太阳能冰箱

据英国媒体《每日邮报》报道，英国学生艾米丽发明了以太阳能为动力的冰箱，这种冰箱既环保有便于携带，这是一项简单而又超群的发明，它会使得商业巨头们垂涎三尺。

这种冰箱不仅使用太阳能供电，而且它的制作材料来自普通家庭，是发展中国家最理想的家电用品。

肯明斯小姐四岁时收到的一份礼物，是一把铁锤，从那时起她开始花费大量的业余时间用普通材料制作东西。

她曾经因为关节炎患者制作挤牙膏器获奖，也为制作输水装置而获奖，这次为发展中国家所使用的太阳能冰箱再次获奖。

实际上，艾米丽和她78岁的祖父彼得-哈里斯是在盆栽鹏里发明了这种冰箱。21岁的艾米丽-肯明斯在她祖父的盆栽鹏从事学校的一个研究项目时突然想到了一个好主意。这种冰箱正在改善非洲数千贫困民众的生活。

她的"耐用"冰箱的工作原理是通过蒸发作用，可使易腐烂的食物保鲜数天，如牛奶和肉。冰箱温度在不用电的情况下可保持在摄氏六度左右。

冰箱由两个圆柱形容器组成--一个里面套着一个，不接任何电源。外层容器可以用任何随手就能拿到的东西制成，包括木头和塑料，外层容器上有洞，是从里面钻的。内层容器由金属制成，上面没有洞，为的是使里面的食物保持干燥。 内外容器之间的空隙由沙子、羊毛或泥土之类的材料填充，这些材料可以吸水。在炎热的气候里，太阳的照射使这种潮湿的材料升温，水蒸气蒸发掉。当这种材料接触到内层容器壁时，通过蒸发过程使内层容器温度降低，保持在摄氏六度。再次湿透的材料将使得"冰箱"继续工作。

来自西约克郡凯利镇的肯明斯小姐说，"要生活，人人都离不开冰箱。我想做一个简易冰箱，所以几年前我就开始研究如何使东西冷却。从生物学来讲，我们能看到的最简单的冷却方法是可以通过发汗或蒸发。这个想法使我成功地设计并制作出太阳能冰箱。"

平板太阳能冰箱在我国的发展经历了一个"U"字形过程，现在又在新的起点上逐步抬头，引起了专家学者和企业界的高度关注。据有关资料表明，1997年我国太阳能冰箱的年产量达350万平方米，其中平板太阳能冰箱约占45%，真空管冰箱约占30%。到2001年我国平板太阳能冰箱的比例就下降到了26.3%，而真空管冰箱上升到63.2%。截至目前，经过近10年来的持续下滑，我国平板太阳能冰箱产量所占份额也就仅有90%左右了。然而，在国际市场上，平板太阳能冰箱却始终是主导产品，国外(如日本、美国等)90%以上的太阳能热水系统都采用平板型太阳集热器，即使在冬季十分寒冷的丹麦、瑞典等北欧国家也毫不例。我国有关部门对全球太阳能冰箱发展情况进行了统计分析。被统计的欧洲、美洲、大洋洲和亚洲的21个国家中的433家太阳能企业中，有平板太阳能冰箱401家，占企业总数的92.61%;有真空管太阳能冰箱12家，占企业总数的2.77%;简易太阳能冰箱20家，占企业总数的4.62%。显然，在国外太阳能冰箱应用中，平板太阳能冰箱生产经营企业远远大于其他产品类型企业数量。随着新能源的推广和普及，以及科技的进步和发展，我国平板太阳能冰箱的技术水平和产品性能、质量也在不断提高，并在一体化等多个方面表现出独特的发展优势。2008年北京奥运会工程之一"奥运村"，在大规模太阳能热水系统招标中，选择了德国企业生产的平板太阳能集热器，让我国真空管太阳能冰箱生产企业不得不凝神反思。今年3月6日，在第六届中国太阳能品牌产品博览会上，海尔太阳能中标澳洲一万平方米平板集热器大单成为惹人眼红的新闻。海尔集团从德国引进先进平板集热技术，开发出适合中国市场的高温平板太阳能集热器，成功解决了平板太阳能的保温性、密封性等行业难题。太阳雨、澳柯玛等国内品牌企业也纷纷投资平板太阳能冰箱项目。经过太阳能冰箱行业和建筑业界的共同努力，我国平板太阳能冰箱正从低谷走向了新的发展阶段。

