吸收压缩复合式太阳能制冷技术及研究进展

　　自20世纪70年代以来，全球能源短缺和环境污染问题日益严重，世界许多国家掀起一股开发利用新能源的高潮[1]，其中利用太阳能进行制冷就是 一个重要方面。有研究表明，空调能耗占整个建筑能耗的45%[2]，利用太阳能代替常规能源驱动空调对建筑物进行制冷或供热将是一种很好的选择。目前应用 最广泛的是蒸汽压缩式系统，但是它是以消耗电能为代价来换取低品位的热能，能效比较低。当温度提升要求较大时，蒸汽压力升高，甚至超出常规压缩机范围以至 于单级压缩不能胜任[3]。而常规的吸收式制冷系统发生器温度高，发生温度低，传热温差大，热效率较低[4]，同时对于单级系统来说也不适用于余热温度较 低的条件。因此，目前在提高效率、寻找新型制冷剂、开发新的制冷循环等方面已涌现出许多新的研究成果[5]。那么综合了热驱动吸收式空调和电驱动压缩式空 调两者优点的吸收压缩复合式制冷循环越来越受到人们的关注和期待[6,7,8]。

　　1 吸收压缩复合式太阳能制冷系统的结构和工作原理

　　吸收压缩复合式太阳能制冷系统实际上是由一个吸收式制冷单元串联一个蒸汽压缩单元，主要是由平板型太阳能集热器、溴化锂吸收式制冷机、储能装置 和压缩机等几大部分构成。在天气晴朗的时候，由集热器产生的热水驱动制冷机制冷;在晚上或者没太阳的时候，启动压缩机制冷，那么蒸发器、压缩机和冷凝器就 构成一个单独的压缩式制冷系统。在以集热器为制冷机热源时,对制冷机来说,系统性能系数随着热源温度的升高而增加;对于太阳能集热器,制热水量越多，集热 效率越高，而热水温度越高则其集热效率越低。所以,为了达到更高的制冷效率,就需要找出制冷机与集热器之间的最佳工况点[9]。

　　2 吸收压缩复合式太阳能制冷系统的各种技术方案及研究进展

　　根据制冷工质的不同，吸收压缩复合式制冷系统主要以H2O-NH3式和H2O-LiBr式两种为主。

　　2.1 太阳能氨水吸收压缩制冷系统

　　在当前的吸收式制冷技术中，氨是最早被使用的制冷剂之一。在标准大气压下，氨的沸点为-33.4℃，凝固点为-7.7℃，而且它的气化潜热非常 大，在普通蒸发温度下就能达1300kJ/kg，大约为R22的7倍。在普通制冷温度下，制冷机系统低 压部分压力通常保持在大气压力左右，没有漏气问题，并且一般认为它的制冷温度能达到-45℃。

　　普通的单级氨吸收制冷需要较高的热源温度(如在蒸发温度为-20℃时，热源温度要达到140℃)，只有在压力和温度都满足的条件下才能进行驱 动。而且单级氨吸收制冷本身传热温差大，性能系数COP较低，所以在过去很长一段时间里，这种单级的吸收制冷逐渐被压缩制冷循环所替代。由于能源短缺和节 能减排的实际 需要，利用低品味余热进行 制冷的技术越来越受到人们的关注。近年来有许多研究者对两级的氨吸收制冷循环进行了研究[10 ,11]，但两级氨吸收制冷所需设备及其投资费用是单级的两倍，而且性能并不理想。所以这种制冷技术也没有获得广泛采用。于是，人们将注意力转向了将吸收 与压缩两种技术综合起来的制冷机的研究。