太阳能氨水吸收式家用制冷空调的开发

　　由于吸收式制冷机可以利用低品位能源作为动力，并且制冷剂不用氟里昂，因而可以节能降耗，减少温室气体和氟里昂对大气环境的污染。
　　太阳能氨水吸收式制冷空调，是用太阳能集热器提供的热能来驱动氨水吸收式制冷机制冷，主要由太阳能集热器和氨水吸收式制冷机两大部分构成。日常生活中，我们对太阳能集热器的应用比较多见，而对吸收式制冷机的应用相对比较少，即使常见的溴化锂吸收式制冷机大多也只是应用在宾馆、酒店的中央空调系统，吸收式制冷机还没有走进寻常百姓的家庭。为此本文就家用太阳能氨水吸收式制冷空调的研制、开发与应用问题作一分析探讨。
　　1 太阳能集热器
　　太阳能氨水吸收式制冷空调的开发实际上是个成熟技术的组合应用问题。既然太阳能热水器能为我们的日常生活提供热水，同样地我们可以利用太阳能热水器提供的热媒水，来驱动氨水吸收式制冷机制冷，满足人们使用制冷空调的愿望和需要。目前太阳能集热器的制造技术已经成熟，太阳能热水器提供的热媒水可以满足氨水吸收式制冷机的要求。下面以热管式真空管集热器为例，对太阳能集热器的工作原理和结构特点作一介绍。
　　1.1 集热器的工作原理
　　热管式真空管集热器主要由热管式真空管和集管(水箱)组成，采用特殊的密封结构将热管式真空管的冷凝端与水箱相连接。集热器的工作原理是利用热管内工质的汽- 液相变循环过程，连续不断地将吸收的太阳能传递到冷凝端加热水。当阳光照射在真空管内的吸热片上时，热管内的工质受热沸腾汽化，蒸汽不断冲向顶部的冷凝端，在冷凝端放热冷凝变成液体，沿管壁流回热管的蒸发段，完成一个循环。因为热管具有优良的传热性能，能高效地吸收太阳的辐射能并直接将其转换为热能，通过热管内部工质的蒸发与冷凝，连续不停地将热量传送到冷凝端放热，从而使水箱中的水不断地得到加热，其工作温度可达70～120℃。在
　　集热过程中，热管能迅速地将吸收的热量全部传导给水箱中的水，热量不倒流，即使在天气阴晴多变的情况下，也能把低密度散射光能转化为热能，与其他型式的热水器相比可产更多的热水。
　　1.2 集热器的结构特点
　　热管式真空管集热器是在普通全玻璃真空管集热器的基础上采用了热管传热技术，并在真空玻璃管内的热管上辅助有铜、铝传热片传热，太阳光透过真空玻璃管照射在吸热板上，吸热板吸收的热量将热管内的工质汽化并迅速上升到冷凝端，放出汽化潜热后冷凝成液体，在重力作用下流回热管蒸发端，完成集热器的传热过程。因为热管内工质的汽化潜热高，工质汽化、冷凝过程的放热系数比较大，所以不用很大的蒸发量就能传递较大的热量，能最大限度地提高集热器的传热效率。同时由于热管式真空管内不走水，加热系统与循环系统彼此独立分开，从根本上解决了全玻璃真空管结水垢、沉淀脏物、易炸管、寿命短的问题，使用安全可靠，具有效率高、水温高、可靠性高的特点。
　　由于热管是依靠工质的相变过程来传输热量，在使用中必须将热管的蒸发段置于冷凝段的下方，并要求热管与地面的倾角大于一定的角度，在设计或使用中要注意使热管式真空管与地面保持合适的角度。
　　2 吸收式制冷机
　　在生产实践和日常生活中，人们在很多场合都需要使用制冷机，所采用的制冷机型式除了蒸气压缩式制冷机外也有吸收式制冷机，不论是吸收式制冷机还是蒸气压缩式制冷机都是利用制冷剂的汽化潜热来制取冷量的，两者的主要区别在于前者依靠消耗热能作为补偿实现制冷，后者则通过消耗机械能作为补偿实现制冷。常见的吸收式制冷装置根据吸收剂的不同分为氨-水吸收式制冷和溴化锂-水吸收式制冷两种。下面将氨-水吸收式制冷以及扩散-吸收式制冷的原理以及工质的循环过程介绍如下。
　　2.1 氨-水吸收式制冷
　　氨-水吸收式制冷是利用氨-水所组成的二元溶液作为工质来运行的，这两种物质在同一压强下有不同的沸点，其中高沸点的组分称为吸收剂，低沸点的组分称为制冷剂。氨-水吸收式制冷是以氨为制冷剂，稀氨水溶液为吸收剂，利用溶液的浓度随其温度和压力变化而变化这一物理性质，将制冷剂与溶液分离，通过制冷剂的蒸发而制冷，又通过溶液实现对制冷剂的吸收。由于这种制冷方式是利用吸收溶剂的质量分数变化来完成制冷剂循环，所以被称为吸收式制冷。
　　氨-水吸收式制冷系统由吸收器、溶液泵、发生器、冷凝器、蒸发器和节流阀所组成。制冷剂的循环过程：自冷凝器引出的氨饱和液体，经减压调节阀节流减压降温后进入到蒸发器中定压吸热成为干饱和蒸气，然后氨蒸气进入吸收器被从发生器来的稀氨水溶液所吸收，使氨水溶液的浓度提高，浓氨水溶液经溶液泵升压后进入发生器被加热蒸发出氨蒸气，氨蒸气进入到冷凝器中定压放热凝结成氨饱和液体。吸收剂的循环过程：从发生器来的稀氨水溶液经节流阀进入吸收器中吸收氨蒸气后变成浓氨水溶液，浓氨水溶液再经溶液泵升压后进入发生器被加热蒸发出氨蒸气而变成稀氨水溶液。