太阳能热水系统与太阳能吸收式空调探讨 刘中平 m摘要：分别对太阳能热水系统、太阳能吸收式制冷系统进行分类，阐述了吸收式制冷原理，o理，并对其优缺点以及太阳能制冷研究发展方向做了分析。 c介绍了太阳能吸收式空调原 关键词：太阳能热水系统，溴化锂吸收式制冷，太阳能吸收式空调，集热器 .中图分类号：ＴＵ８３２．１７ gn文献标识码：Ａ 在全球能源形势紧张、伞球气候变暖严重威胁经济发展和人 o也很关键。能够运行整体式系统的热水器有两类：闷晒式热水器 们生活健康的今天，世界各 都在寻求新的能源替代战略，以求 l和储热式真空管热水器。 得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。太阳能以其清 u２）循环式。ａ．自然循环式。自然循环式热水系统中的循环 洁、源源小断、安全等显著优势，成为关注重点。在太阳能产业的 h动力是靠管路内冷热水密度和液位差不同而产生的热虹吸压头 发展中，太阳能热水器的热利用转换技术无疑是最为成熟的，其 来维持的。热水器中的水被太阳能加热后体积膨胀，密度减小，压 产业化进程也较光伏电池、太阳能发电等产业领先一步。文中就 z.强降低而上升。水箱下部的冷水由下循环管流入集热器，将被加 太阳能热水系统和太阳能吸收式空调做以下探讨。w 热的水顶入水箱，不断循环。经过一段时间，整个水箱内的水就被 １太阳能热水系统 加热到可以使用的温度。由于循环依赖于虹吸压头，所以热水箱 １）整体式。整体式热水系统的特点是集热器与畜热水箱合 w必须高于集热器的上集管。能运行自然循环式系统的热水器包括 为一体，具有结构紧凑，设备简单，运行管理方便，造价低廉的优 w平板式热水器、全玻璃真空管热水器和热管真空管热水器等。ｂ． 点，是一种深受用户欢迎、易于推广的家用热水系统。由于集热 强制循环式。是利用水泵在集热器和储热水箱之间建立循环。 和储存热水都是在统一容器内进行，所以解决集热和保温的矛盾 ３）直流式。直流式热水系统中的水只通过集热器一次就被加 热到所需温度。直流式热水系统的工作原理是当集热器出口温 收器内的溴化锂浓溶液吸收，溶液浓度不断降低，冉由循环泵送 度达到预定温度时，集热器出ＶＩ处的温度灵敏开关打开，热水被 回发生器，完成整个循环，如此循环不息，连续制取冷量。由于溴 自来水顶入储水箱。当集热器出口温度下降时，温度灵敏开关立 化锂稀溶液在吸收器内已被冷却，温度降低，为了节省加热稀溶 即关闭，停止供水。直流式热水系统所采用的热水器包括平板式 液的热量，提高整个装置的热效率，在系统中增加了一个换热器， 热水器、同心套管式真空管热水器和ｕ型真空管热水器等，由于 让发生器流出的高温浓溶液与吸收器流出的低温稀溶液进行热 独特的运行原理，集热管可以任意角度放置，灵活性较大。 交换，提高稀溶液进入发生器的温度。 ２太阳能吸收式制冷系统 按照消耗热能及消耗机械能进行分类，太阳能制冷系统主要 ２．３ 溴化锂吸收式制冷机的主要特点 溴化锂吸收式制冷机优点：１）利用热能为动力，特别是可利 余热、废热等）；２）整个机组除了功率较小 有５种类型：１）太阳能吸收制冷系统（消耗热能）。２）太阳能吸附 用低位势热能（太阳能、无其他运动部件，运转安静；３）以溴化锂水溶液为 式制冷系统（消耗热能）。３）太阳能除湿式制冷系统（消耗热能）。 的屏蔽泵之外，无臭、无毒、无害，有利于满足环保的要求；４）制冷剂在真空 ４）太阳能蒸汽压缩式制冷系统（消耗机械能）。５）太阳能蒸汽喷 工质，无高压爆炸危险，安全可靠；５）制冷量调节范围广， 射式制冷系统（消耗热能）。文中就太阳能驱动溴化锂一水吸收 状态下运行，式制冷系统原理及其特点进行阐述。 在较宽的负荷内适应性强，可在一定的热媒水温度、冷媒水出口 ２．１ 太阳能吸收式制冷的工作原理 温度和冷却水温度范围内稳定运转。 太阳能吸收式空调系统主要由太阳集热器、吸收式制冷剂、 主要缺点：１）溴化锂水溶液对一般的金属有较强的腐蚀性， 空调箱（或风机盘管）、锅炉、储水箱和自动控制等几部分组成。 这不仅会影响机组的正常运行，而且会影响机组的寿命；２）溴化 用于太阳能吸收式空调系统的太阳能集热器既可采用真空太阳 锂吸收式制冷机的气密性要求高，即使漏进微量的空气也会影响 能集热器，也可采用平板型太阳集热器，太阳能吸收式制冷工作 机组的性能，这就对机组制造提出严格的要求；３）浓度过高或者 原理见图１。 温度过低时，溴化锂水溶液均容易形成结晶，因此防止结晶是溴 化锂吸收式制冷机设计和运行中必须注意的问题。 太阳 ３太阳能制冷研究的发展方向 太阳能制冷研究主要在三个方向上进行，即太阳能吸收式制 m冷、太阳能吸附式制冷和太阳能喷射式制冷，以这三种制冷方法 o为基础，c.