提高氨吸收式制冷机组效率的途径优化

目前氨吸收制冷的性能系数COP一般较低。热能和冷却水的消耗较高。从设计角度应尽量利用工业企业中的余热作驱动热源，加强一次能源的综合利用；或有条件时，采用直燃方式来提高氨吸收制冷效率，降低一次能源的消耗，减小氨吸收制冷的设备尺寸；增大放气范围，减小溶液循环倍率，降低电耗和减小占地面积，从而节省投资成本和操作运行费用。根据氨吸收制冷工作的热力学原理，可以从下列几方面提高氨吸收式制冷机组效率。

1.提高机组热力系数

（1）减少精馏热q_R，从而减少发生热q_d

1）采用部分浓溶液在精馏段中部进料，从而减少精馏器热负荷（见图14-12）。

图14-12 部分浓溶液精馏和液氨回流

1—精馏器 2—发生器 3—溶液换热器 4—冷凝器

2）采用部分低温浓溶液不经过溶液换热器，作为回流冷凝器的冷却液，吸收热量，即减少了精馏热。

（2）缩小循环倍率 溶液循环倍率a与放气范围Δξ成反比。在给定热源温度、冷却水温度条件下，只有适当提高蒸发压力，从而提高吸收压力，才可能提高吸收终了的浓溶液质量分数ξ′_r，也就是增大Δξ。这里有两重意思：一是根据工艺或用户所要求的被冷却介质的温度（温降），尽可能减小蒸发器的冷端温差，提高蒸发温度；二是尽可能使实际蒸发过程，接近或达到理想的纯氨蒸发过程，以及提高吸收效率。(www.xing528.com)

为此目的，要求：①蒸发器中液氨的含水率要低，最好完全是纯液氨蒸发；②蒸发器底部及时排除不合格液氨（含水量很高乃至全部是水）；③排除不凝性气体；④尽量减小蒸发器至吸收器之间氨气管道的长度和阻力；⑤改进蒸发器和吸收器的结构，强化传热传质。

实验表明，在相同的外部条件下，多级吸收机组的加热量、冷却水量、氨水泵电耗、以及换热设备总面积等性能参数均比单级吸收低。

（3）减少溶液换热器的冷端温差 这样可以减少发生器热负荷和吸收器热负荷，提高热力系数。减小冷端温差，会加大溶液换热器的换热面积，但发生器和吸收器的换热面积也减小了，从而使机组换热设备面积总和减小，同时也减少了加热量和冷却水量。

（4）提高氨的单位制冷量q_e

1）采用过冷器，降低进入蒸发器的液氨温度，以增大单位制冷量，从而提高热力系数。

2）提高出精馏塔顶的氨气纯度，以保证蒸发器中为纯液氨蒸发。

2.充分合理的利用热源

采用氨吸收制冷的最重要目的，是充分利用工业企业的低位热能和余热、废热，也充分利用诸如太阳能、地热等天然热源，以提高一次能源（煤、燃气、燃油）的利用率。但过低品位的热能，实际上无法完全合理的用于制冷，因此，纯二级发生的氨吸收式制冷机组的应用受到一定的限制。对于有不同位势的热源，可采用分段加热发生；或采用高温气体，或高温水逆流加热发生器；或分段加热精馏塔外置的再沸器，来达到充分利用热源的可用能的目的，从而减少热量的消耗或浪费。