太陽能冷卻制冷具有以下幾個優(yōu)點。

1、節(jié)能

據(jù)統(tǒng)計，國際上用于民用空調(diào)所耗電能約占民用總電耗的50%，而太陽能是取之不盡，用之不竭的。太陽能制冷用于空調(diào)，將大大的減少電力消耗，節(jié)約能源。

2、環(huán)保

根據(jù)《蒙特利爾議定書》，目前壓縮式制冷機主要使用的CFC類工質(zhì)，對大氣臭氧層有破壞作用，應(yīng)停止使用(美、歐等已停止生產(chǎn)和使用)。各國都在研究CFC類工質(zhì)的替代物質(zhì)及替代制冷技術(shù)。而太陽能制冷一般采用非氟氯烴類物質(zhì)作為制冷劑，臭氧層破壞系數(shù)(ODP )和溫室效應(yīng)系數(shù)(GWP)均為零，適合當(dāng)前環(huán)保要求，同時使用太陽能制冷技術(shù)還可以減少燃燒化石能源發(fā)電所帶來的環(huán)境污染。

3、熱量的供給和冷量的需求在季節(jié)和數(shù)量上高度匹配

太陽輻射越強、氣溫越高，冷量需求也越大。但太陽能制冷系統(tǒng)的應(yīng)用比加熱系統(tǒng)要少，一些利用太陽能加熱的建筑物已設(shè)計、建成和工作了相當(dāng)長的時間，有比較成熟的使用經(jīng)驗。而太陽能制冷問題，如何合理的選擇制冷機的熱源溫度、冷水溫度和冷卻水溫度，它不像常規(guī)制冷系統(tǒng)那樣可以根據(jù)比較成熟的經(jīng)驗和理論去選擇某個較為經(jīng)濟合理的數(shù)值，而必須考慮集熱器效率。

1、原理

吸收式太陽能制冷系統(tǒng)是利用太陽能提供的熱能帶動吸收式制冷機制冷口吸收式制冷是利用溶液濃度的變化來獲取冷量的裝置，即制冷劑在一定壓力下蒸發(fā)吸熱，再利用吸收劑吸收冷劑燕氣液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中吸熱產(chǎn)生的低溫冷凍水用于制冷，然后低壓制冷劑蒸氣進入吸收器，被吸收劑強烈吸收，吸收過程中放出的熱量被冷卻水帶走，形成的濃溶液由泵送入發(fā)生器中，被太陽能驅(qū)動熱源加熱后蒸發(fā)，產(chǎn)生高壓蒸氣，進入冷凝器冷卻，而稀溶液減壓回流到吸收器，完成一個循環(huán)。

2、工質(zhì)選擇

吸收式制冷系統(tǒng)的工質(zhì)，對制冷系統(tǒng)性能的影響很大。進行選擇時，通常依照下列原則。

①制冷工質(zhì)的揮發(fā)性要比吸收溶液的揮發(fā)性好，而且吸收溶液的揮發(fā)性要盡可能小，以免吸收溶液隨制冷工質(zhì)在發(fā)生器中一起蒸發(fā)，然后進入冷凝器，從而造成阻塞或降低性能系數(shù)。

②制冷工質(zhì)和吸收溶液之間的親和力小，加熱時制冷工質(zhì)可以從其中分離出去。

③制冷工質(zhì)和吸收溶液無毒、無腐蝕作用，且穩(wěn)定性好。

④制冷工質(zhì)的蒸發(fā)潛熱大，傳熱性能好，從而減少制冷工質(zhì)的循環(huán)流量。

⑤制冷工質(zhì)和吸收溶液的黏性低，流動壓阻小。

根據(jù)以上原則，目前使用最多的制冷工質(zhì)組合是NH3-H2O和H2O-LiBr兩種。

3、效率

太陽能制冷系統(tǒng)的總效率是由太陽能集熱器效率和配套的制冷機效率決定的。當(dāng)系統(tǒng)的能量全部由太陽能集熱器提供，且僅僅考慮系統(tǒng)的熱能效率時，系統(tǒng)的總效率應(yīng)為

