外文翻譯---以太陽能為驅(qū)動力的制冷系統(tǒng)的發(fā)展

1、<p>　　以太陽能為驅(qū)動力的制冷系統(tǒng)的發(fā)展</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文介紹制冷系統(tǒng)通過太陽能傳送的熱能的冷卻系統(tǒng)不含主動部分,因此視為被動的。水作為制冷劑可用于低溫運(yùn)轉(zhuǎn)，英國肯建立了一個原型系統(tǒng)，標(biāo)稱7千瓦的冷卻能力</p><p>　　該系統(tǒng)是在一個實(shí)驗(yàn)室測試的,然后裝在一個現(xiàn)有的辦公室里,

2、 這個系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行而且制冷系數(shù)已經(jīng)到了0.3。該系統(tǒng)還能為用戶提供多達(dá)20萬千瓦供暖在冬天。（《2000 Elsevier Science Ltd》版權(quán)所有。）</p><p><b>　　第一章介紹</b></p><p>　　世界市場的擴(kuò)大促進(jìn)了空調(diào)制冷。1997年,僅僅在在英國，就增加了13％的包裝系統(tǒng)和4％的中央系統(tǒng)。﹝1﹞</p><p&

3、gt;　　傳統(tǒng)的冷卻技術(shù)是基于蒸氣壓縮系統(tǒng),它是在一個很大的壓力環(huán)境中。很多蒸氣壓縮系統(tǒng)使用氯氟烴　(如R11制冷劑的氯氟化碳)和R12。當(dāng)這些釋放到大氣中會導(dǎo)致導(dǎo)致全球臭氧層的空洞。雖然這些是制冷劑的臨時替代者。例如R22，這些HCFC制冷劑對環(huán)境依然有影響。即使在長期的制冷劑替代者氯氟烴,就像R134a則不會造成環(huán)境的破壞。而制冷劑HFC的能力下降了。蒸氣壓縮系統(tǒng)被機(jī)械動力進(jìn)一步的環(huán)境破壞。這種機(jī)械的電力來自一個電機(jī)或內(nèi)燃機(jī)。其結(jié)果

4、是進(jìn)一步對環(huán)境釋放形式的碳、氮的氧化物和硫化物的污染。</p><p>　　在1994年,英國政府承諾減少溫室氣體的排放20%,直到2010年以前。1994年的溫室氣體排放的總量是600萬噸。加熱、冷卻、照明的建筑物排放了超過60%的溫室氣體在英國。雖然制冷只占了很小的一部分排放量，但是應(yīng)該得到相應(yīng)的重視。</p><p>　　在臺灣有17萬人利用了太陽能獲取能量，這些能量是人類總用量的3

5、倍還多。如果英國是滿足其減排目標(biāo),然后大量新的可再生能源技術(shù)必須實(shí)施的前提是減少衍生燃料的能源。</p><p>　　這是一個冷卻系統(tǒng)幾乎完全由太陽能供電所開發(fā)出來?；谶@個原因彈射制冷循環(huán)的修改,來排除需求的輸液泵。這個結(jié)果是一個不含有效成分循環(huán)。由于該系統(tǒng)應(yīng)具備最少的維護(hù)要求和潛在的長壽命。這個出現(xiàn)故障的機(jī)會應(yīng)該很低。其擁有最小電氣需求的水加熱和冷卻系統(tǒng)的電路。</p><p><

6、;b>　　第二章 描述</b></p><p>　　如圖1 顯示常規(guī)彈射制冷循環(huán)，由于加熱液體制冷劑在鍋爐的高壓力和高溫度下沸騰。高壓冷凍蒸汽經(jīng)過1號線和進(jìn)入主噴管的鑲壓縮機(jī)，水流通過加速達(dá)到2號線的蒸發(fā)器。因?yàn)樵跇O低的溫度使壓力降低,沸騰的制冷劑在蒸發(fā)器里的產(chǎn)生一個較低的壓力。這兩條線路通過排放到3號線的混凝汽器里使它們冷卻和濃縮。液體制冷劑回到蒸發(fā)器經(jīng)由膨脹閥在第6和4號線使用輸液泵提高壓力

