為了有效解決傳統家用空調的高耗電和噪聲問題，開發了一種新型的家用太陽能氣泡泵吸收式空調裝置。該裝置采用太陽能驅動溴化鋰吸收式制冷機組，并以氣泡泵代替傳統的機械泵。在空調制冷量為16.5kW和制熱量為18.0kW的設計要求下，通過理論計算選擇內徑為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進行技術經濟比較，得出太陽能氣泡泵吸收式空調有很大的優越性。

1、前言

　　當前，我國的家用空調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生噪聲。為了解決這一系列的問題，我們設計了一種適合普通家用的太陽能無泵溴化鋰吸收式空調系統。該太陽能無泵溴化鋰吸收式空調一方面利用太陽能與天然氣共同作為驅動能源，節約了對電能的消耗;另一方面該系統沒有壓縮機等運動部件，可以減少噪聲;此外，由于使用LiBr-H2O作為制冷工質對，對環境幾乎沒有污染。

　　本設計中采用太陽能集熱器和氣泡泵(由發生器、熱虹吸管和分離器組成)驅動的單效溴化鋰吸收式制冷機的組合系統。為了更好地滿足普通家庭的要求，該空調機組的設計條件是:在標準制冷工況下，室外側進風干/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，室外側進風干/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℃的生活衛生熱水。在該設計條件下，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計計算。最后，將該系統與常規的戶式中央空調和分體式空調進行了經濟分析對比。

2、系統簡介

　　系統原理如圖1所示。

圖1 系統原理

　　工作流程如下:

　　夏天制冷季節，2個三通閥的a端、b端打開，c端關閉。當太陽能充足的時候，關閉燃氣加熱器，太陽能集熱器加熱的熱水首先進入蓄熱槽，經過燃氣加熱器后，一部分進入吸收式制冷機的發生器用于驅動吸收式制冷機制取冷媒水，冷媒水進入風機盤管為室內提供冷風，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，2個三通閥的a端、c端打開，b端關閉，吸收式制冷機停止工作。當太陽能充足的時候，關閉燃氣加熱器，太陽能集熱器加熱的熱水首先進入蓄熱槽，經過燃氣加熱器后，一部分進入風機盤管，為室內提供熱風，另外一部分進入生活熱水管道用作生活熱水。從風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，2個三通閥的a端、b端和c端關閉，吸收式制冷機和風機盤管停機，當太陽能充足的時候，關閉燃氣加熱器，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、結論

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

　　(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(直徑、浸沒高度、提升高度)進行了理論計算;

　　(3)經計算要達到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與戶式中央空調、分體式空調相比，太能能系統的年總費用最少。