Tecnologia applicativa del frigorifero solare

La Cina ha iniziato la ricerca sui frigoriferi ad adsorbimento solare, ma la maggior parte rimane confinata in laboratorio e deve ancora raggiungere il livello desiderato di applicazione pratica. Ciò è dovuto principalmente alle elevate temperature di produzione e alla limitata disponibilità di energia solare. Inoltre, la necessità di tubazioni tra il letto di adsorbimento esterno e il raffreddatore interno nei frigoriferi ad adsorbimento solare rappresenta un grave ostacolo alla loro produzione di massa.
Per affrontare queste limitazioni, i ricercatori nazionali hanno condotto ricerche dettagliate sulla tecnologia di refrigerazione solare ad adsorbimento solido, concentrandosi sui meccanismi del ciclo del sistema, sulla selezione di coppie di refrigeranti ad adsorbimento, sulle prestazioni del frigorifero solare, sull’analisi delle caratteristiche interne ed esterne e sulla progettazione ottimizzata. Dopo anni di ricerca dedicata, Sun Changjiang del Laboratorio per l'ambiente termico presso l'Istituto di refrigerazione dell'Università Jiao Tong di Shanghai, ha costruito due frigoriferi ad adsorbimento solare utilizzando i processi e le procedure richiesti per la produzione di massa. I risultati sperimentali dimostrano prestazioni relativamente stabili, dimostrando che la tecnologia per questo tipo di frigorifero solare è sufficientemente matura per la produzione.
Nei frigoriferi ad adsorbimento solare, la selezione delle coppie di refrigeranti ad adsorbimento è cruciale. Ricercatori nazionali hanno studiato le proprietà di adsorbimento di varie coppie di refrigeranti ad adsorbimento, tra cui CoF2-NH3, SrCl2-NH3, carbone attivo-metanolo e carbone attivo-etanolo. I risultati sperimentali mostrano che la coppia di fluidi di lavoro CoF2-NH3 ha un'elevata capacità di adsorbimento specifica, richiede una bassa temperatura per raggiungere la massima capacità di adsorbimento, ha un ciclo di adsorbimento breve e non mostra agglomerazione o espansione dopo ripetuti adsorbimenti, offrendo nuove possibilità per la miniaturizzazione e l'applicazione pratica dei sistemi di refrigerazione ad adsorbimento chimico. La coppia di fluidi di lavoro SrCl2-NH3 presenta anche un'elevata capacità di raffreddamento ad adsorbimento ed è adatta per l'uso con energia solare o calore di scarto di bassa qualità, rendendola un'eccellente coppia di fluidi di lavoro. La coppia di fluidi di lavoro carbone attivo-metanolo è più adatta per l'uso nei produttori di ghiaccio solare ad adsorbimento di solidi rispetto alla coppia di fluidi di lavoro carbone attivo-etanolo.
I collettori solari termici ad alta-efficienza sono componenti chiave dei frigoriferi solari e sono classificati in due tipi: non-focalizzati e focalizzanti. I collettori solari non focalizzati-sono classificati come piatti-piatti, tubi a vuoto e CPC. Questi tre tipi hanno temperature di raccolta basse, inferiori a 250 gradi, e sono classificati come collettori solari a bassa- o media-temperatura. I collettori solari focalizzati sono classificati come a vasca, a piatto e a torre. In genere, questi tre tipi possono raggiungere temperature di raccolta superiori a 300 gradi, rendendoli collettori a temperatura media- e alta-. Per i frigoriferi solari, i collettori solari non-focalizzati vengono utilizzati principalmente nei sistemi di refrigerazione ad assorbimento solare, mentre i collettori solari focalizzati possono essere utilizzati nei sistemi di refrigerazione solare fotovoltaica. La ricerca e l'utilizzo dei collettori solari, sia a livello nazionale che internazionale, sono stati limitati principalmente all'intervallo di temperature medie- e basse-.