下面介绍几个应用实例,这些太阳能驱动的压缩式制冷机正在开发和研究之中。
1.活塞式热机驱动的制冷机图1表示的太阳能发动机是活塞式发动机,按朗肯循环工作,太阳能不足时设置一个辅助燃烧器,当太阳集热器产生的热水温度不高时,可以启动辅助燃烧器加热锅炉,使工质(Rll4)的温度、压力达到所需要的数值进入活塞式发动机。在制冷压缩机一侧设置辅助电动机的方式,使当无制冷负荷时,可利用卸载装置使辅助电动机变成发电机用。该系统由蒂盖(W.P.Teagan)等研究成功。按着动力循环侧采用R114,制冷循环侧采用R22的循环系统,进行了制冷系数的理论计算,并得出了图2所示的计算结果。
2.螺杆式热机驱动的螺杆式制冷机图3表示了太阳能螺杆式膨胀机驱动的螺杆式制冷机,此系统存在着两个循环的比容之差如何进行调整的问题。
太阳集热器出口温度为90℃,进入锅炉加热氟里昂,如果太阳能不足可以利用辅助热源,工质进入膨胀机(螺杆)工作,以此为动力带动压缩机(螺杆),产生的工质是同一种工质(膨胀终了和压缩终了的),进入共用冷凝器冷凝。蒸发器内吸取热量,总的制冷量达9000 kcal/h。
3.透平式发动机驱动压缩机制冷机图4所示为超小型氟里昂透平驱动的制冷机系统图。它是由美国国家科学基金会(NSF)出资金,由巴伯一尼科尔斯(B0rber-NIChols)公司制作的。
这种2.5 HP(1HP=746 W,下同)小容量透平机组因提高了圆周速度,使转数高达52000 r/min,所以必须用减速器进行大幅度的减速,使制冷压缩机减为850 r/min,电动机,发电机为3600 r/min。此热机的效率(除掉氟里昂泵的动力)是65%,对太阳能集热量的总制冷系数为O.5,因此制冷机本身的制冷系数应是7.2,从温度条件等情况来看,这点是不可理解的。
该制冷系统和动力系统分开,动力循环采用R113为工质,动力机为透平机,经过减速齿轮箱和传动皮带把动力传给制冷压缩机。制冷循环采用R12为工质,通过蒸发器输出冷量,整个制冷系统的关键参数可参考表l。