由於吸收式制冷機可以利用低品位能源作為動力,並且製冷劑不用氟裡昂,因而可以節能降耗,減少溫室氣體和氟裡昂對大氣環境的汙染。
太陽能氨水吸收式製冷空調,是用太陽能集熱器提供的熱能來驅動氨水吸收式制冷機製冷,主要由太陽能集熱器和氨水吸收式制冷機兩大部分構成。日常生活中,我們對太陽能集熱器的應用比較多見,而對吸收式制冷機的應用相對比較少,即使常見的溴化鋰吸收式制冷機大多也只是應用在賓館、酒店的中央空調系統,吸收式制冷機還沒有走進尋常百姓的家庭。為此本文就家用太陽能氨水吸收式製冷空調的研製、開發與應用問題作一分析探討。
1、太陽能集熱器
太陽能氨水吸收式製冷空調的開發實際上是個成熟技術的組合應用問題。既然太陽能熱水器能為我們的日常生活提供熱水,同樣地我們可以利用太陽能熱水器提供的熱媒水,來驅動氨水吸收式制冷機製冷,滿足人們使用製冷空調的願望和需要。目前太陽能集熱器的製造技術已經成熟,太陽能熱水器提供的熱媒水可以滿足氨水吸收式制冷機的要求。下面以熱管式真空管集熱器為例,對太陽能集熱器的工作原理和結構特點作一介紹。
1.1集熱器的工作原理
熱管式真空管集熱器主要由熱管式真空管和集管(水箱)組成,採用特殊的密封結構將熱管式真空管的冷凝端與水箱相連接。集熱器的工作原理是利用熱管內工質的汽-液相變循環過程,連續不斷地將吸收的太陽能傳遞到冷凝端加熱水。當陽光照射在真空管內的吸熱片上時,熱管內的工質受熱沸騰汽化,蒸汽不斷衝向頂部的冷凝端,在冷凝端放熱冷凝變成液體,沿管壁流回熱管的蒸發段,完成一個循環。因為熱管具有優良的傳熱性能,能高效地吸收太陽的輻射能並直接將其轉換為熱能,通過熱管內部工質的蒸發與冷凝,連續不停地將熱量傳送到冷凝端放熱,從而使水箱中的水不斷地得到加熱,其工作溫度可達70~120℃。在
集熱過程中,熱管能迅速地將吸收的熱量全部傳導給水箱中的水,熱量不倒流,即使在天氣陰晴多變的情況下,也能把低密度散射光能轉化為熱能,與其他型式的熱水器相比可產更多的熱水。
1.2集熱器的結構特點
熱管式真空管集熱器是在普通全玻璃真空管集熱器的基礎上採用了熱管傳熱技術,並在真空玻璃管內的熱管上輔助有銅、鋁傳熱片傳熱,太陽光透過真空玻璃管照射在吸熱板上,吸熱板吸收的熱量將熱管內的工質汽化並迅速上升到冷凝端,放出汽化潛熱後冷凝成液體,在重力作用下流回熱管蒸發端,完成集熱器的傳熱過程。因為熱管內工質的汽化潛熱高,工質汽化、冷凝過程的放熱係數比較大,所以不用很大的蒸發量就能傳遞較大的熱量,能**大限度地提高集熱器的傳熱效率。同時由於熱管式真空管內不走水,加熱系統與循環系統彼此獨立分開,從根本上解決了全玻璃真空管結水垢、沉澱髒物、易炸管、壽命短的問題,使用安全可靠,具有效率高、水溫高、可靠性高的特點。
由於熱管是依靠工質的相變過程來傳輸熱量,在使用中必須將熱管的蒸發段置於冷凝段的下方,並要求熱管與地面的傾角大於一定的角度,在設計或使用中要注意使熱管式真空管與地面保持合適的角度。