η=制冷機效率×太陽能集熱器的效率=COP×ηc

式中

COP--制冷機的性能系數(shù);

ηc--太陽能集熱器的效率。

吸收式制冷機的性能系數(shù)隨太陽能驅(qū)動熱源溫度的升高而增大。

集熱器效率隨著太陽輻射強度的上升而增大;而隨著介質(zhì)(水)溫度的上升，集熱器的熱損失增大，即集熱器的效率降低。

1、特點

雖然太陽能吸附制冷系統(tǒng)的CDP值很少超過0. 15。但是與吸收式制冷相比，吸附式制冷可采用低品位熱能作為驅(qū)動能源，特別是適合采用能量密度低的太陽能;它所使用的是無污染或少污染的工質(zhì)對;設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、可靠;操作簡便;無運動部件、使用壽命長、運轉(zhuǎn)費用低、無噪聲。吸收式制冷機絕大部分適用于大中型系統(tǒng)，不適用于小型空調(diào)，而固體吸附式制冷工藝卻適用于小型裝置，能夠單獨由太陽能驅(qū)動運行，冷凝器用空氣自然冷卻，在家庭小型應(yīng)用，改善生活條件及邊遠地區(qū)醫(yī)療、冷藏等方面具有良好的應(yīng)用前景。

2、原理

太陽能吸附式制冷系統(tǒng)主要由吸附床(即集熱器)、冷凝器、蒸發(fā)器和閥門等構(gòu)成。其基本的工作過程包括吸熱解吸和冷卻吸附。具體工作流程為:白天，吸附床被太陽能加熱，吸附質(zhì)便從吸附劑中解吸脫附，當(dāng)吸附質(zhì)蒸汽壓力達到冷凝壓力后，進入冷凝器冷凝，然后凝結(jié)液經(jīng)節(jié)流閥進入蒸發(fā)器并儲存起來;到晚上，吸附床被環(huán)境空氣冷卻，吸附劑開始吸附制冷劑蒸汽，當(dāng)系統(tǒng)壓力下降到蒸發(fā)溫度下的飽和壓力時，蒸發(fā)器中的液體開始蒸發(fā)制冷，而產(chǎn)生的蒸汽繼續(xù)被吸附劑吸附，直到吸附結(jié)束，至此完成一個吸附制冷循環(huán)。

由此可見，太陽能吸附式制冷系統(tǒng)的循環(huán)過程是間歇式的。系統(tǒng)運行時，白天為加熱解吸過程，晚上為吸附制冷過程，晚上制成的冰塊在白天供用戶使用。

3、工質(zhì)

工質(zhì)的性能是影響吸附式制冷系統(tǒng)性能、效率和成本的重要因素之一。通過優(yōu)化選擇吸附一制冷工質(zhì)可以增大單位質(zhì)量工質(zhì)的制冷量，提高系統(tǒng)的制冷系數(shù)，減小設(shè)備尺寸，縮短循環(huán)時間，使整機的性能有較大的提高，還可以配合不同的熱源、制冷工況、設(shè)備結(jié)構(gòu)的特殊要求。所以太陽能驅(qū)動的吸附式制冷系統(tǒng)能否得到應(yīng)用，很大程度上取決于所選用的工質(zhì)。

已研究的吸附工質(zhì)體系主要有:沸石體系、活性炭體系、硅膠體系、氯化鈣體系等。在上述的工質(zhì)中，沸石分子篩一水、活性炭一氨或甲醇、硅膠一水、氯化鈣一氨等已在實際的太陽能吸附式制冷系統(tǒng)中得到應(yīng)用，目前應(yīng)用較多的是前兩者。