7、。完整描述彈射原理及性能特點(diǎn)可以發(fā)現(xiàn)獨(dú)特的地方。</p><p>　　上述周期已被修改,來消除要求給水泵。這是利用中立從鍋爐由汽體變?yōu)橐后w如圖2</p><p><b>　　可用的壓頭：</b></p><p><b>　　其中：=壓差</b></p><p><b>　　g =重力加速度

8、</b></p><p><b>　　=密度</b></p><p><b>　　h=高度</b></p><p>　　為了減少冷凝器,對鍋爐的縱向拆分制冷劑應(yīng)選用一個適度的壓力差并且在很的高密度下。鍋爐壓力和冷凝器壓力的比值很大時，應(yīng)選擇在標(biāo)準(zhǔn)、冷凍低蒸氣壓在工作環(huán)境中，此外,如果系統(tǒng)是有極小的環(huán)境影響,那么

9、可以忽略破壞臭氧層和全球變暖的影響。考慮到這些標(biāo)準(zhǔn),水被選為制冷劑。其他可能的成為制冷劑可能如酒精、甲醇‘烷烴和己烷,當(dāng)操作在0℃下時，雖然這些制冷劑有較高的蒸汽壓力和低密度的特性但是加大了垂直的分離的次數(shù)。</p><p>　　對鍋爐的性能的提高為制冷系統(tǒng)的溫度和壓力升高。鍋爐的熱量,是由一個太陽能集熱器、性能與溫度的集合體。這樣鍋爐應(yīng)該有一個相對合適的溫度。在一個完全可有效運(yùn)營的太陽能集熱器板上的收集器的溫度

10、上升到80℃、到110℃管接受和拋物線槽集中到300℃的收集器里。管式收集器安裝允許供熱鍋爐水溫度高達(dá)110℃。</p><p>　　對該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)條件下表1給出。指定一個為7萬千瓦的空調(diào)制冷冷負(fù)荷。它是被安裝在大約為一半的總建筑空調(diào)冷負(fù)荷的辦公室里。其他冷卻方式已經(jīng)開始,包括夜間強(qiáng)迫氣流通風(fēng)。</p><p>　　制冷氣流量之間的比例時蒸發(fā)器和鍋爐的流動比率,,必須建立在確定鍋爐的冷凝器

11、流率。這是一個利用在諾丁漢大學(xué)計(jì)算機(jī)代碼的開發(fā)。制造商聽從他的意見?！”?。給出了系統(tǒng)的流動速率和熱負(fù)荷。</p><p>　　如果這個設(shè)計(jì)緊湊板式換熱器,為鍋爐及冷凝器。</p><p>　　表1 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況</p><p>　　摘要里闡明了換熱器具有較高的表面面積密度,并允許溫度接近。這次設(shè)計(jì)有很高的完整性,一個重要的因素是操作壓力。在英國諾丁漢大學(xué)的

12、制造時沒有適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)器可能來源于一個定制單位。它主要缺點(diǎn)時水作為制冷劑它需要非常大量的典型蒸發(fā)器的條件。制冷劑側(cè)壓力損失降到最低的蒸發(fā)器管徑內(nèi),必須要適應(yīng)大容量大流量。</p><p>　　這些部件組裝和單位是就配備了全面的檢測儀器。操作壓力迫使一個最小的鍋爐冷凝器縱向拆分為7米，在諾丁漢大學(xué)之前單位就實(shí)驗(yàn)室測試其安裝在英國肯辦事處。圖3所示的裝配。</p><p>　　在冷凝機(jī)組安裝在建

13、筑物的屋頂、蒸發(fā)器空調(diào)系統(tǒng)中存在和鍋爐在地面以下。安裝的布局如圖4。鍋爐是由300管列疏散管熱管太陽集熱器的Thermomax。在這期間,降低鍋爐加熱太陽輻射,也可由丙烷氣體燃燒器完成。冷卻水的冷凝器提供在坐落在大樓里的池塘坐落在大樓的理由，通過一個自動控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　第三章 測試和結(jié)果</b></p><p>　　圖5給出了典型的啟動性

