氨水喷射-吸收式制冷循环的研究

    0　前　言

    氨水吸收式制冷机是一种以热能为动力的制    冷机,其中氨是制冷剂,水是吸收剂。氨相对于其他制冷剂在对臭氧层的破坏系数ODP和温室效应系数GWP值上有独特的优势。在现实生活中,氨水吸收式制冷也有着广泛的应用,其最大的特点就是在于能够充分利用低品位的热源,可以用工业余热、废热、太阳能、地热能等作为动力,使能源得到充分合理的利用,并可节省大量的电力消耗。

    氨水吸收式制冷所能获取的低温与流程的选择、外界环境温度以及冷却水温度有着密切的关系,驱动热源温度、冷却水温度对制冷蒸发温度有着决定性的影响。在热源温度和冷却水温度一定时,氨水吸收式制冷循环所能达到的最低蒸发温度是有限的。由于蒸发温度很低时系统的循环倍率较小,系统的性能系数也很小;此时,要想获得更低的蒸发温度很困难。

    目前,对喷射-吸收制冷循环已经有一定的研究,Jiang等(2002)研究三压双效吸收-喷射复合吸收制冷循环[1],要求较高品位的热源。Sun等(1996)在文中研究的是吸收式制冷与喷射制冷的联合循环[2],工质对为LiBr-H2O,喷射吸收制冷联合循环与本文介绍的流程形式上不同,其主要是着眼于系统性能系数的提高。Li等(2002)研究的以太阳能集热器获取的较高温度的热水作为热源驱动的喷射吸附制冷循环在有限的热水温度限制下很难获取较低的蒸发温度[3]。

    本文计算分析了单级、双级喷射增压氨水吸收式制冷循环的热力性能,计算了在热源温度和吸收器冷却水温度一定的工况下这种系统所能获取的最低蒸发温度及其能源利用率。数据表明这种循环在低品味热源比较充足、又要求较低的冷冻温度的场所有一定的应用价值。其主要优点是初投资和设备体积规模小,能够利用低品位的热源获取更低的冷冻温度,改变系统压力分布,使吸收器工作压力得以改善。

    1　系统简介

    喷射增压双级、单级氨水吸收式制冷循环流程分别如图1、2所示,循环中从发生器出来的高压氨蒸气分成两部分,一部分进入冷凝器冷凝成液体;另一部分进入喷射器作为动力蒸气引射蒸发器中的氨蒸气,两股气流混合升压后进入吸收器被稀氨水溶液吸收。这样,蒸发器中的压力就比吸收器中的压力低,从而可以获取较低的蒸发温度。

    与传统的氨水吸收式制冷循环不同,该制冷循环增加了喷射器,是吸收-喷射混合循环形式中的一种,喷射器的位置以及其与吸收式制冷循环的连接关系决定具体的联合形式[4]。