作者：周小天王書科常見虎作為冰箱消費(fèi)大國，中國每年都有上千萬臺冰箱進(jìn)入市場，冰箱在給人民生活帶來便利的同時(shí)，也消耗了大量的電力資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前中國冰箱保有量為1.3億臺，家用冰箱的城市普及率已超過90%，農(nóng)村普及率也已超過16%，其年用電量達(dá)6000億度，占居民總用電量的25%～45%。同時(shí)，目前中國仍以煤為主要資源進(jìn)行電力生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中會排放出大量的二氧化碳和其他有害氣體。在常規(guī)能源日漸耗盡和生態(tài)環(huán)境日益惡化
作者：周小天 王書科 常見虎
作為冰箱消費(fèi)大國，中國每年都有上千萬臺冰箱進(jìn)入市場，冰箱在給人民生活帶來便利的同時(shí)，也消耗了大量的電力資源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前中國冰箱保有量為1.3億臺，家用冰箱的城市普及率已超過90%，農(nóng)村普及率也已超過
16%，其年用電量達(dá)6000億度，占居民總用電量的25%～45%。同時(shí)，目前中國仍以煤為主要資源進(jìn)行電力生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中會排放出大量的二氧化碳和其他有害氣體。在常規(guī)能源日漸耗盡和生態(tài)環(huán)境日益惡化這兩大危機(jī)的夾擊下，推廣
太陽能冰箱可以使有害氣體的排放量得到大幅削減，有利于減輕對大氣的污染，并將推動(dòng)國內(nèi)能源的可持續(xù)利用。
太陽能制冷技術(shù)的現(xiàn)狀
太陽能制冷是太陽能利用的一個(gè)重要方面，人們在這一領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了大量研究。目前，實(shí)現(xiàn)太陽能制冷主要有兩種形式：一種是
光電轉(zhuǎn)換制冷，實(shí)際上是太陽能發(fā)電的一種應(yīng)用，先實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，再利用太陽能
電池驅(qū)動(dòng)冰箱的壓縮式制冷系統(tǒng)；另一種是太陽能光熱轉(zhuǎn)換制冷，其研究方向主要包括太陽能吸收式制冷、太陽能吸附式制冷和太陽能噴射式制冷。
1.吸收式制冷系統(tǒng)。自蒸發(fā)器出來的低壓蒸氣進(jìn)入吸收器，被吸收劑強(qiáng)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，被熱源加熱后蒸發(fā)，產(chǎn)生高壓蒸氣，進(jìn)入冷凝器冷卻，而稀溶液減壓回流到吸收器，完成一個(gè)循環(huán)。
2.吸附式制冷系統(tǒng)。工作過程由熱解吸和冷卻吸附組成，基本循環(huán)過程是利用太陽能或者其他熱源，使吸附劑和吸附質(zhì)形成的混合物(或絡(luò)合物)在吸附器中發(fā)生解吸，放出高溫高壓的制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器，冷凝出來的制冷劑液體由節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器。制冷劑蒸發(fā)時(shí)吸收熱量，產(chǎn)生制冷效果，蒸發(fā)出來的制冷劑氣體進(jìn)入吸附發(fā)生器，被吸附后形成新的混合物(或絡(luò)合物)，從而完成一次吸附制冷循環(huán)過程。
3.噴射式制冷系統(tǒng)。制冷劑在換熱器中吸熱后汽化、增壓，產(chǎn)生飽和蒸氣，蒸氣進(jìn)入噴射器，經(jīng)過噴嘴高速噴出膨脹，在噴嘴附近產(chǎn)生真空，將蒸發(fā)器中的低壓蒸氣吸入噴射器，經(jīng)過噴射器出來的混合氣體進(jìn)入冷凝器放熱、凝結(jié)，然后冷凝液的一部分通過節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器吸收熱量后汽化，這部分工質(zhì)完成的循環(huán)是制冷循環(huán)。
光電轉(zhuǎn)換制冷原理簡單，容易實(shí)現(xiàn)，但其太陽能電池成本較高；而光熱轉(zhuǎn)換制冷雖然技術(shù)要求高，但成本低廉。吸收式制冷技術(shù)出現(xiàn)的最早，技術(shù)相對成熟，目前太陽能溴化鋰吸收式制冷機(jī)已廣泛應(yīng)用在大型空調(diào)領(lǐng)域，但是吸收式制冷系統(tǒng)龐大，運(yùn)行復(fù)雜，并且制冷劑存在易結(jié)晶、腐蝕性強(qiáng)、蒸發(fā)溫度只能在0℃以上等缺點(diǎn)，同時(shí)其工作壓力高，具有一定危險(xiǎn)性。在噴射式制冷技術(shù)中，循環(huán)泵是唯一的運(yùn)行部件，系統(tǒng)設(shè)置比較簡單、運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高，但噴射制冷效果較低。鑒于此，目前太陽能用于冰箱技術(shù)的實(shí)現(xiàn)途徑主要是太陽能光電轉(zhuǎn)換制冷技術(shù)和太陽能吸附制冷技術(shù)。
太陽能光電制冷冰箱技術(shù)
太陽能光電制冷冰箱主要包括太陽能光伏冰箱和太陽能半導(dǎo)體冰箱。太陽能光伏冰箱是在普通傳統(tǒng)壓縮式冰箱基礎(chǔ)上研制成的，由太陽電池、控制器、蓄電池和冰箱等部件組成。由于太陽能光伏冰箱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)冰箱相同，只是供電裝置改為太陽能電池，因此實(shí)現(xiàn)起來相對簡單。
國外文獻(xiàn)報(bào)道顯示，很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，把傳統(tǒng)交流冰箱改制成適用于光伏太陽能系統(tǒng)的直流冰箱后，各部件可以正常運(yùn)行，冰箱可以正常工作。而在國內(nèi)，針對太陽能光電制冷冰箱的研究也不少，并有一定進(jìn)展�！短柲軐W(xué)報(bào)》2007年報(bào)道了劉群生等對一種光伏直流冰箱系統(tǒng)運(yùn)行性能的研究結(jié)果，該系統(tǒng)的唯一動(dòng)力源為太陽能，采用直流壓縮機(jī)，系統(tǒng)中配有蓄電池。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該冰箱冷凍室的最低溫度可達(dá)-16℃，冷藏室可達(dá)0~10℃，在25℃的環(huán)境溫度下工作時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)率為
48%。早在1997年，黃福林就將新型全數(shù)字式SPWM調(diào)制方式應(yīng)用在太陽光電制冷冰箱的變頻電路，并實(shí)現(xiàn)了冰箱溫
