝器—實現散熱，達到熱量轉移的目的3、節流元件—阻隔系統高低壓腔，以實現高壓冷凝、低壓蒸發的效果，同時控制流量4、蒸發器—實現吸熱，達到對低溫環境制冷的目的*壓縮機的作用1、獲得高壓—使制冷劑蒸汽能在高壓狀態下冷凝為液體；2、獲得高溫—使制冷劑蒸汽溫度高于環境，能將熱量自由傳遞給環境，實現熱量轉移

氣體被壓縮，體積減小，分子碰撞幾率增加，即內能增加，因此溫度升高。如高壓打氣筒使用過程中溫度會升高。*壓縮機制冷系統的心臟—給制冷系統提供制冷劑循環流動的動力，同時創造一個高壓和低壓的環境。『故障現象』不啟動噪音大『注意事項』防止接線錯誤防止壓縮機電容用錯不能空氣運行禁止排氣堵死吸氣開啟運行不能敞開長期放置*制冷壓縮機的分類：*圖示為制冷壓縮機分類及其結構示意簡圖

*活塞連桿式制冷壓縮機工作原理**活塞斜盤式制冷壓縮機工作原理*行星制冷壓縮機工作原理*滾動轉子式壓縮機30年代美國VILTER公司推出效率高、體積小零件少、重量輕*原理：電機旋轉帶動偏心的活塞在汽缸內旋轉，在連續的旋轉運動中活塞不斷地吸入和壓縮氣體。圖1為吸氣過程。圖2為壓縮過程。圖3為排氣過程及下一個的吸氣過程。圖4為排氣結束及下一個吸氣過程,運動過程較活塞式趨于平穩和連續。有排氣閥無吸氣閥。壓縮機*轉子轉子平衡塊曲軸上缸蓋汽缸活塞下缸蓋葉片壓縮機*冷凝器的作用1、轉移熱量—使高壓、高溫制冷劑蒸汽能向高溫環境自由放熱。同時為提高放熱量，必須使制冷劑蒸汽液化冷凝為液體，從而釋放出大量的潛熱。冷凝器向高溫環境散熱量越大，所獲得的制冷量也會越大。

氣體被冷凝為液體的溫度點與壓力有關，R22在正常1個大氣壓下-41℃冷凝，在20個大氣壓下51℃冷凝。如打火機氣體。*自然對流空氣冷卻空氣強制對流氨臥式殼管式氟利昂套管式平行流*節流元件的作用1、阻隔高低壓—使制冷系統分為高壓和低壓兩個腔體，從而實現高壓冷凝放熱、低壓蒸發吸熱。高壓低壓*毛細管熱力膨脹閥電子膨脹閥*蒸發器的作用1、蒸發吸熱獲得制冷效果—使低壓制冷劑液體在較低環境溫度下吸收熱量蒸發為氣體，從而獲得制冷效果，并使制冷劑變為氣體后吸入壓縮機重復制冷循環。液體被蒸發為氣體的溫度點與壓力有關，R22在正常1個大氣壓下-41℃蒸發，在6個大氣壓下7℃蒸發，因此可以從27℃環境中吸收熱量達到制冷效果。如制冷劑瓶放氣能使瓶子降溫。*臥式滿液式干式殼管式空氣強制對流*3.蒸汽壓縮式制冷的工作原理*27℃40℃室外溫度高于室內溫度時的制冷循環＞40℃＜27℃*二、太陽能蒸汽壓縮式制冷的工作原理

1.太陽能蒸汽壓縮式制冷與常規蒸汽壓縮式制冷的區別

太陽能蒸汽壓縮式制冷系統中的壓縮機由熱機驅動常規