吸收式制冷机

吸收式制冷机
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氨水吸收式制冷机
用氨水溶液作为工质，其中氨用作制冷剂，水用作吸收剂。单级（只有一个吸收器）氨水吸收式制冷机单级氨水吸收式制冷机的系统图的工作原理与吸收式制冷机的工作原理相同，只是根据氨水溶液的特性在发生器的上部装有精馏塔和分凝器，用来提高氨蒸气的纯度。单级氨水吸收式制冷机的蒸发温度一般可达-30℃左右；两级吸收（用两个吸收器）的蒸发温度则更低，可达-60℃。氨水吸收式制冷机由于蒸发温度较低，可用于冷藏和工业生产过程，在化学工业中曾被广泛应用。但这种制冷机设备较笨重，金属消耗量大，需要使用较高压力的加热蒸气；且氨有毒性，对有色金属起腐蚀作用，故应用日渐减少。在家用冰箱中还使用一种吸收-扩散式制冷机，它也用氨水溶液作为工质，并充有氢气起平衡压力的作用。这种制冷机可用电或煤油加热，无运动部件，使用方便，且无噪声。
溴化锂吸收式制冷机
用溴化锂水溶液为工质，其中水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。溴化锂属盐类，为白色结晶，易溶于水和醇，无毒，化学性质稳定，不会变质。溴化锂水溶液中有空气存在时对钢铁有较强的腐蚀性。溴化锂吸收式制冷机因用水为制冷剂，蒸发温度在0℃以上，仅可用于空气调节设备和制备生产过程用的冷水。这种制冷机可用低压水蒸汽或75℃以上的热水作为热源，因而对废气、废热、太阳能和低温位热能的利用具有重要的作用。
由于溴化锂水溶液本身沸点很高，极难挥发，所以可认为溴化锂饱和溶液液面上的蒸汽为纯水蒸汽；在一定温度下，溴化锂水溶液液面上的水蒸气饱和分压力小于纯水的饱和分压力;而且浓度越高，液面上的水蒸气饱和分压力越小。所以在相同的温度条件下，溴化锂水溶液浓度越大，其吸收水分的能力就越强。这也就是通常采用溴化锂作为吸收剂，水作为制冷剂的原因。
溴化锂吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、换热器、循环泵等几部分组成。
在溴化锂吸收式制冷机运行过程中，当溴化锂水溶液在发生器内受到热媒水的加热后，溶液中的水不断汽化；随着水的不断汽化，发生器内的溴化锂水溶液浓度不断升高，进入吸收器；水蒸气进入冷凝器，被冷凝器内的冷却水降温后凝结，成为高压低温的液态水；当冷凝器内的水通过节流阀进入蒸发器时，急速膨胀而汽化，并在汽化过程中大量吸收蒸发器内冷媒水的热量，从而达到降温制冷的目的；在此过程中，低温水蒸气进入吸收器，被吸收器内的溴化锂水溶液吸收，溶液浓度逐步降低，再由循环泵送回发生器，完成整个循环。如此循环不息，连续制取冷量。由于溴化锂稀溶液在吸收器内已被冷却，温度较低，为了节省加热稀溶液的热量，提高整个装置的热效率，在系统中增加了一个换热器，让发生器流出的高温浓溶液与吸收器流出的低温稀溶液进行热交换，提高稀溶液进入发生器的温度。
溴化锂吸收式制冷机的发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器可布置在一个筒体内（称单筒式），也可布置在两个筒体内（称双筒式）。双筒溴化锂吸收式制冷机为双筒式溴化锂吸收式制冷机的系统，它的工作原理与吸收式制冷机的工作原理相同，而差别在于-①使用蒸发器泵和吸收器泵，它们的作用是使冷剂水（制冷机）和吸收液分别在蒸发器和吸收器中循环流动，以强化与冷媒水（载冷剂）和冷却水的换热；②在冷凝器至蒸发器的冷剂水管路和发生器至吸收器的吸收液管路上均无节流阀，这是因为溴化锂吸收式制冷机高压部分与低压部分的压差很小，利用U型管中的水封和吸收液管路中的流动阻力即可将高低压力分开。在单筒式制冷机中，冷凝器与蒸发器之间甚至可以不用U型管，而用一个短管或几个喷嘴代替。溴化锂吸收式制冷机是1945年研制成功的，它可以利用低温位热能，又有较高的热力系数(单级的热力系数在0.7左右),故发展较快，在一些国家中已被普遍用于空气调节等方面。
溴化锂吸收式制冷机有多种类型，如两级发生的溴化锂吸收式制冷机，它可有效地利用高压加热蒸汽；两级吸收的溴化锂吸收式制冷机，它可有效地利用低温位热能；直燃式溴化锂吸收式制冷机，可利用油或煤气的燃烧直接加热等。溴化锂吸收式制冷机还可与背压式汽轮机组成联合装置，利用汽轮机的排汽作为溴化锂吸收式制冷机的加热蒸汽，这样不但可提高水蒸汽的利用率，且同时可以满足几种要求，例如制冷和发电。根据这一想法已经设计出溴化锂吸收式制冷机与离心式氟利昂制冷机联合工作的制冷机组。它用背压式汽轮机直接驱动离心压缩机，并利用其排汽向溴化锂吸收式制冷机加热。这种机组可生产较大的冷量，也可在不同的蒸发温度下生产冷量。这种机组不但经济性好（汽耗率低），而且低负荷特性好，即在部分负荷时仍能保持较高的经济性。
研究现状
开利公司五十年代发明溴化锂吸收式制冷技术以后并没有马上大力推广（当时美国的电力、能源并不紧缺，全球对氟里昂制冷剂破坏地球大气臭氧层还没有引起足够的重视）、也没有进一步研究发展。日本厂商引进溴化锂技术以后便大力发展，诸如荏原、日立、三菱重工、川崎重工等公司都形成了成熟、稳定的技术，日本国内溴化锂机组占据了主机市场份额的90%左右。
1982年（或许是1981年）溴化锂机组技术的发明者开利公司反过来向荏原公司购买溴化锂技术！包括约克、特灵等美国公司也纷纷向日本厂商购买溴化锂机组技术。
荏原总工高田秋一先生在1982年出版了《吸收式冷冻机》一书，被各国翻译成多种文字，引领了世界吸收式空调行业的发展。
国内氨水扩散吸收式冰箱也有产品问世，大型的氨水吸收制冷装置在化工行业也有应用的实例，国内的大学科研机构在这方面的研究也开始起步。山东泰山集团的1-100万大卡机组也已经在各行业进行推广使用。随着化学能源的逐渐枯竭，用余热驱动的氨水吸收制冷设备将为国内节能减排工作做出贡献。