為了有效解決傳統(tǒng)家用空調(diào)的高耗電和噪聲問題，開發(fā)了一種新型的家用太陽能氣泡泵吸收式空調(diào)裝置。該裝置采用太陽能驅(qū)動溴化鋰吸收式制冷機組，并以氣泡泵代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械泵。在空調(diào)制冷量為16.5kW和制熱量為18.0kW的設(shè)計要求下，通過理論計算選擇內(nèi)徑為0.05m和沉浸高度為0.5m的氣泡泵、集熱面積為20m2太陽能集熱器以及容積為1m3的蓄熱水槽。最后，將該裝置與普通家用空調(diào)進行技術(shù)經(jīng)濟比較，得出太陽能氣泡泵吸收式空調(diào)有很大的優(yōu)越性。

1、前言

　　當前，我國的家用空調(diào)大多是采用蒸汽壓縮式機組，由于該型機組需要消耗大量的高品位能源，因此在夏天造成用電負荷增加，同時室外機中壓縮機等運動部件會產(chǎn)生噪聲。為了解決這一系列的問題，我們設(shè)計了一種適合普通家用的太陽能無泵溴化鋰吸收式空調(diào)系統(tǒng)。該太陽能無泵溴化鋰吸收式空調(diào)一方面利用太陽能與天然氣共同作為驅(qū)動能源，節(jié)約了對電能的消耗;另一方面該系統(tǒng)沒有壓縮機等運動部件，可以減少噪聲;此外，由于使用LiBr-H2O作為制冷工質(zhì)對，對環(huán)境幾乎沒有污染。

　　本設(shè)計中采用太陽能集熱器和氣泡泵(由發(fā)生器、熱虹吸管和分離器組成)驅(qū)動的單效溴化鋰吸收式制冷機的組合系統(tǒng)。為了更好地滿足普通家庭的要求，該空調(diào)機組的設(shè)計條件是:在標準制冷工況下，室外側(cè)進風(fēng)干/濕球溫度為35/24℃時，制冷量達到16.5kW，進/出水溫度達到12/7℃;在標準制熱工況下，室外側(cè)進風(fēng)干/濕球溫度為7/6℃時，制熱量達18.0kW，進/出水溫度達到40/45℃，并且能全年提供50℃的生活衛(wèi)生熱水。在該設(shè)計條件下，我們對吸收式制冷機的主要部件和太陽能集熱器以及蓄熱裝置進行了熱力設(shè)計計算。最后，將該系統(tǒng)與常規(guī)的戶式中央空調(diào)和分體式空調(diào)進行了經(jīng)濟分析對比。

2、系統(tǒng)簡介

　　系統(tǒng)原理如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)原理

　　工作流程如下:

　　夏天制冷季節(jié)，2個三通閥的a端、b端打開，c端關(guān)閉。當太陽能充足的時候，關(guān)閉燃氣加熱器，太陽能集熱器加熱的熱水首先進入蓄熱槽，經(jīng)過燃氣加熱器后，一部分進入吸收式制冷機的發(fā)生器用于驅(qū)動吸收式制冷機制取冷媒水，冷媒水進入風(fēng)機盤管為室內(nèi)提供冷風(fēng)，另一部分進入生活熱水管道用作生活熱水。從吸收式制冷機流出并已降溫的熱水流回蓄熱槽。當太陽能不足時，啟動燃氣加熱器，對蓄熱槽的熱水進一步加熱，使熱水的溫度達到使用要求。冬天供暖季節(jié)，2個三通閥的a端、c端打開，b端關(guān)閉，吸收式制冷機停止工作。當太陽能充足的時候，關(guān)閉燃氣加熱器，太陽能集熱器加熱的熱水首先進入蓄熱槽，經(jīng)過燃氣加熱器后，一部分進入風(fēng)機盤管，為室內(nèi)提供熱風(fēng)，另外一部分進入生活熱水管道用作生活熱水。從風(fēng)機盤管里流出并已降溫的熱水流回蓄熱槽。當太陽能不足時，啟動燃氣加熱器，對蓄熱槽的熱水進一步加熱，使熱水的溫度達到使用要求。

　　在過渡季節(jié)，2個三通閥的a端、b端和c端關(guān)閉，吸收式制冷機和風(fēng)機盤管停機，當太陽能充足的時候，關(guān)閉燃氣加熱器，太陽能集熱器加熱的熱水首先進入蓄熱槽，再經(jīng)過燃氣加熱器進入生活熱水管道用作生活熱水。當太陽能不足時，啟動燃氣加熱器，對蓄熱槽的熱水進一步加熱，使熱水的溫度達到使用要求。

5、結(jié)論

　　(1)該型空調(diào)系統(tǒng)將冷凝器與吸收器的冷卻方式由水冷改為風(fēng)冷，去掉了冷卻塔;另外以氣泡泵代替機械泵并做了具體的設(shè)計，從而使小型溴化鋰吸收式空調(diào)更適合住宅使用;

　　(2)本文對氣泡泵的特性按照兩相流的理論并按照理想彈狀流的模型進行了分析，通過計算氣泡泵的流動阻力，對氣泡泵的主要參數(shù)(直徑、浸沒高度、提升高度)進行了理論計算;

　　(3)經(jīng)計算要達到16.5kW的制冷量和18.0kW的制熱量，該家用太陽能氣泡泵吸收式空調(diào)的的太陽能集熱器的安裝面積為20m2，蓄熱水箱的容積為1m3;

　　(4)以設(shè)備的使用年限為20年計算，具有相同制冷量和全年運行性能的太陽能氣泡泵吸收式空調(diào)與戶式中央空調(diào)、分體式空調(diào)相比，太能能系統(tǒng)的年總費用最少。