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　　由于吸收式制冷機可以利用低品位能源作為動力，并且制冷劑不用氟里昂，因而可以節能降耗，減少溫室氣體和氟里昂對大氣環境的污染。

　　太陽能氨水吸收式制冷空調，是用太陽能集熱器提供的熱能來驅動氨水吸收式制冷機制冷，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制冷空調的研制、開發與應用問題作一分析探討。

　　1、太陽能集熱器

　　太陽能氨水吸收式制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制冷，滿足人們使用制冷空調的愿望和需要。目前太陽能集熱器的制造技術已經成熟，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，采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，蒸汽不斷沖向頂部的冷凝端，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并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采用了熱管傳熱技術，并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并迅速上升到冷凝端，放出汽化潛熱后冷凝成液體，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、冷凝過程的放熱系數比較大，所以不用很大的蒸發量就能傳遞較大的熱量，能最大限度地提高集熱器的傳熱效率。同時由于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、沉淀臟物、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。

　　由于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于冷凝段的下方，并要求熱管與地面的傾角大于一定的角度，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。

　　2、吸收式制冷機

　　在生產實踐和日常生活中，人們在很多場合都需要使用制冷機，所采用的制冷機型式除了蒸氣壓縮式制冷機外也有吸收式制冷機，不論是吸收式制冷機還是蒸氣壓縮式制冷機都是利用制冷劑的汽化潛熱來制取冷量的，兩者的主要區別在于前者依靠消耗熱能作為補償實現制冷，后者則通過消耗機械能作為補償實現制冷。常見的吸收式制冷裝置根據吸收劑的不同分為氨-水吸收式制冷和溴化鋰-水吸收式制冷兩種。下面將氨-水吸收式制冷以及擴散-吸收式制冷的原理以及工質的循環過程介紹如下。

　　2.1氨-水吸收式制冷

　　氨-水吸收式制冷是利用氨-水所組成的二元溶液作為工質來運行的，這兩種物質在同一壓強下有不同的沸點，其中高沸點的組分稱為吸收劑，低沸點的組分稱為制冷劑。氨-水吸收式制冷是以氨為制冷劑，稀氨水溶液為吸收劑，利用溶液的濃度隨其溫度和壓力變化而變化這一物理性質，將制冷劑與溶液分離，通過制冷劑的蒸發而制冷，又通過溶液實現對制冷劑的吸收。由于這種制冷方式是利用吸收溶劑的質量分數變化來完成制冷劑循環，所以被稱為吸收式制冷。

　　氨-水吸收式制冷系統由吸收器、溶液泵、發生器、冷凝器、蒸發器和節流閥所組成。制冷劑的循環過程：自冷凝器引出的氨飽和液體，經減壓調節閥節流減壓降溫后進入到蒸發器中定壓吸熱成為干飽和蒸氣，然后氨蒸氣進入吸收器被從發生器來的稀氨水溶液所吸收，使氨水溶液的濃度提高，濃氨水溶液經溶液泵升壓后進入發生器被加熱蒸發出氨蒸氣，氨蒸氣進入到冷凝器中定壓放熱凝結成氨飽和液體。吸收劑的循環過程：從發生器來的稀氨水溶液經節流閥進入吸收器中吸收氨蒸氣后變成濃氨水溶液，濃氨水溶液再經溶液泵升壓后進入發生器被加熱蒸發出氨蒸氣而變成稀氨水溶液。