或综合或增强，又延伸出一些新的制冷方法。其中吸收 热水箱辅助热源溴冷机冷冻水箱风机盘管 图１ 太阳能吸收式制冷工作原理 g式制冷和喷射式制冷都已经进入了应用阶段，吸附式制冷还在研 究阶段。另外，太阳能压缩式制冷也得到过应用，但它是利用太 ２．２溴化锂吸收式制冷原理 n阳能加热通过集热器的低沸点介质，经汽化后通入气轮机驱动制 溴化锂吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收 o冷机制冷。 ｔ 器、换热器、循环泵等几部分组成（如图１所示）。 l４结语 水蒸气 u在世界范围内很多国家和地区都开展了太阳能驱动溴化锂 h吸收式制冷系统的研究与应用，研究内容涉及集热器类型、吸收 z式循环结构以及蓄冷蓄热和经济效益等各个方面，但在广泛的研 .究热潮中，目前世界上还没有实现一个真正商业化的可以与传统 w电动压缩式制冷系统进行竞争的系统。吸收式制冷机的ＣＯＰ与 w压缩系统相比偏低是其中原因之一，但真正的瓶颈在于太阳能集 w热系统成本的居高不下。 降低真空管集热器、ＣＰＣ聚光集热器等中低温集热器的成 本，或者是生产出新类型的高效低成本的中低温集热器，将大大 图２ 溴化锂吸收式制冷原理 促进太阳能驱动溴化锂吸收式制冷系统的普及推广与商业化。 在溴化锂吸收式制冷机运行过程中，当溴化锂水溶液在发生 参考文献： 器内受到热媒水的加热后，溶液中的水不断汽化；随着水的不断 ［１］罗运俊．太阳能利用技术［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２００６． 汽化，发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入吸收器；水蒸 ８２－８３． 气进入冷凝器，被冷凝器内的冷却水降温后凝结，成为高压低温 ［２］刘长滨．太阳能建筑应用的与市场运行模式［Ｍ］．北京： 的液态水；当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀 中国建筑工业出版社，２００７．２５—２６． 而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而 ［３］张炯，解静芳．太阳能热水器热水供应效益分析［Ｊ］．山西建 达到降温制冷的目的；在此过程中，低温水蒸气进入吸收器，被吸 筑，２００７，３３（１３）：２２８—２２９． Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ ｈｏｔ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｓｏｌｒａ ｅｎｅｒｇｙ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ ＬＩＵＺｈｏｎｇ－ｐｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｒｔｉｃｌｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｅｓ ｔｈｅ ｓｏｌｒａ ｅｎｅｒｇｙ ｈｏｔ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｓｏｌｒａ ｅｎｅｒｇｙ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ，ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｉｔｓ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ａｎｄ ａｎ— ａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ｓｏｌｒａ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｏｌｒａ ｅｎｅｒｇｙ ｏｈｔ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，ｌｉｔｈｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ，ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ，ｈｅａｔ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｏｒ
