2020年9月，习近平总书记在第七十五届联合国大会上发表重要讲话，提出我国“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的目标（以下简称“双碳目标”）。“双碳目标”的提出是中国基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展的内在要求作出的重大战略决策。这一决策的提出不仅是中国对国际社会的承诺，更是对国内的动员令，意味着我国在持续为减缓气候变化影响做出贡献的基础上，按下了减碳的加速键。

建筑行业中建筑全生命周期碳排放是指建筑物在与其相关的建材生产和运输、建筑施工、建筑运行、建筑拆除、废料回收和处理五个阶段产生的温室气体排放的总和，此类排放量在我国能源消费和碳排放中占据了很大的比重，如根据中国建筑节能协会能耗统计专委会2021年底发布的《中国建筑能耗与碳排放研究报告（2021）》显示，2019年我国建筑全生命周期的碳排放总量为49.97亿吨二氧化碳，占全国碳排放比重的50.6%。其中建筑运行阶段的碳排放占到了建筑全生命周期碳排放总量的22%，广义上的空调系统更是占据了建筑运行碳排放的一半以上。因此减少空调制冷系统运行中的碳排放，对实现“双碳目标”有十分重要的意义。

太阳能不仅具有分布广、不产生碳排放的优点，而且用于空调制冷时具有季节匹配性好的特点，因此太阳能制冷技术在减少空调制冷系统碳排放上具有巨大的潜力和市场应用前景。太阳能制冷通常有三种形式，即：太阳能吸收式制冷、太阳能吸附式制冷、太阳能喷射式制冷。太阳能吸收式制冷系统技术相对成熟，节能环保、运行维护成本低，但初期投资高、系统庞大，安装过程复杂，而且腐蚀性溶液对机组的寿命影响较大。太阳能吸附式制冷系统，结构简单、噪声小、不存在盐溶液结晶问题，但是系统单位制冷量小，传热传质效率低，由于吸附和解吸过程的特殊性，导致制冷过程不连续。太阳能喷射式制冷系统，利用太阳能热使发生器中制冷剂蒸发，产生高温制冷剂蒸汽，该蒸汽进入喷射器抽吸来自蒸发器中的低压制冷剂蒸汽，使制冷剂在蒸发器中不断蒸发吸热，实现制冷。与前两种系统相比，太阳能喷射制冷系统（如图2所示）结构简单、初期投资低、热损失小、稳定性好、耗电少，具有广阔的发展前景，近年来受到了人们的广泛关注，但随着研究的深入人们发现太阳能喷射制冷技术仍受限于热性能系数较低、所需集热面积大、无太阳辐射时性能低于电压缩制冷系统等问题。基于此，本文就“碳达峰、碳中和”背景下太阳能喷射式制冷系统的未来发展提出了自己的一些观点和建议：

图2 太阳能喷射制冷系统图

（1）提升喷射器性能。喷射器内的雍塞、混合、激波等现象会造成能量损失，因此通过改进喷射器结构参数可有效减少此类损失。如喷射器内激波的存在，会减小喷射器的升压比，我们可以考虑构建等动量变化率喷射器、等动能变化率喷射器消除或减弱喷射器内激波损失，提高喷射器升压比，进而提高太阳能喷射制冷系统的性能；此外喷射器喉部的面积比以及喷嘴距对喷射器性能也有关键影响，对这些参数的优化，也可有效提高喷射器性能。

（2）优化太阳能集热蓄热系统与喷射制冷系统的匹配性。太阳能具有间歇性、不稳定性的特点。因此，可进行太阳能供热特性和供冷需求特点的分析，利用喉部调节、多喷射器组合等方式适应冷负荷变化，通过集热蓄热系统的优化配置，提升整个系统效率。此外还可以进一步分析系统长期运行时的供需特点，提供运行策略，以满足供冷需求、提升系统能源利用效率，实现综合节能减碳。

（3）探索太阳能喷射与压缩耦合新方式。目前针对喷射器升压能力低的问题，主要是利用喷射与压缩的复迭或增压喷射耦合，以显著提升整个系统效率。但此种方式在工况变化时，存在喷射与压缩调节严重制约的问题，因此在今后应探索新的耦合方式，解决喷射与压缩容量制约问题，以提升系统能源利用率，增强系统对太阳能变化和冷负荷变化的适应性。

（4）发展太阳能喷射与蒸发冷却复合制冷方式。太阳能喷射制冷与蒸发冷却制冷都是可再生能源驱动的低碳制冷方式，虽然二者对气候都有依赖性，但二者的特点不同，具有较好的互补性。太阳能不足时，采用蒸发冷却供冷，太阳辐射强时，二者可联合供冷。因此在今后的研究中可根据气候特点，改进或创新二者的复合方式，以进一步提高系统稳定性、可靠性和节能减碳效果。

建筑行业减碳是实现“双碳目标”的重中之重，太阳能喷射制冷技术作为具有巨大节能潜力的可再生能源制冷技术，如能在喷射器性能提升、太阳能集蓄热系统与喷射制冷系统优化、太阳能喷射与其他制冷耦合方式等方面取得突破性进展，必将有效地助力“碳达峰、碳中和”目标的实现。

供稿人：李风雷          太原理工大学           教授   

杨  鑫  中核第七研究设计院有限公司  高级工程师