平板太阳能冰箱经过了几十年的发展，技术已经更趋成熟和完善，并具备了其它类型太阳能所不具备的优势特点。一是特别适合与建筑一体化要求。平板太阳能冰箱由于其平面结构特性，在太阳能的建筑一体化应用中，形态结构灵活随意，设计时不受形态或尺寸的约束，易于实现与建筑构件的结合。再加上它的集热板为金属材质，可方便采用丝结、焊接等连接方式，为安装、维护和使用提供了便利。二是具有较高的热效率。因为真空管太阳能集热器是由若干根真空管组成的，管子之间存在着间隙，在被太阳光照射时，有一部分太阳能没有被集热器所接受。平板太阳能集热器却是一个连续的平面，整个集热器表面都可以接受太阳光。所以，在相同的采光面积和日照强度下，平板太阳能冰箱的日平均效率一般要高于真空管太阳能冰箱日平均效率6%以上。三是具有良好的承压性能。由于平板太阳能集热器的吸热板是由金属材料制成的，集热器与贮水箱的连接也采用金属零件，因此，可承受来自自来水和循环泵的压力。目前，城市用水一般都采用集中供水系统，自来水压力较高，这就要求从太阳能冰箱出来的热水要有一定的压力，从而，减小冰箱出水口与自来水出水口之间的压差，为用户使用提供方便和舒适。四是组成大系统时性能稳定。对于一些大型的场所，如宾馆、游泳馆、工厂等地方，在使用太阳能冰箱时，往往需要很多块太阳能集热器组成大规模的供水系统。如果采用平板太阳能集热器，在集热器与系统之间用金属连接，而不是和真空管太阳能冰箱那样用橡塑件连接，就可以保证整个系统的稳定性。因此，在建立大规模太阳能热水系统的时候，往往采用平板太阳能集热。此外，由于平板太阳能冰箱结构简单，加工方便和易于规模化生产，还使得它具有制造成本低、安装费用省和使用寿命长等特点。当然，平板太阳能集热器存在的热损失偏高和防冻等问题，也需要通过科技创新进一步得到解决。为了积极参与国际竞争，开拓国内高端市场，我们必须重视平板太阳能冰箱的研究与开发，以更加开放的心态，提高我国太阳能热利用的技术水平和国际化水平。

21世纪90年代，中国已经开始对太阳能吸附制冷冰箱的研究，但是大多数还局限在实验室，尚未达到预期的实用化程度，主要原因是受到制取温度高及太阳能的时间局限性的影响。同时，太阳能吸附制冷冰箱室外吸附床和室内制冷器之间需要管路连接，也是影响太阳能吸附制冷冰箱进入批量生产阶段的主要障碍。

为了解决以上各种缺陷，国内研究人员从系统循环机理、吸附制冷工质对的选择、平板太阳能冰箱的性能、内外特性分析及优化设计等诸多方面对太阳能固体吸附式制冷技术进行了详细分析研究。上海交通大学制冷所热环境研究室孙长江经过数年潜心研究，按照批量生产所要求的工艺和流程，制造了两台太阳能吸附式冰箱。实验结果表明该冰箱性能较为稳定，证明这种平板太阳能冰箱在技术上已经具备了成熟的生产制造条件。

在太阳能吸附冰箱中，吸附工质对的选择非常重要。国内研究人员尝试研究不同的吸附工质对的吸附特性，其中包括CoF2-NH3、SrCl2-NH3、活性炭-甲醇、活性炭-乙醇等。实验结果表明，CoF2-NH3工质对的单位吸附量大，达到最大吸附量时的温度要求低，吸附周期短，并且多次重复吸附后既不结块、也不膨胀，为化学吸附式制冷系统的小型化和实用化提供了新的可能性;SrCl2-NH3工质对的吸附制冷量大，适宜太阳能或低品位余热驱动，是性能优良的工质对;活性炭-甲醇工质对较之活性炭-乙醇工质对更适用于太阳能固体吸附式制冰机中。

高效太阳能集热器是平板太阳能冰箱的关键部件，有非聚焦型太阳能集热器和聚焦型太阳能集热器两类。其中，非聚焦型太阳能集热器分为平板型、真空管和CPC型三种，这三种集热器集热温度均不高，在250℃以下，属于低温或者中温太阳能集热器;聚焦型太阳能集热器分为槽式、碟式和塔式三种，通常情况下，这三种聚焦型集热器集热温度均可达300℃以上，属于中高温集热器。对于平板太阳能冰箱而言，非聚焦型太阳能集热器主要应用于太阳能吸附制冷冰箱系统，而聚焦型太阳能集热器可应用于太阳能光电制冷冰箱系统。目前，国内外对太阳能集热器的研究和利用多限于中低温范围。