吸收式制冷机组是一种利用热能驱动的制冷设备。类比于常见的压缩式制冷,二者在冷凝、节流和蒸发过程的原理基本相同,不同的是驱动方式。

压缩式制冷采用压缩机以电能驱动制冷剂循环,吸收式制冷则以“吸收器+发生器”的组合,通过吸收剂对制冷剂吸收、加热后再分离的方式,实现以热能驱动制冷剂的循环。
因此,压缩式制冷俗称“电制冷”,我们也可以在某种角度上称吸收式制冷为“热制冷”。
一、系统组成
吸收式制冷机组的组成,主要为发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器,其它还包括节流阀、溶液泵、溶液热交换器等附属设备,用以系统循环并提高系统的效率和稳定性。
1、发生器
在发生器中,利用工作热源(如水蒸气、热水、燃气等)加热由溶液泵从吸收器输送来的具有一定制冷剂浓度的溶液,使溶液中的大部分低沸点制冷剂蒸发出来。
2、冷凝器
制冷剂蒸气进入冷凝器后,被冷却介质(如水或空气)冷凝成制冷剂液体,再经节流器降压到蒸发压力。
3、蒸发器
制冷剂液体进入蒸发器后,吸收被冷却系统中的热量而汽化成蒸发压力下的制冷剂蒸气,从而产生制冷效应。
4、吸收器
在吸收器中,液态吸收剂不断吸收蒸发器产生的低压气态制冷剂,以维持蒸发器内的低压。同时,吸收过程是一个放热过程,需要用冷却水来冷却混合溶液。
二、工作原理
吸收式制冷机组的工作原理,基于溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸气,在另一种条件下又能吸收低沸点组分这一特性。通过吸收剂对制冷剂的吸收和再生分离,使制冷剂得以完成整个制冷循环。
具体来说,其工作原理包括以下几个步骤:
1、溶液加热与制冷剂蒸发
在发生器中,引入蒸汽等外部热源加热溶液,使溶液中的低沸点制冷剂蒸发出来继续制冷循环,剩下的高浓度吸收液去吸收器。
2、制冷剂冷凝、节流、蒸发
蒸发出来的制冷剂蒸气进入冷凝器后,被冷却介质冷凝成制冷剂液体,冷凝放出的热量由冷却水带走。
制冷剂液体经节流装置降压后进入蒸发器,吸收被冷却介质的热量而汽化成低压气态制冷剂,冷冻水被吸热降温后送往用户。
这三个过程,原理上等同于压缩式制冷的相应过程。
3、制冷剂吸收与溶液再生
稀溶液在发生器中被加热沸腾,其中低沸点的制冷剂再次汽化成为高压气态制冷剂,与吸收剂分离后进入冷凝器,从而实现溶液的再生和循环。
4、对比压缩式制冷
整个过程中,吸收剂循环在发生器和吸收器中完成,相当于蒸汽压缩式制冷的压缩机过程。
吸收器过程相当于压缩机的吸气,吸收的是低压制冷剂蒸汽。发生器过程相当于压缩机的排气,分离出来的是高压制冷剂蒸汽。
三、工质对
吸收式制冷机组中,工作介质以吸收剂和制冷剂成对出现,称为吸收式工质对。常用的工质对有溴化锂-水溶液和氨-水溶液。
溴化锂-水溶液工质对,以水作为制冷剂,溴化锂溶液作为吸收剂。工质安全可靠,但我们知道水的冰点是0℃,水作为制冷剂无法产生低温,多用于常温制冷和余热供暖领域。
氨-水溶液工质对,以氨作为制冷剂,水溶液作为吸收剂,可以产生较低温度,多用于常温制冷或低温制冷。但氨气可燃、有刺激性,使用时需做好泄漏防护工作。
综上所述,吸收式制冷机组具有系统安全性高、无爆炸危险、运转稳定、可以利用各种热能驱动等优点。同时,其制冷效果受工质对和外界条件的影响,需要根据实际应用场景进行选择和优化。
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