怎么利用热能制冷

怎么利用热能制冷~

太阳能是公认的未来人类最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源之一，具有取用方便、能量巨大、无污染、安全性好等优点。据有关资料,我国是太阳能资源十分丰富的国家，三分之二的地区年辐射总量大于5020MJ/m2，开发利用太阳能具有很大潜力。利用太阳能驱动空调系统一方面可以大大减少不可再生能源及电力资源消耗，另一方面因较低的耗电减少了因燃烧煤等常规燃料发电带来的环境污染问题，是当前空调制冷技术领域研究的热点。


驱动制冷的主要方式
　　根据不同的能量转换方式，太阳能驱动制冷主要有以下两种方式，一是先实现光─电转换，再以电力制冷；二是进行光─热转换，再以热能制冷。

利用太阳能进行光─电转换实现制冷的研究


　　它是利用光伏转换装置将太阳能转化成电能后，再用于驱动半导体制冷系统或常规压缩式制冷系统实现制冷的方法，即光电半导体制冷和光电压缩式制冷。这种制冷方式的前提是将太阳能转换为电能，其关键是光电转换技术，必须采用光电转换接受器，即光电池，它的工作原理是光伏效应。

　　太阳能半导体制冷。太阳能半导体制冷是利用太阳能电池产生的电能来供给半导体制冷装置，实现热能传递的特殊制冷方式。半导体制冷的理论基础是固体的热电效应，即当直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点上将产生吸热或放热现象。如何改进材料的性能，寻找更为理想的材料，成为了太阳能半导体制冷的重要问题。太阳能半导体制冷在国防、科研、医疗卫生等领域广泛地用作电子器件、仪表的冷却器，或用在低温测仪、器械中，或制作小型恒温器等。目前太阳能半导体制冷装置的效率还比较低，COP 一般约0.2～0.3，远低于压缩式制冷。

　　光电压缩式制冷。光电压缩式制冷过程首先利用光伏转换装置将太阳能转化成电能，制冷的过程是常规压缩式制冷。光电压缩式制冷的优点是可采用技术成熟且效率高的压缩式制冷技术便可以方便地获取冷量。光电压缩式制冷系统在日照好又缺少电力设施的一些国家和地区已得到应用，如非洲国家用于生活和药品冷藏。但其成本比常规制冷循环高约3～4 倍。随着光伏转换装置效率的提高和成本的降低，光电式太阳能制冷产品将有广阔的发展前景。

利用太阳能进行光─热转换实现制冷的研究

　　太阳能光热转换制冷，首先是将太阳能转换成热能，再利用热能作为外界补偿来实现制冷目的。光─热转换实现制冷主要从以下几个方向进行，即太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷、太阳能除湿制冷、太阳能蒸汽压缩式制冷和太阳能蒸汽喷射式制冷。其中太阳能吸收式制冷已经进入了应用阶段，而太阳能吸附式制冷还处在试验研究阶段。

　　太阳能吸收式制冷的研究。太阳能吸收式制冷的研究最接近于实用化，其最常规的配置是：采用集热器来收集太阳能，用来驱动单效、双效或双级吸收式制冷机，工质对主要采用溴化锂- 水，当太阳能不足时可采用燃油或燃煤锅炉来进行辅助加热。系统主要构成与普通的吸收式制冷系统基本相同，唯一的区别就是在发生器处的热源是太阳能而不是通常的锅炉加热产生的高温蒸汽、热水或高温废气等热源。

　　太阳能吸附式制冷。太阳能吸附式制冷系统的制冷原理是利用吸附床中的固体吸附剂对制冷剂的周期性吸附、解吸附过程实现制冷循环。太阳能吸附式制冷系统主要由太阳能吸附集热器、冷凝器、储液器、蒸发器、阀门等组成。常用的吸附剂对制冷剂工质对 有活性炭- 甲醇、活性炭- 氨、氯化钙- 氨、硅胶- 水、金属氢化物- 氢等。太阳能吸附式制冷具有系统结构简单、无运动部件、噪声小、无须考虑腐蚀等优点，而且它的造价和运行费用都比较低。

电力负荷峰谷差不断增大，已成为制约各大中城市经济社会发展的一个突出问题。在此背景下，不用电改用热气制冷的溴化锂中央空调技术，开始受到国内大中城市的青睐。
据了解，溴化锂中央空调是以蒸汽（或热水）为能源，以溴化锂溶液为介质，制取低温冷煤水，用作空调系统的冷源。与传统的电中央空调相比，尽管溴化锂空调的购置费偏高，但在耗能成本上，溴化锂中央空调反而要低很多，所以长期使用，溴化锂中央空调更经济，且不用氟利昂制冷，减少了环境污染。