　　2.2擴散-吸收式制冷

　　擴散-吸收式制冷采用的也是氨-水吸收式制冷原理，循環工質為三組分，其中氨為制冷劑，稀氨水溶液為吸收劑，氫氣為擴散劑。這種制冷方式由于在蒸發器和吸收器中產生氨和氫的擴散，故這種制冷被稱為擴散-吸收式制冷。擴散-吸收式制冷系統壓力的平衡是通過向蒸發器和吸收器導入氫氣實現的，雖然系統中各部分的總壓力幾乎都是相等的，但由于氫氣的存在，氨的分壓力在各處并不相同，氨蒸氣在蒸發器和吸收器(低壓端)中的分壓力就比沒有氫氣的發生器和冷凝器(高壓端)中的分壓力低，因而氨便在低溫低壓下在蒸發器內汽化，而在高溫和高壓下在冷凝器中凝結成液體。在蒸發器中，汽化后的氨蒸氣與氫氣形成了氫氨混合氣體，氨在氫氨混合氣體中分壓很小(約2～3bar)，而氫的分壓較大(12～13bar)，氨就從氨液中激烈地蒸發出來，而擴散到混合氣體中，此過程相當于蒸氣壓縮式制冷中的節流過程，氨液從14bar的高壓降至2bar左右的低壓，遂吸熱汽化而產生制冷效應。在吸收器中，氫氨混合氣體中的氨蒸氣被稀氨水溶液所吸收，而氫氣不溶于稀氨水，其密度小，容易向上流動進入蒸發器，從而促進制冷蒸氣在系統內的循環。

　　吸收-擴散式制冷機的結構由貯液器、溶液熱交換器、汽泡泵、上升管、發生器、精餾器、冷凝器、液封、蒸發器、氣體熱交換器、吸收器組成。下面將擴散-吸收式制冷系統中氨水溶液、氫和氨三種物質的循環過程敘述如下。

　　2.2.1氨水溶液的循環過程

　　從貯液器出來的濃氨水溶液，經溶液熱交換器與來自發生器的稀氨水溶液預熱后，進入汽泡泵被太陽能集熱器提供的熱媒水(或其它熱源)加熱沸騰，產生汽泡向上運動并將溶液沿上升管提升到達發生器內繼續蒸發，將氨蒸發出來，使濃氨水溶液變成稀氨水溶液，并從發生器底部流出經溶液熱交換器與來自貯液器的濃氨水溶液換熱后，進入吸收器上部吸收從貯液器來的氫氨混合氣中的氨氣，從而變成濃氨水溶液流回貯液器中。

　　2.2.2氫、氨混合氣體的循環過程

　　從發生器出來的氨蒸氣和水蒸氣進入精餾器中，與外界環境進行換交熱后使溫度降低，將水蒸氣分離出來流回發生器，氨蒸氣進入冷凝器中冷凝成液氨，然后液氨進入蒸發器中吸收外界環境的熱量釋放汽化潛熱實現制冷。蒸發器中的氨氣與從吸收器來的氫氣相混合成為氫氨混合氣，隨著蒸發過程不斷地進行，氨蒸氣的分壓也不斷地上升，含氨較多的低溫氫氨混合氣體，經氣體熱交換器換熱后進入貯液器中。從貯液器出來的氫氨混合氣體進入吸收器自下向上流動，與來自溶液熱交換器的稀氨水溶液接觸，由于氫氨混合氣體中的氨被稀氨水溶液吸收后，其分壓力逐步下降，一方面保證了蒸發器中的穩定低壓，同時使氨在氫氨混合氣體中所占分量愈來愈小，最后差不多全部為氫氣，因氫氣比較輕，從吸收器頂部釋放出來，進入氣體熱交換器降溫后進入到蒸發器中重新開始循環。

　　為了提高擴散-吸收式制冷機的熱效率，必須選擇適當的狀態參數，合理地設計整個系統的設備結構，使發生、冷凝、吸收、蒸發及溶液熱交換等各個過程均處于最佳狀態，同時換熱器性能的好壞、發生器、汽泡泵等部件的結構設計對吸收式制冷機的工作效率也非常重要。在整個擴散-吸收式制冷系統內，工質的運動是依靠其重度的差異，位置的高低，分壓的不同和濃度的不等而流動或擴散的，因而各設備之間的相對位置及管道的傾斜度均有嚴格要求，否則將會影響制冷效果，甚至會使機器喪失制冷能力。

　　太陽能氨-水吸收式制冷空調

　　太陽能氨-水吸收式制冷空調，實際上是將太陽能集熱器與擴散-吸收式制冷機聯合使用，利用太陽能集熱器吸收太陽光的熱量產生熱水，給擴散-吸收式制冷機提供動力，驅動擴散-吸收式制冷機制冷，靠消耗太陽能集熱器提供的低位熱能作為補償來實現空調的制冷循環。太陽能氨-水吸收式制冷空調的構造如圖1所示。