吸收式制冷机是一种利用热能驱动、通过工质对的吸收与解吸特性实现制冷的装置,核心部件包括发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器,无需机械压缩机。该技术以余热、废热或太阳能等低品位热能为驱动能源,运行安静且可兼顾制冷制热,常见工质对有溴化锂 - 水和氨 - 水两种 。
工作原理与核心部件
吸收式制冷机的工作循环分为四个连续过程,每个过程由对应部件完成:
- 发生过程:在发生器中,热源(如蒸汽、热水或燃气)加热来自吸收器的溶液,使低沸点制冷剂蒸发出来,溶液浓度变浓 。
- 发生器相当于压缩式制冷机的压缩机排出侧,提供提高制冷剂蒸汽压力的能量。
- 热源温度一般需达到 80℃以上才能有效驱动循环。
- 冷凝过程:制冷剂蒸气进入冷凝器,被冷却水冷却后凝结成高压液体 。
- 冷凝器通过冷却水带走热量,使制冷剂从气态变为液态。
- 冷凝压力通常高于蒸发压力,形成压差驱动循环。
- 蒸发过程:高压制冷剂液体经节流阀降压后进入蒸发器,在低压下蒸发吸热,产生制冷效果 。
- 蒸发器内压力较低,制冷剂蒸发温度可降至 5℃左右。
- 吸收被冷却系统中的热量,实现制冷目的。
- 吸收过程:蒸发后的低压制冷剂蒸气进入吸收器,被高沸点吸收剂溶液吸收,溶液变稀后由泵送回发生器 。
- 吸收器相当于压缩式制冷机的压缩机吸入侧。
- 吸收过程放热,需用冷却水及时带走热量以维持循环。
常见工质对与应用
吸收式制冷机主要使用两种工质对,各有特性和适用场景:
- 溴化锂 - 水工质对
- 以水为制冷剂,溴化锂溶液为吸收剂。
- 适用于空调系统,制冷温度一般在 5℃以上。
- 优点:水作为制冷剂安全环保,对臭氧层无害。
- 局限:溴化锂溶液对金属有腐蚀性,设备要求较高,操作不当易结晶。
- 氨 - 水工质对
- 以氨为制冷剂,水为吸收剂。
- 适用于低温环境,可制取 0℃以下的冷量。
- 优点:氨制冷剂效率高,适用于无电力供应场景。
- 局限:氨有刺激性气味,需严格密封防止泄漏。
吸收式制冷机特别适合有余热、废热资源的场景,如工厂余热回收、太阳能制冷、区域供热制冷系统等 。与压缩式制冷机相比,它耗电极少(仅相当于同容量离心式机的 2%-9%),变负荷调节灵活(能在 10%-100% 范围内调节),但冷却负荷较大 。


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