提高效率——制冷领域中的吸收技术

吸收制冷（absorption refrigeration）的特点也是直接利用热能制冷，且所需热源温度较低，可以充分利用低温热能，如工厂里的低压蒸汽、热水、烟道气以及某些工艺气体余热等低品位热能，也可以直接利用燃料热能，还可以利用太阳的辐射热，这对提高一次能源的利用率，减少废气排放和温室气体效应等造成的环境污染具有重要意义。吸收制冷是通过吸收（吸收器）和精馏装置（发生器）来完成循环过程的，采用溶液作为工质，如氨水溶液或溴化锂溶液。前者称为氨吸收制冷，通常用于低温系统，使用温度最低可达208K（-65℃），一般为228K（-45℃）以上；后者称为溴化锂吸收制冷，用于大型中央空气调节系统，使用温度不低于273K（0℃），一般在278K（5℃）以上。它的工作原理是：根据溶质（制冷剂）在溶剂（吸收剂）中的溶解度随温度变化的性质。例如，氨吸收制冷所用的工质为氨水溶液，其中氨易挥发、汽化潜热大，用作制冷剂；水挥发小，用作吸收剂，利用制冷剂在较低温度和较低压力（蒸发压力）下被吸收以及在较高温度和较高压力下挥发起到压缩机的作用，再经过冷凝、节流、低温蒸发，达到制冷的目的。图13-16为氨水吸收制冷循环的工作原理图。

图13-16　吸收制冷原理图

图13-16流程说明：吸收器中的浓氨水由溶液泵（又称氨水泵）升压后送入氨气发生器。浓氨水在发生器内被加热，产生较高温度和较高压力的氨气，氨气进入冷凝器并被凝结为液态氨。液氨经过膨胀节流阀，降温降压后进入蒸发器，从通过蒸发器的冷冻水（又称载冷剂）中吸热蒸发，而冷冻水送入空调系统作为冷源介质使用。发生器中残余的稀氨水通过减压阀减压后，送入吸收器进行喷淋，稀氨水在喷淋过程中吸收从蒸发器引来的低压氨蒸气而成为浓氨水，如此完成制冷循环。由于稀氨水对低压的氨气吸收是放热反应，为了使吸收过程能够持续、有效地进行，需要不断地从吸收器内排出热量。

如同蒸汽喷射制冷一样，吸收制冷循环的效率用热能利用系数表示：(www.xing528.com)

式中，QL为制冷量，kJ·h-1；QH为发生器消耗的热量，kJ·h-1。

吸收式制冷循环装置的优点是设备简单，造价低廉，缺点是热能利用系数较小。