新型太阳能吸收式制冷循环的性能分析

　　引言

　　太阳能制冷是近些年发展起来的一种新型太阳能利用技术,利用太阳能进行制冷可以有效降低常规制冷方式带来的巨大能源消耗,并减轻由于燃烧化石能源发电所带来的环境污染,符合我国提出的节能减排的基本政策^[1]。

　　太阳能集热装置是一种特殊的能量转换装置,它可以将输入的太阳辐射能转换成热能,并将该热能传递给流体^[2]。两级溴化锂吸收式制冷系统是以水作为制冷剂,溴化锂水溶液作为吸收剂的制冷系统,它可以在热源温度为75~86°C的温度范围内工作,热力系数为0.38以上。

　　结合太阳能集热技术和两级溴化锂吸收式制冷技术的优点,提出了一种新型太阳能吸收式制冷循环,该循环不仅可以在太阳能集热器所能提供的温度范围内制冷,还可以提高对热源的可利用温差,从而弥补了两级吸收式制冷循环的不足,提高了循环的整体效率。

　　1循环流程

　　新型太阳能溴化锂吸收式制冷循环的原理图如图1所示。

　　其流程如下:

　　点1为低压吸收器出来的浓度为ρ₁的溴化锂中间稀溶液,被溶液泵升压,经低温溶液换热器加热,达到点2,再经高温溶液换热器加热,达到点4,再与高压吸收器出来的浓度为ρ₉的溶液混合,达到浓度为ρ₁₃的中间溶液,进入高压发生器。在高压发生器中,溶液被热源热水加热到5点,浓缩为浓度ρ₆的中间浓溶液,在此过程中产生的冷剂蒸汽进入冷凝器。从高压发生器流出的溴化锂中间浓溶液在高温换热器中放热降温后,达到点6,然后分为两路:其中一路进入低压发生器,被热源加热浓缩为浓度ρ₈的浓溶液(点7),产生的水蒸气被高压吸收器所吸收, 7点的溶液经低温换热器降温,达到点8,进入低压吸收器中吸收来自蒸发器的水蒸气;另一路浓度为ρ₆的中间浓溶液进入高压吸收器,吸收来自低压发生器的水蒸气,成为浓度ρ₉的稀溶液。进入冷凝器的水蒸气经冷却水换热降温,冷凝为液态水,进入蒸发器蒸发,实现制冷,得到的水蒸气被低压吸收器中溶液吸收,如此不断循环。

　　图2所示为新型太阳能吸收式制冷循环的焓浓图,图中P_h、P_m和P_l分别为高压发生器、低压发生器以及蒸发器压力。

　　2循环特性分析

　　(1)热水的可利用温差大。

　　对于太阳能空调系统,热源的可利用温差是影响整个系统性能的重要因素,热源的可利用温差大,系统整体效率就高。该系统采用将热水依次通过高压发 生器和低压发生器中加热溶液,热水温差可达25°C以上,大大提高了太阳能空调系统的热源可利用温差,进而提高了系统的热力系数。