吸收式制冷的应用(吸收式制冷应用的前景)

1. 吸收式制冷应用的前景

蒸汽压缩式制冷机组可以小型化，比如现在用的冰箱制冷系统、家用空调制冷系统等等，而吸收式制冷机组做不到，没法做到这么小。

蒸汽压缩式制冷的工作效果显现快，制冷效率相对较高；而吸收式制冷的工作效果显现很慢，且工作效果较低。

吸收式制冷都是应用在大型制冷机组上面的，且采用这种制冷机组的投入成本很高。

2. 吸收式制冷的应用场景

溴化锂吸收式制冷机工作条件：

1、机组内部为近乎真空的状态。

2、溴化锂水溶液具有很强的吸水性。

为何热量可生成冷水？

水在7mmHg状态下，3-4度蒸发，单效机组主要是由吸收器、蒸发器、发生器、冷凝器组成。

蒸发器内的冷剂水吸收系统管内冷水的热量蒸发，被吸收器内溴化锂浓溶液吸收，溶液浓度变稀。

吸收器内的稀溶液通过溶液泵导入到发生器，由蒸汽加热使溶液浓缩，浓度变浓，浓溶液返回吸收器吸收冷剂水，蒸发分离出的冷剂蒸汽被冷却水冷凝，凝结成冷剂水返回蒸发器。

基础知识

溴化锂溶液的物理性质（ BrLi ）

溴化锂是由碱金属元素锂（Li）和卤族元素（Br）两种元素组成，其一般性质和食盐大体类似，是一种稳定的物质，在大气中不变质、不挥发、不分解、极易溶解于水，20℃时在水中的溶解度约为食盐的溶解度的3倍左右。常温下是无色粒状晶体，无毒、无臭、有咸苦味。

溴化锂溶液具备强烈的吸湿性

溴化锂溶液的吸湿性很强，具有吸收比其温度低得多的水蒸汽的能力。且溴化锂溶液温度越低、浓度越高吸水性越强。

溴化锂溶液结晶性

一定温度下的溴化锂饱和水溶液，当温度降低时，由于溴化锂在水中溶解度的减小，就会形成结晶现象，造成事故。作为机组的工质，溴化锂溶液应始终处于液体状态，无论是运行或停机期间，都必须防止溶液结晶，这一点非常重要。

防结晶保护（某品牌为例）

溴化锂溶液对金属材料具有腐蚀性

溴化锂溶液对金属材料具有腐蚀作用，氧气是促进腐蚀发生的主要因素，因此在溴化锂吸收式机组中，隔绝氧气是最根本的防腐措施。

双重全自动抽气系统

影响溴化锂溶液对金属材料腐蚀的因素

影响溴化锂溶液对金属材料腐蚀的几个因素有溶液的浓度、溶液的温度、溶液的碱度。这其中，溶液的温度对腐蚀作用的影响最大。

1.溶液的温度

溶液温度超过180℃ ，溶液对金属材料的腐蚀速度急剧加剧，因此溶液温度不允许超过180℃ 。对于蒸汽型机组存在一个蒸汽过热度的问题。

有关蒸汽过热度问题：

蒸汽压力为0.4MPa，对应的饱和蒸汽温度为152℃；

蒸汽压力为0.6MPa，对应的饱和蒸汽温度为165℃；

蒸汽压力为0.8MPa，对应的饱和蒸汽温度为175℃；

2．溶液的酸碱度

PH≤7或PH≥10.5，溶液对金属材料的腐蚀加剧.最佳的PH值在9-10.5之间。

总之，溴化锂溶液的分析和调整是非常重要的,通常的分析要包括溶液的酸碱度和缓蚀剂的浓度。因此对溶液添加进机组以后不加任何分析和调整的做法是对用户的极端不负责的。

什么叫缓蚀剂？

顾名思义，缓蚀剂是指添加到溶液中，在化学反应作用下，可在金属表面生成保护膜，以减少或延缓溶液对钢板产生腐蚀的添加物。

通常有铬酸锂（ Li2CrO4）和钼酸锂（Li2MoO4 ）两种。选用Li2MoO4作为缓蚀剂。

缓蚀机理

3Fe＋4H2O＋ Li2MoO4→Fe3O4＋MoO2＋2LiOH＋3H2

由此可以看出，缓蚀剂加入机组以后要被消耗，而且溶液的酸碱度也要发生变化，所以在日后的服务工作中，要对溶液进行分析和调整。

吸收式制冷机结构组成

蒸发器、吸收器、低温发生器、高温发生器、冷凝器、高低温热交换器、屏蔽泵、真空泵、控制盘、燃烧器、凝水热交换器、凝水疏水器、蒸汽调节阀、自动抽气装置组成。

1.蒸发器 E

蒸发器是机组制成冷（温）水的场所，管壳式热交换器，内部为喷淋式结构，换热管为高效换热管。冷剂水被冷剂泵喷淋至换热管的外表面并不断蒸发，吸收管内循环水的热量，使其温度下降。主要组成部分包括管板、传热管、支撑板、喷淋集管和喷嘴。

2.吸收器 A

吸收器和蒸发器相同，也是管壳式热交换器，内部为喷淋式结构，换热管为铜光管。由蒸发器通过挡液板过来的冷剂蒸汽被喷淋的浓溶液所吸收，浓溶液变成稀溶液，同时释放出热量。热量被换热管内流动的冷却水带走。主要组成部分包括管板、传热管、支撑板、喷淋集管和喷嘴，以及抽气集管。

3.低温发生器 G2

低温发生器也是管壳式换热器，低温发生器内部为喷淋式结构。稀溶液被喷淋至换热管外表面，由高温发生器产生的冷剂蒸汽在换热管内流动，加热稀溶液，同时并与产生的冷剂蒸汽一道流向冷凝器。主要组成部分包括管板、传热管、支撑板、喷淋集管和喷嘴。

4.冷凝器 C

冷凝器也是管壳式换热器，由发生器过来的冷剂蒸汽在换热管表面凝结成冷剂水，释放的热量被换热管内流动的冷却水带走。主要组成部分包括管板、传热管、支撑板。

5.高温发生器 G1

高温发生器是吸收式制冷机中非常关键的组成部分，通常作成为一个单体。主要由筒体、管板、换热管等组成。

3. 吸收式制冷应用和优缺点

制冷:人为控制,获得冷却低温效果。

引证解释： 用人工方法取得低温。人工制造低温(低于环境温度)的技术。使用较广的制冷方法有压缩式和吸收式两种。

引胡茵 《制冷机的工作原理》：“制冷机主要是利用低沸点液体蒸发时吸收热量的原理达到制冷效果。”

制冷

即致冷，又称冷冻，将物体温度降低到或维持在自然环境温度以下。实现制冷的途径有两种，一是天然冷却，一是人工制冷。天然冷却利用天然冰或深井水冷却物体，但其制冷量（即从被冷却物体取走的热量）和可能达到的制冷温度往往不能满足生产需要。天然冷却是一传热过程。人工制冷是利用制冷设备加入能量，使热量从低温物体向高温物体转移的一种属于热力学过程的单元操作。

4. 吸收式制冷的应用情况

1、螺杆式冷水机组

优点：结构简单，运动部件少，易损件少，仅是活塞式的1/10，故障率低，寿命长；圆周运动平稳，低负荷运转时无“喘振”现象，噪音低，振动小；压缩比可高达20，EER值高；调节方便，可在10%~100%范围内无级调节，部分负荷时效率高，节电显著；体积小，重量轻，可做成立式全封闭大容量机组；对湿冲程不敏感；属正压运行，不存在外气侵入腐蚀问题

缺点：价格比活塞式高；单机容量比离心式小，转速比离心式低3.润滑油系统较复杂，耗油量大4.大容量机组噪声比离心式高5.要求加工精度和装配精度高

2、离心式冷水机组

优点：叶轮转速高，输气量大，单机容量大；易损件少，工作可靠，结构紧凑，运转平稳，振动小，噪声低；单位制冷量重量指标小；制冷剂中不混有润滑油，蒸发器和冷凝器的传热性能好5.EER值高，理论值可达6.996.调节方便，在10%~100%内可无级调节

缺点：单级压缩机在低负荷时会出现“喘振”现象，在满负荷运转平稳；对材料强度，加工精度和制造质量要求严格；当运行工况偏离设计工况时效率下降较快，制冷量随蒸发温度降低而减少幅度比活塞式快；离心负压系统，外气易侵入，有产生化学变化腐蚀管路的危险

3、溴化锂吸收式冷水机组(蒸汽，热水和直燃型)

优点：运动部件少，故障率低，运动平稳，振动小，噪声低；加工简单，操作方便，可实现10%~100%无级调节；溴化锂溶液无毒，对臭氧层无破坏作用；可利用余热。废热及其他低品位热能；运行费用少，安全性好；以热能为动力，电能耗用少

缺点：使用寿命比压缩式短；节电不节能，耗汽量大，热效率低；机组长期在真空下运行，外气容易侵入，若空气侵入，造成冷量衰减，故要求严格密封，给制造和使用带来不便4.机组排热负荷比压缩式大，对冷却水水质要求较高5.溴化锂溶液对碳钢具有强烈的腐蚀性，影响机组寿命和性能

5. 吸收式制冷的应用和优势

大家都知道，单效溴化锂吸收式制冷机的热力系数较低，一般在0.65-0.7之间，使用的热能品质也低，温度在75—140摄氏度之间。

对于高温热源，如绝对压力在0.5—0.6兆帕以上的可以用双效溴化锂吸收式制冷机，双效溴化锂吸收式制冷机中有两个发生器，分别为高压发生器和低压发生器。双效溴化锂吸收式制冷机的热力系数较高，可以达到1以上，根据热量的品质而定。根据稀溶液的流动情况不同，双效溴化锂吸收式制冷机可以分为串联双效溴化锂吸收式制冷机和并联双效溴化锂吸收式制冷机。《制冷原理与y应用》

6. 吸收式制冷应用 书籍

溴化锂吸收式冷水机组是一种以热能为动力的空调系统，它包括蒸汽型、热水型和直燃型，以水为制冷剂。该机组具有以下优点：

①结构简单，机械运动部件少，运行平稳，振动小，噪声低，故障率低；

②操作方便，制冷量调节范围大，可实现10%～100%范围内无级调节；

③蒸汽型热水型对能源质量要求不高，可利用余热、废热及其他低品位热能；

④直燃型与锅炉结合为一体，可直接供冷或供热，减少了许多中间环节，运行费用少；

⑤制冷主机与燃烧设备一体，可根据负荷变化实现燃料消耗调节，提高能量的利用率；

⑥以热能为动力，制冷主机的耗电量仅为同等制冷量压缩机组耗电量的5%，适应电力紧缺的地区使用；

⑦热源稳定，能有效地保证制冷压缩机的效率，且可实现自动化控制。缺点：①溴化锂溶液对碳钢具有腐蚀性，因此机组使用寿命比压缩式短；②热效率低，节电不节能；③机组长期在真空下运行，对密封性要求严格，若空气侵入，将会造成冷量衰减；④由于排热负荷大，所需的冷却水耗量也较大；⑤设备较笨重，机房与用地面积较大。