利用热能制冷：
1.目前主要为利用废热或者锅炉产生的热能，
2.目前的设备主要是溴化锂制冷机组。
3.其原理大致如下：
溴化锂吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、换热器、循环泵等几部分组成。
在溴化锂吸收式制冷机运行过程中，当溴化锂水溶液在发生器内受到热媒水的加热后，溶液中的水不断汽化；
随着水的不断汽化，发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入吸收器；
水蒸气进入冷凝器，被冷凝器内的冷却水降温后凝结，成为高压低温的液态水；
当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的；
在此过程中，低温水蒸气进入吸收器，被吸收器内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由循环泵送回发生器，完成整个循环。如此循环不息，连续制取冷量。

太阳能是公认的未来人类最合适、最安全、最绿色、最理想的替代能源之一，具有取用方便、能量巨大、无污染、安全性好等优点。据有关资料,我国是太阳能资源十分丰富的国家，三分之二的地区年辐射总量大于5020MJ/m2，开发利用太阳能具有很大潜力。利用太阳能驱动空调系统一方面可以大大减少不可再生能源及电力资源消耗，另一方面因较低的耗电减少了因燃烧煤等常规燃料发电带来的环境污染问题，是当前空调制冷技术领域研究的热点。

驱动制冷的主要方式
　　根据不同的能量转换方式，太阳能驱动制冷主要有以下两种方式，一是先实现光─电转换，再以电力制冷；二是进行光─热转换，再以热能制冷。

利用太阳能进行光─电转换实现制冷的研究

　　它是利用光伏转换装置将太阳能转化成电能后，再用于驱动半导体制冷系统或常规压缩式制冷系统实现制冷的方法，即光电半导体制冷和光电压缩式制冷。这种制冷方式的前提是将太阳能转换为电能，其关键是光电转换技术，必须采用光电转换接受器，即光电池，它的工作原理是光伏效应。

　　太阳能半导体制冷。太阳能半导体制冷是利用太阳能电池产生的电能来供给半导体制冷装置，实现热能传递的特殊制冷方式。半导体制冷的理论基础是固体的热电效应，即当直流电通过两种不同导电材料构成的回路时，结点上将产生吸热或放热现象。如何改进材料的性能，寻找更为理想的材料，成为了太阳能半导体制冷的重要问题。太阳能半导体制冷在国防、科研、医疗卫生等领域广泛地用作电子器件、仪表的冷却器，或用在低温测仪、器械中，或制作小型恒温器等。目前太阳能半导体制冷装置的效率还比较低，COP 一般约0.2～0.3，远低于压缩式制冷。

　　光电压缩式制冷。光电压缩式制冷过程首先利用光伏转换装置将太阳能转化成电能，制冷的过程是常规压缩式制冷。光电压缩式制冷的优点是可采用技术成熟且效率高的压缩式制冷技术便可以方便地获取冷量。光电压缩式制冷系统在日照好又缺少电力设施的一些国家和地区已得到应用，如非洲国家用于生活和药品冷藏。但其成本比常规制冷循环高约3～4 倍。随着光伏转换装置效率的提高和成本的降低，光电式太阳能制冷产品将有广阔的发展前景。

利用太阳能进行光─热转换实现制冷的研究

　　太阳能光热转换制冷，首先是将太阳能转换成热能，再利用热能作为外界补偿来实现制冷目的。光─热转换实现制冷主要从以下几个方向进行，即太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷、太阳能除湿制冷、太阳能蒸汽压缩式制冷和太阳能蒸汽喷射式制冷。其中太阳能吸收式制冷已经进入了应用阶段，而太阳能吸附式制冷还处在试验研究阶段。

　　太阳能吸收式制冷的研究。太阳能吸收式制冷的研究最接近于实用化，其最常规的配置是：采用集热器来收集太阳能，用来驱动单效、双效或双级吸收式制冷机，工质对主要采用溴化锂- 水，当太阳能不足时可采用燃油或燃煤锅炉来进行辅助加热。系统主要构成与普通的吸收式制冷系统基本相同，唯一的区别就是在发生器处的热源是太阳能而不是通常的锅炉加热产生的高温蒸汽、热水或高温废气等热源。

　　太阳能吸附式制冷。太阳能吸附式制冷系统的制冷原理是利用吸附床中的固体吸附剂对制冷剂的周期性吸附、解吸附过程实现制冷循环。太阳能吸附式制冷系统主要由太阳能吸附集热器、冷凝器、储液器、蒸发器、阀门等组成。常用的吸附剂对制冷剂工质对 有活性炭- 甲醇、活性炭- 氨、氯化钙- 氨、硅胶- 水、金属氢化物- 氢等。太阳能吸附式制冷具有系统结构简单、无运动部件、噪声小、无须考虑腐蚀等优点，而且它的造价和运行费用都比较低。

1、热能制冷原理
热能制冷原理，也称为热电制冷原理，是一种通过利用热能来实现制冷的技术。它基于热电材料的热电效应，即将热能转化为电能或将电能转化为热能，从而达到制冷目的。
在热能制冷过程中，热电材料通常是由单个半导体材料、p型和n型半导体材料组成的电子对。当这些材料与热源接触时，它们会产生微小的电势差，这种效应被称为热电效应。这个电势差随着温度差异的增加而增大，从而产生冷却效应。
这种技术具有许多优点，例如使用过程中无需臭氧等化学物质，可以实现无声、无振动、高效能和低成本等特点。此外，在一些特殊的应用场合，例如太空探索和微型冷却设备的制造，热能制冷技术也得到了广泛的应用。
热能制冷技术是一种独特的制冷技术，它利用热电材料的热电效应来实现制冷目标。在未来，这种技术将会越来越普及和成熟，成为人们应对气候变化和环境保护的重要工具。
2、如何把热能转化为冷气
热能是一种能量形式，而冷气并不是一种能量形式。因此，如何把热能转化为冷气是一个很有挑战性的问题。然而，我们可以借助一些工程原理和技术实现这个目标。
其中，最常用的方法是利用空调系统。空调系统通过制冷剂循环往复将室内热量转移到室外，从而达到室内降温的目的。这个过程需要利用压缩、冷凝、膨胀、蒸发等一系列物理过程。空调系统通过压缩制冷剂使其变成低温高压气体，然后将高温制冷剂释放到外部，而低温制冷剂则通过膨胀阀缓慢放出，进入蒸发器中，向室内吸收热能，最后回到压缩机中，循环往复。
此外，还可以利用吸收式制冷技术。这种技术利用吸收剂和溶剂在特定条件下相互反应，通过吸热、蒸发等过程来降温。该技术广泛应用于工业制冷、建筑空调等领域。
将热能转化为冷气的方法是多种多样的。随着科学技术的不断进步，我们相信将会出现更加高效、环保的技术方案。
3、效率最高的温差发电机
温差发电机是一种绿色、高效的能源转换技术，通过利用自然界中不同温度环境之间的热差，将其转化成电能。而效率最高的温差发电机，就是指在相同温差条件下能够产生最大功率输出的发电机。
目前，世界上效率最高的温差发电机是使用纳米材料制成的，其核心部件是由高热电效益材料制成的热电转换模块，能够将温差转化成电能。相比传统的热电转换材料，纳米材料具有更高的导热率和电子迁移率，从而大大提升了热电效率。
此外，效率最高的温差发电机还具有智能化监测功能，能够动态监测温度差异和电能输出，实现自适应调节和优化控制，使其具有更高的能量转换效率和稳定性。
未来，随着技术的不断改进和纳米材料的广泛应用，相信效率最高的温差发电机将会出现更多创新突破，为可持续能源的发展做出重要贡献。
4、氨系统制冷原理图讲解
氨系统制冷是一种常见的工业冷却方式，主要应用于制药、食品、化工等行业。该制冷过程的原理是基于氨气的吸收性质和蒸发凝结循环来实现的。
在制冷机的蒸发器中，低压的液态氨被蒸发成气态，并吸收了周围的热量，从而使物体表面温度下降。然后，气态氨进入吸收器，与水溶液反应产生热量，又将吸收器外部吸收的热量释放出来，氨气被吸收剂循环回收。此时，氨溶液处于高浓度，需要进入冷凝器被冷凝成为液态，释放出的热量被吸收器吸收。
液态的氨经过节流阀进入蒸发器，循环开始重新进行。由此可见，氨系统制冷过程具有高效、节能、环保等特点。唯一需要注意的是，氨气具有毒性和易燃性，需要采取严格的安全措施来规避风险。

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南靖县13436061484： 以热能作为补偿的制冷方式有哪些 - ？
柏肥健脑： 人工制冷物理的方法:有液体汽化法、气体膨胀法、热电法、固体绝热去磁法等,不同制冷方法适用于获取不同的温度.人工制冷方式的种类繁多,形式各异.制冷所用的能源也各有不同,有以电能为能源制冷的,如用氨、氟及其他工质实现制冷循环的压缩式制冷机;有以蒸气为能源制冷的,如蒸汽型溴化锂吸收式制冷机等;还有以其他热能为能源制冷的,如热水型溴化锂制冷机、直接燃烧油或天然气的溴化锂制冷机以及太阳能吸收式制冷机等.就是消耗一定的能量来换取将低温物体的热量向高温物体传递,从而获得低温.液体汽化吸热制冷是目前国内外普遍采用的制冷方式.