14、能的冷卻系統(tǒng)。當(dāng)鍋爐操作壓力和溫度達(dá)到一定時其壓力開關(guān)打開閥門,動機(jī)蒸汽流入頂部。特點(diǎn)是快速的增長彈射動機(jī)的壓力?？焖僬舭l(fā)冷卻無負(fù)荷。當(dāng)蒸發(fā)冷卻后,達(dá)到有足夠的空氣動力溫度打開了一扇制冷劑流量閥控式蒸發(fā)器。最開始有一個快速下降溫度的電源插座。蒸發(fā)器的溫暖要略低于負(fù)荷的空氣的電源插座上的溫度。剛開始時的蒸汽閥的動機(jī)的流程,大約2.5分鐘冷卻空氣推移。這些誤差是由于熱慣性的線圈和內(nèi)容。增加壓力設(shè)置點(diǎn)會減少延遲恒溫開關(guān),但結(jié)果在溫暖的空氣初出

15、口溫度會減少。從冷強(qiáng)烈的陽光下鍋爐大約20分鐘來達(dá)到的工作溫度。夏天的時候,這個過程可以一大早就發(fā)生不需要任何需求放在系統(tǒng)里,雖然理論上,熱慣性鍋爐和熱水循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)減少而提高反應(yīng)速度。</p><p>　　表2 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)的熱負(fù)荷</p><p><b>　　圖3 實(shí)驗(yàn)室的裝配</b></p><p>　　圖4。Loughborough安裝布

16、置</p><p><b>　　圖5。啟動。</b></p><p>　　圖7顯示典型的關(guān)閉性能的太陽冷卻系統(tǒng)，由于熱量不足,過量冷卻水溫投入或低建筑溫度關(guān)閉可能引發(fā)的任何一個有一定數(shù)值事件,包括低鍋爐壓力和溫度。根據(jù)關(guān)閉閥控制序列,所以現(xiàn)在的動機(jī)汽器是關(guān)閉的。</p><p><b>　　表3　系統(tǒng)績效</b></

17、p><p>　　輸送被停止。有一種快速上升的蒸發(fā)器溫度作為傳熱傳質(zhì)之間發(fā)生轉(zhuǎn)移的蒸發(fā)器和冷凝器。恒溫開關(guān)閥門關(guān)閉蒸發(fā)器制冷劑和關(guān)閉空氣動力風(fēng)扇。用這種方法,可以最小的熱量阻礙氣流。</p><p>　　操作系統(tǒng)中只使用太陽能派生的熱量被證明是成功的。該系統(tǒng)充分利用了陽光。夏天太陽輻射水平的高峰時,大約有1000萬的熱量。在這種條件下,在環(huán)境溫度的288℃太陽能集熱器100℃口溫度,約20萬千瓦

18、熱能的太陽能集熱器陣列。詳細(xì)資料的英國中部的大氣區(qū)域,可以發(fā)現(xiàn),在專有的書本 [6]。期間,運(yùn)用日光照射降低了丙烷是必要的輔助加熱。在氣候里滿陽光是供長期,該系統(tǒng)可以完全從太陽能派生熱量。使用太陽能集熱器濃縮在這樣的氣候?qū)⒃试S較高,因此更高性能的鍋爐壓力。在冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行性能、組件包括鍋爐和冷凝器可相應(yīng)的解決方法。</p><p>　　成本-效益的估計(jì)這個系統(tǒng)相比傳統(tǒng)的蒸氣壓縮系統(tǒng)了。資本成本的兩種類型的系統(tǒng)中表

19、4。圖6說明操作行為,為該系統(tǒng)的典型。操作參數(shù)對三種測試見表3。</p><p>　　不同的操作參數(shù)的設(shè)計(jì)參數(shù)。結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況鍋爐、冷凝器,蒸發(fā)器壓力和溫度下允許更高性能比。冷卻能力與性能可以延長越來越熱空氣進(jìn)氣溫度,這將導(dǎo)致更高的蒸發(fā)器的壓力和溫度。</p><p><b>　　圖6 穩(wěn)態(tài)檢測</b></p><p><b>

