单效、双效耦合式溴化锂吸收式制冷机性能研究

　　随着社会的不断进步，夏季空调制冷所消耗的能量已经占到较大的比例。利用太阳能制冷空调一方面可以大大减少电力消耗，节省常规能源;另一方面，由于太阳能空调系统采用非氟氯烃类物质作为制冷剂，没有相关的环境污染。因此，利用太阳能空调技术，对节约常规能源、保护自然环境都具有十分重要的意义。

　　近年来，国内外很多专家学者对太阳能空调和吸收式制冷进行了大量的理论和实际的研究。太阳能驱动的溴化锂吸收式制冷系统在我国发展非常迅速。本人所在课题组提出了一种新型单效、双效耦合太阳能吸收式制冷循环，其特点是在白天有日照时段利用中温集热器生产蒸汽，当集热器产生的热源温度在160℃左右时可按双效循环运行提供空调制冷量，并进行蓄热;而在无日照时段或热源温度下降到140℃以下时可切换为热水型单效循环运行，直至85℃左右单效循环无法运行为止。这样，由于热源利用温差很大，单位体积的蓄热水箱(蓄能罐) 可以蓄取较多的能量。其蓄能密度与冰蓄冷相当，在正常天气情况下有可能无需用辅助能源而完全靠太阳能进行昼夜空调。

　　1 单效、双效耦合式溴化锂吸收式制冷机原理

　　单效、双效耦合式溴化锂吸收式制冷机系统原理图如图1所示： 图1单效、双效耦合溴化锂吸收式制冷机跟普通的双效溴化锂制冷机相比，多了一个热水低压发生器，该换热器的传热面布置在低压发生器传热面的上方，两部分传热面均采用喷淋式结构，可避免沉浸式结构因液柱而造成发生效率降低的问题。

　　当聚光型太阳集热器发生的蒸汽压力达到0.25MPa(表) 以上且有制冷需求时，打开V2阀给溴化锂吸收式制冷机供应蒸汽，制冷机按双效运行，在高压发生器中，稀溶液被热源蒸汽加热。在较高的发生压力pr下产生冷剂蒸汽，因该蒸汽具有较高的饱和温度，又被通入低压发生器作为热源，加热低压发生器中的溶液，使之在冷凝压力pk下产生冷剂蒸汽。此时，低压发生器则相当于高压发生器在pr压力下的冷凝器。由于驱动热源的能量在高压发生器和低压发生器中得到了两次利用，所以称为双效循环。显然，与单效循环相比，产生同等制冷量所需的驱动热源加热量减少，即双效机组的效率比单效机组提高近一倍。

　　当有制冷需要且蒸汽压力低于0.25MPa(表)、而蓄能罐内热水温度在140℃~85℃之间时，制冷机热源切换为热水，按单效循环运行，启动热水泵P2并打开V2阀。机组工作时，从吸收器流出的稀溶液，经溶液泵升压流进低温溶液热交换器进入热水低压发生器。稀溶液在低温溶液热交换器中被来自低压发生器的浓溶液加热，再在发生器中被作为驱动热源的热水加热，浓缩成浓溶液。从发生器流出的浓溶液，在压差和位差的作用下，经低温溶液热交换器进入吸收器。浓溶液在低温溶液热交换器中向来自吸收器的稀溶液放热，再在吸收器中吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽，稀释成稀溶液，同时，向冷却水放出溶液的吸收热。这样，完成了单效溴化锂吸收式制冷循环的溶液回路。在发生器中产生的冷剂蒸汽，流入冷凝器，在其中向冷却水放热，凝结成冷剂水，经U型管节流进入蒸发器。冷剂水在蒸发器中蒸发，同时向冷水吸热，使之降温而产生制冷效果。在蒸发器中产生的冷剂蒸汽，进入吸收器，完成了单效溴化锂吸收式制冷循环的制冷剂回路。