1、原理

太陽能蒸汽噴射式制冷系統(tǒng)包括太陽能集熱循環(huán)和噴射式制冷循環(huán)。在太陽能集熱循環(huán)中，被太陽能加熱的水通過平板集熱器、儲熱水槽，將低沸點工質(zhì)(CFC-11 , HCFC-123, R22、水等)加熱，使之成為高壓制冷劑蒸氣。而溫度降低了的水又回到集熱器中被重新加熱。

噴射制冷循環(huán)的過程是:由儲熱水槽出來的高壓制冷劑蒸氣(可稱為工作蒸氣)通過噴嘴時，由于出流速度高，在噴嘴附近產(chǎn)生真空，從而將蒸發(fā)器中的低壓制冷劑蒸氣引吸到吸入室，與工作蒸氣混合。此混合氣流通過擴壓器后，速度降低、壓力增加，隨后流人冷凝器被冷凝。而冷凝后的液體分為兩部分，一部分經(jīng)膨脹閥降壓后，在蒸發(fā)器中汽化，因吸收冷凍水的熱量而達到制冷的目的;另一部分則通過循環(huán)泵升壓后返回到儲熱水槽中加熱為高壓制冷劑蒸氣，如此不斷循環(huán)。

2、效率

太陽能噴射制冷系統(tǒng)的總效率由太陽能集熱器效率和配套的噴射制冷機效率決定。當(dāng)制冷系統(tǒng)的能量全部由太陽能集熱器提供，循環(huán)泵消耗的機械能相對較少，可忽略不計，而僅僅考慮系統(tǒng)的熱能效率時，系統(tǒng)的總效率應(yīng)為仍可用

η=制冷機效率×太陽能集熱器的效率=COP×ηc

式中

COP--噴射式制冷系統(tǒng)的性能系數(shù);

ηc--太陽能集熱器的效率。

3、改進方法

太陽能噴射制冷方式同其他制冷方式相比，其性能系數(shù)偏低，因而在經(jīng)濟性上不具有競爭力。只有提高它的系統(tǒng)性能，才有可能開發(fā)出實用的制冷產(chǎn)品，復(fù)合式噴射制冷循環(huán)是近年來比較引人注目的方案。

目前改進的方法有吸收一噴射復(fù)合制冷系統(tǒng)、熱管噴射式制冷系統(tǒng)和太陽能吸附一噴射聯(lián)合制冷系統(tǒng)。

這種系統(tǒng)是利用集熱器加熱，形成高壓蒸汽，然后推動汽輪機轉(zhuǎn)動，從而帶動壓縮機完成制冷任務(wù)的。由于壓縮機是在制冷裝置中最為廣泛和成熟的裝置，因此，此系統(tǒng)具有運行穩(wěn)定、易于控制等優(yōu)點。

整個系統(tǒng)分為三部分，上邊為太陽能集熱循環(huán)，左邊為熱機循環(huán)(即低壓蒸汽推動汽輪機對外做功)，右邊是蒸汽壓縮式制冷機循環(huán)。

在太陽能集熱循環(huán)中，被太陽能加熱的集熱介質(zhì)吸收太陽能，溫度升高到約102℃;然后通過預(yù)熱器、鍋爐(換熱器)和汽液分離器、經(jīng)幾次放熱后，溫度降低為約96℃。然后再進入太陽能集熱器，進行下一個循環(huán)，如此周而復(fù)始，不斷將太陽能傳遞到熱機循環(huán)中。

太陽能冷卻制冷實現(xiàn)方法，主要有兩大途徑:

一是利用太陽能集熱器等實現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換，以熱制冷;二是利用光電轉(zhuǎn)換器等實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，以電制冷。后者是先把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，再利用電來制冷，如光電式、熱電式制冷等。但是由于其成本太高，目前研究應(yīng)用較少。而吸收式、吸附式、噴射式等光熱制冷方式研究和應(yīng)用較多，其中，吸收式和噴射式制冷都已進入應(yīng)用階段，吸附式還處于研究階段。