20、　　圖7 關(guān)閉</b></p><p>　　這兩種制度相比,在30年內(nèi)的預(yù)期壽命器冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。經(jīng)費(fèi)的6%pa是必需用于購買的設(shè)備。在蒸氣壓縮系統(tǒng)預(yù)計(jì)壽命在15年,因此急需一個置換在30年的時期。每年有600小時的運(yùn)行時間。每年的能量和維護(hù)成本為每一種類型的系統(tǒng)表5給出。推冷卻系統(tǒng)被認(rèn)為沒有維護(hù)的需求,而兩種服務(wù)蒸氣壓縮系統(tǒng)所必需的。</p><p>　　表4設(shè)備采購成本

21、超過30年的時期</p><p><b>　　表5年度的運(yùn)行成本</b></p><p>　　設(shè)備運(yùn)行壽命為系統(tǒng)的成本,包括在表6費(fèi)用在第15年,假設(shè)的蒸氣壓縮系統(tǒng)壽命。它可以從表6,在這壽命30年冷卻系統(tǒng)成本比同等蒸氣壓縮系統(tǒng)。時間推遲為33年的冷卻系統(tǒng)。</p><p><b>　　第四章 結(jié)論</b></p&g

22、t;<p>　　這是一個冷卻系統(tǒng)幾乎完全由太陽能供電,里面沒有移動部件已經(jīng)成功的測試在英國的氣候。一些有效成分是必要的輔助電路,如冷卻水電路和熱水電路。水具有零破壞臭氧層和全球變暖的潛力,已被用作制冷劑,允許蒸發(fā)溫度接近0℃。從一個操作角度看,被動太陽能器冷卻具有很多優(yōu)點(diǎn)在傳統(tǒng)的蒸氣壓縮制冷包括：</p><p><b>　　壽命的時間很長時間</b></p>&

23、lt;p><b>　　壽命的最少的維護(hù)</b></p><p><b>　　要求低風(fēng)險(xiǎn)的崩潰</b></p><p>　　沒有相關(guān)的噪音和振動</p><p>　　表6 壽命內(nèi)的設(shè)備和運(yùn)行費(fèi)用</p><p>　　從環(huán)境角度來看,被動太陽能器冷卻有許多優(yōu)勢比常規(guī)蒸汽壓縮制冷包括：</p&

24、gt;<p>　　能夠操作使用范圍廣泛,包括那些沒有關(guān)聯(lián)面向環(huán)境影響等</p><p>　　用干凈的太陽能而非化石燃料的派生的電力</p><p>　　潛在的長壽命,從而否定的要求定期更換,從而節(jié)約材料</p><p>　　冷卻系統(tǒng)的安裝在英國,也有一些相關(guān)等弊端：</p><p>　　低績效與用蒸氣壓縮系統(tǒng)</p>

25、<p>　　利用水作為制冷劑具有大的量,因此需要大的管道尺寸</p><p>　　利用水作為制冷劑,在sub-atmospheric壓力,給潛在的空氣滲透</p><p>　　很少可靠性的太陽能資源</p><p><b>　　大熱的慣性</b></p><p>　　這個系統(tǒng)之間的成本-收益分析和傳統(tǒng)的蒸氣

26、壓縮系統(tǒng)表明了壽命時間約33年，在資本成本的降低只要是可以增強(qiáng)商業(yè)可行性。</p><p>　　一個活躍的太陽能器系統(tǒng)已經(jīng)被設(shè)計(jì)和建造。該系統(tǒng)運(yùn)行的常規(guī)彈射制冷循環(huán)使用輸液泵為冷凍。正戊烷:作為制冷劑。最初的實(shí)驗(yàn)室測試證實(shí)了他們的能力-25℃蒸發(fā)溫度低。這個單位正在進(jìn)行現(xiàn)場在南歐應(yīng)對氣候變化的測試。</p><p>　　另一個活躍的太陽能器系統(tǒng)正在設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)將利用太陽能集熱器集中拋物線槽