簡介
二元溶液在發生器中被加熱,產生的製冷劑蒸氣進入冷凝器(即凝汽器),冷凝成液體,經節流閥降壓後送入蒸發器中蒸發製冷,使冷媒水(載冷劑)溫度降低,即可供給用戶以冷量。在發生器中製冷劑含量減少後的溶液(稱為吸收液),流經溶液換熱器被冷卻並經溶液節流閥降壓後進入吸收器,與從蒸發器來的製冷劑蒸氣相混合,並吸收這些蒸氣而形成製冷劑含量較多的溶液,再由溶液泵升壓後流經溶液換熱器與吸收液進行熱交換,然後進入發生器繼續使用。常用的吸收式制冷機有氨水吸收式制冷機和溴化鋰吸收式制冷機兩種。主要種類
氨水吸收式
用氨水溶液作為工質,其中氨用作製冷劑,水用作吸收劑。單級(只有一個吸收器)氨水吸收式制冷機(圖2)的工作原理與圖1相同,只是根據氨水溶液的特性在發生器的上部裝有精餾塔和分凝器,用來提高氨蒸氣的純度。單級氨水吸收式制冷機的蒸發溫度一般可達-30℃左右;兩級吸收(用兩個吸收器)的蒸發溫度則更低,可達-60℃。 氨水吸收式制冷機由於蒸發溫度較低,可用於冷藏和工業生產過程,在化學工業中曾被廣泛套用。但這種制冷機設備較笨重,金屬消耗量大,需要使用較高壓力的加熱蒸氣;且氨有毒性,對有色金屬起腐蝕作用,故套用日漸減少。在家用冰櫃中還使用一種吸收-擴散式制冷機,它也用氨水溶液作為工質,並充有氫氣起平衡壓力的作用。這種制冷機可用電或煤油加熱,無運動部件,使用方便,且無噪聲。
溴化鋰吸收式
用溴化鋰水溶液為工質,其中水為製冷劑,溴化鋰為吸收劑。溴化鋰屬鹽類,為白色結晶,易溶於水和醇,無毒,化學性質穩定,不會變質。溴化鋰水溶液中有空氣存在時對鋼鐵有較強的腐蝕性。溴化鋰吸收式制冷機因用水為製冷劑,蒸發溫度在0℃以上,僅可用於空氣調節設備和製備生產過程用的冷水。這種制冷機可用低壓水蒸汽或75℃以上的熱水作為熱源,因而對廢氣、廢熱、太陽能和低溫位熱能的利用具有重要的作用。溴化鋰吸收式制冷機的發生器、冷凝器、蒸發器和吸收器可布置在一個筒體內(稱單筒式),也可布置在兩個筒體內(稱雙筒式)。圖3為雙筒式溴化鋰吸收式制冷機的系統,它的工作原理與圖1相同,而差別在於:①使用蒸發器泵和吸收器泵,它們的作用是使冷劑水(制冷機)和吸收液分別在蒸發器和吸收器中循環流動,以強化與冷媒水(載冷劑)和冷卻水的換熱;②在冷凝器至蒸發器的冷劑水管路和發生器至吸收器的吸收液管路上均無節流閥,這是因為溴化鋰吸收式制冷機高壓部分與低壓部分的壓差很小,利用U型管中的水封和吸收液管路中的流動阻力即可將高低壓力分開。在單筒式制冷機中,冷凝器與蒸發器之間甚至可以不用U型管,而用一個短管或幾個噴嘴代替。 溴化鋰吸收式制冷機是1945年研製成功的,它可以利用低溫位熱能,又有較高的熱力係數(單級的熱力係數在0.7左右),故發展較快,在一些國家中已被普遍用於空氣調節等方面。溴化鋰吸收式制冷機有多種類型,如兩級發生的溴化鋰吸收式制冷機,它可有效地利用高壓加熱蒸汽;兩級吸收的溴化鋰吸收式制冷機,它可有效地利用低溫位熱能;直燃式溴化鋰吸收式制冷機,可利用油或煤氣的燃燒直接加熱等。溴化鋰吸收式制冷機還可與背壓式汽輪機組成聯合裝置,利用汽輪機的排汽作為溴化鋰吸收式制冷機的加熱蒸汽,這樣不但可提高水蒸汽的利用率,且同時可以滿足幾種要求,例如製冷和發電。根據這一想法已經設計出溴化鋰吸收式制冷機與離心式氟利昂制冷機聯合工作的制冷機組。它用背壓式汽輪機直接驅動離心壓縮機,並利用其排汽向溴化鋰吸收式制冷機加熱。這種機組可生產較大的冷量,也可在不同的蒸發溫度下生產冷量。這種機組不但經濟性好(汽耗率低),而且低負荷特性好,即在部分負荷時仍能保持較高的經濟性。
技術發展狀況
開利公司五十年代發明溴化鋰吸收式製冷技術以後並沒有馬上大力推廣(當時美國的電力、能源並不緊缺,全球對氟里昂製冷劑破壞地球大氣臭氧層還沒有引起足夠的重視)、也沒有進一步研究發展。日本廠商引進溴化鋰技術以後便大力發展,諸如荏原、日立、三菱重工、川崎重工等公司都形成了成熟、穩定的技術,現在日本國內溴化鋰機組占據了主機市場份額的90%左右。
1982年(或許是1981年)溴化鋰機組技術的發明者開利公司反過來向荏原公司購買溴化鋰技術!包括約克、特靈等美國公司也紛紛向日本廠商購買溴化鋰機組技術。
荏原總工高田秋一先生在1982年出版了《吸收式冷凍機》一書,被各國翻譯成多種文字,引領了世界吸收式空調行業的發展。
國內氨水擴散吸收式冰櫃也有產品問世,大型的氨水吸收製冷裝置在化工行業也有套用的實例,國內的大學科研機構在這方面的研究也開始起步。山東泰山集團的1-100萬大卡機組也已經在各行業進行推廣使用。隨著化學能源的逐漸枯竭,用餘熱驅動的氨水吸收製冷設備將為國內節能減排工作做出貢獻。
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