南靖县13436061484： 热能制冷的原理收集废热及余热用来制冷的可能性有多 - ？
柏肥健脑： 利用废热及余热用来制冷的可能性是可能的,但是个间接实现过程,即先将余热转化成电能,再通过电能来带动空调的压缩机就实现了制冷功能. 目前国内余热发电技术已经是成熟的.

南靖县13436061484： 工业余热利用有哪些基本方式? - ？
柏肥健脑： 工业余热包括:烟气余热,冷却介质余热,废汽废水余热,化学反应热,高温产品和炉渣余热,以及可燃废气、废料余热.从经济性出发,需要结合工艺生产进行系统整体的设计布置,综合利用能量,以提高余热利用系统设备的效率. 根据余热...

南靖县13436061484： 热能有可能转化为冷能吗? - ？
柏肥健脑： 首先更正没有冷能的说法,其次热能可以转换制冷,原理过程如下: 一、原理制冷原理可以参考空调的制冷原理,简单地讲,就是利用“升华原理”------物质从液态到气态要吸收热量,反之要释放热量. 二、过程从空调的制冷原理可以得出...

南靖县13436061484： 世界三大制冷方式 ？
柏肥健脑： 世界三大制冷方式为蒸发式制冷、吸收式制冷、温差电制冷.蒸发式制冷又叫做功式制冷.制冷能力强.应用广泛.但对环境不友好.吸收式制冷以热能为动力.普遍运用...

南靖县13436061484： 太阳能制冷的制冷方式 - ？
柏肥健脑： 根据不同的能量转换方式,太阳能驱动制冷主要有以下两种方式,一是先实现光─电转换,再以电力制冷;二是进行光─热转换,再以热能制冷. 它是利用光伏转换装置将太阳能转化成电能后,再用于驱动半导体制冷系统或常规压缩式制冷系统...

南靖县13436061484： 怎么使物质变热? 什么物质都行 如水或沙子.... 怎么使物质变冷? 什么物质都行 如水或沙子.... - ？
柏肥健脑： 使物质变热方法很多,主要包括:1.通过热传导、辐射等方式给物质传递热能;2.加入某种物质和它产生放热反应(化学能转变成热能);3.促使物质运动变热(机械能转变成热能);4.给导电物质通电变热(电能转变成热能);5给物质进行机械粉碎变热(机械能转变成热能);等等. 使物质变冷方法主要包括:1.通过热传导、热辐射等方式使物质散失热能;2.加入某种物质和它产生吸热反应(热能转变成化学能);3.机械制冷等.

南靖县13436061484： 余热制冷 - 热能制冷的原理收集废热及余热用来制冷的可能性有多大? ？
柏肥健脑： 不太可能,热是能量最无序的表现形式,也是能量存在的最低级.如用能量来制冷,热是不行的,必须用更有序的能源,如电能等.(根据热力学第二定律) 余热和废热更是废中之废.其之所以称为废热,就是因为其大面积散热而不方便收集,因此收集这些热的成本要远高于制造热量.其唯一的作用,就是在大量制造余热的工厂把可收集的收集起来,作为再加热之用.

南靖县13436061484： 太阳能房的制冷原理 - ？
柏肥健脑： 太阳能房制冷较合理可行的是采用吸收式制冷,目前普遍的是溴化锂吸收制冷系统. 吸收式制冷效率低,设备体积大,但优点是可以利用低品位热源,太阳能集热器产生的高温热水能够被其使用.虽然制冷效率低,但得到这种热水不需要复杂昂贵的设备,也就是说这热水很廉价,所以系统仍有较高的综合价值.而且这种系统是冷热双供的,即从制冷系统出来的低温热水可供房间生活热水,而不必消耗其他能源.当然,也有太阳能房制冷采用光电池发电,再带动传统压缩制冷机的方案,优点是简捷紧凑,可采用标准化设备.缺点是,综合效率仍然很低,设备价格太高,在设备的生命周期内,连一半的成本也不可能回收,完全没有商业价值.

南靖县13436061484： 空调是如何制冷的? - ？
柏肥健脑： 按照能量守衡定律,热能在传递过程中,传出的热量等于传入的热量,但是低温热源的热能不会自动流向高温热源,要想将室内的热量传到温度更高的室外,就必须有一个装置来实现这种传递.现在用得最多的就是利用某种材料,由液态转化为气态(蒸发)过程中大量吸收热量,然后又可以将其压缩放出热量,恢复成液态的特性,制成的压缩式空调机.还有是半导体致冷技术,只是现在还没有直接用在家用空调上.