太陽能冷管圖5-40所示為一特殊設計的太陽能吸附式冷管,它利用固體吸附制冷技術在一根管子內實現吸附制冷的循環過程,周期性輸出冷量。
太陽能吸附式冷管的外壁為耐熱好,透過率高和強度高的高硼硅玻璃管,內盛分子篩吸附劑和制冷工質水。這里吸附劑采用對太陽能具有高吸收率的復合分子篩材料,其外部涂黑以充分吸收透過玻璃的太陽能。該制冷管分為三段:吸附床段、冷凝段和蒸發段。白天太陽能加熱吸附床段,脫附出的水蒸氣在冷凝段冷凝,其中冷凝段需要通冷卻水,冷凝的水流入制冷管的底部:晚上,由于自然散熱,吸附床降溫,分子篩重新恢復吸附能力,冷管底部水蒸發制冷。所有加熱脫附一冷凝,冷卻一吸附一蒸發過程均在管內完成。劉震炎等的研究表明⑧】,太陽能吸附冷管總太陽能制冷效率可以達10%一15%,顯然這種冷管具有結構簡單、加工方便、生產成本低、易于批量生產等優勢,對于負壓下工作的制冷劑,玻璃管易于實現密封且可長期維持較高的真空度。根據冷量的需要可以方便地組裝相應數量的冷管。
其主要不足是工程化比較困難,模塊化安裝不易,由于它將吸附床、冷凝器和蒸發器組合在一個腔體內,工作過程不能按照兩個定容過程和兩個等壓過程工作,其COP會有所下降,制冷量也會有所降低。
圖5-41所示為采用太陽能冷管模塊化的冷/熱水機【】,太陽能冷管模塊面積為1m,白天解吸冷凝熱通過自然循環可以將熱量貯存在冷卻水箱中,因而系統可以生產低溫熱水;由于冷管的蒸發器被插入到水箱中,晚上吸附制冷可以生產冷凍水,該冷凍水可以轉移到貯存水箱中以備制冷應用。