太陽能吸收式制冷是利用溶液濃度的變化來獲取冷量的裝置,即制冷劑在一定壓力下蒸發(fā)吸熱。再利用吸收劑吸收制冷劑蒸汽。自蒸發(fā)器出來的低壓蒸汽進入吸收器并被吸收劑強烈吸收,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)生高壓蒸汽進入冷凝器冷卻,而稀溶液減壓回流到吸收器完成一個循環(huán)。它相當(dāng)于用吸收器和發(fā)生器代替壓縮機,消耗的是熱能。熱源可以利用太陽能、低壓蒸汽、熱水、燃?xì)獾榷喾N形式。
吸收式制冷系統(tǒng)的特點與所使用的制冷劑有關(guān)。常用于吸收式制冷機中的制冷劑大致可分為水系、氨系、乙醇系和氟里昂系四個大類。水系工質(zhì)對是目前研究最熱門的課題之一,對它的研究主要是針對現(xiàn)今大量生產(chǎn)的商用LiBr吸收式制冷機依然存在的易結(jié)晶、腐蝕性強及蒸發(fā)溫度只能在零度以上等缺陷。氨系工質(zhì)對中包括了最為古老的氨水工質(zhì)對和近期開始受重視的以甲氨為制冷劑的工質(zhì)對,由于氨水工質(zhì)對具有互溶極強、液氨蒸發(fā)潛熱大等優(yōu)點,它至今仍被廣泛用于各類吸收式制冷機。人們對氨水工質(zhì)對的研究主要是針對它的一些致命的缺陷,如:COP較溴化鋰小、工作壓力高、具有一定的危險性、有毒、氨和水之間沸點相差不夠大、需要精餾等。吸收式空調(diào)采用溴化鋰或氨水制冷機方案,雖然技術(shù)相對成熟,但系統(tǒng)成本比壓縮式高,主要用于大型空調(diào),如中央空調(diào)等。
太陽能吸收式制冷的研究現(xiàn)狀及發(fā)展
太陽能吸收式制冷是最早發(fā)展起來的,起源于1932年,但因成本高,效率低,沒什么商業(yè)價值。后來隨著科技的進步,吸收式制冷研究逐漸得到了發(fā)展。由于1992年世界性能源危機的影響,吸收制冷受到了發(fā)達國家的重視,吸收式制冷產(chǎn)業(yè)也得到了普及和發(fā)展。
太陽能吸收式制冷由于利用太陽能,所以其發(fā)生溫度低,即便采用特殊的集熱器,也只有100℃多一些。因此,其制冷循環(huán)方式都是采用單效方式。再細(xì)分下去,有單效單級和單效雙級兩種。迄今為止,國外的太陽能制冷空調(diào)系統(tǒng)通常都采用熱水型單級吸收式溴化鋰制冷機。該類制冷機在熱源溫度足夠高及冷卻水溫度比較低的場合,性能良好:若熱源溫度降低而冷卻水溫度較高,它的效率將大大下降,甚至不能正常制冷。因此國外太陽能空調(diào)制冷系統(tǒng)普遍采用高溫運行的方式,有的甚至在120℃一13O℃下運行,需要采用聚光式集熱器,這就影響了太陽能制冷空調(diào)的推廣使用。單級吸收式制冷機還有一個很大的缺點,就是熱源的可利用溫差小,一般只有6℃一8℃,為了適應(yīng)低溫余熱
和太陽能的利用,W.B.Ma等人對雙級溴化鋰一水吸收式制冷機進行了理論分析和初步的實驗研究,指出雙級溴化鋰一水吸收式制冷機可有效利用太陽能,有著廣闊的市場前景。這種新型的兩級吸收式制冷機有兩個顯著的特點:
一是所要求的熱源溫度低,在75℃到85℃之間都可運行,當(dāng)冷凝水溫為32℃時,COP值可達到0.38;
二是熱源的可利用溫差大,熱源出口溫度低至64℃時。此系統(tǒng)對熱源溫度有較寬的適應(yīng)范圍,有利于制冷機在較低的太陽輻射強度和不穩(wěn)定的太陽能輸入情況下,適應(yīng)其引起的溫度波動,實現(xiàn)穩(wěn)定的運行。
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