单压吸收式制冷系统中驱动装置的研究进展

　　1 引言

　　驱动装置相当于整个单压吸收式制冷循环的心脏，为循环的正常运行提供主要驱动力，驱动装置对能源利用率的高低直接影响到整个系统的效率。因此，对驱动装置的研究变得尤其重要，是整个系统研究的重中之重。单压吸收式制冷最大的优点就是可以用低品位热源来驱动整个系统，这样可以大大提高废弃能源的有效利用，既节能又环保。如果能将其广泛运用于家庭制冷中，这将对解决环境以及能源问题提供很大的帮助。

　　2 驱动装置的主要类型

　　如图 1 所示，是由 Baltzar Carl Platen[1]等人1926 年提出的最初的单压吸收式制冷循环，该循环是靠一个电加热器 7 来驱动整个循环的，这样的驱动装置只能利用高品位能源———电能来驱动，具有很大的局限性，而且既不节能也不环保。

　　目前主要用于单压吸收式制冷系统的驱动装置有气泡泵、空气提升泵、热虹吸管等。

　　( 1) 气泡泵[2]，其实是一段加热管。在提升管的底部进行加热，管内溶液受热产生气泡并沿提升管上升，此时液体收到的浮力和摩擦阻力达到平衡，从而能够把液体“泵”到高位储液器中。

　　( 2) 空气提升泵的基本原理[3]是: 压缩空气经导管被送入提升管底部，在一定压力的作用下，在管内生成了比重小于水的空气与水的混合体。由于这些气泡悬浮在液体中，提升管中两相流混合物的平均密度低于管外周围的液相密度，从而管外周围的液体便流入管内，起到了提升作用。

　　( 3) 热虹吸管的基本原理与前两者相似，且管内的流动流型也属于气液两相流流型。然而，热虹吸管与气泡泵的不同之处在于垂直底部没有加热装置。

　　3 气泡泵、空气提升泵以及热虹吸管的研究进展

　　3. 1 气泡泵的研究进展

　　1932 年，Albert Einstein 和 Szilard--对图1 所示系统进行了完善，( 1) 采用丁烷作为制冷剂，水为吸收剂，氨为压力平衡剂，( 2) 在发生器的上方增加一个高位储液器，以气泡泵代替电加热器来产生压力平衡剂气体以驱动吸收剂和压力平衡剂的循环，气泡泵也就从此走进了单压吸收式制冷，如图 2 所示。

　　气泡泵的工作原理如图 3 所示，开始时提升管中的液体与低位储液器中的液体具有相同的高度，加热提升管底部使管内部分液体沸腾蒸发，产生的气泡与溶液混合形成密度比地位储液器中液体密度小的汽液混合物，因此能产生足够的浮力来平衡液体在管内受到的流动阻力和摩擦阻力，从而将管内两相流体提升到一定的高度进入高位储液器。