吸收式制冷和吸附式制冷

一、制冷技术

1、吸收式制冷

吸收式制冷是利用某些具有特殊性质的工质对，通过一种物质对另一种物质的吸收和释放，产生物质的状态变化，从而伴随吸热和放热过程。

吸收式制冷的原理：

常用的工质对有氨水和水/溴化锂。

吸收制冷的基本原理一般分为以下五个步骤：

（1）利用工作热源（如水蒸气、热水及燃气等）在发生器中加热由溶液泵从吸收器输送来的具有一定浓度的溶液，并使溶液中的大部分低沸点制冷剂蒸发出来。

（2）制冷剂蒸气进入冷凝器中，又被冷却介质冷凝成制冷剂液体，再经节流器降压到蒸发压力。

（3）制冷剂经节流进入蒸发器中，吸收被冷却系统中的热量而激化成蒸发压力下的制冷剂蒸气。

（4）在发生器A中经发生过程剩余的溶液（高沸点的吸收剂以及少量未蒸发的制冷剂）经吸收剂节流器降到蒸发压力进入吸收器中，与从蒸发器出来的低压制冷剂蒸气相混合，并吸收低压制冷剂蒸气并恢复到原来的浓度。

（5）吸收过程往往是一个放热过程，故需在吸收器中用冷却水来冷却混合溶液。在吸收器中恢复了浓度的溶液又经溶液泵升压后送入发生器中继续循环。

吸收式制冷机利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸气，在另一条件下又能强烈地吸收低沸点组分蒸气这一特性完成制冷循环。目前吸收式制冷机中多采用二元溶液作为工质，习惯上称低沸点组分为制冷剂，高沸点组分为吸收剂，二者组成工质对。

原理图：

吸收式制冷的特点：

吸收式制冷以自然存在的水或氨等为制冷剂，对环境和大气臭氧层无害；以热能为驱

动能源，除了利用锅炉蒸气、燃料产生的热能外，还可以利用余热、废热、太阳能等低品

位热能，在同一机组中还可以实现制冷和制热（采暖）的双重目的。整套装置除了泵和阀

件外，绝大部分是换热器，运转安静，振动小；同时，制冷机在真空状态下运行，结构简单，安全可靠，安装方便。在当前能源紧缺，电力供应紧张，环境问题日益严峻的形势下，吸收式制冷技术以其特有的优势已经受到广泛的关注。

(1) 无原动力，直接使用热原理，因此机器坚固亦无震动，少噪音，能安装于任何地点，从地室一直到屋顶均可。

(2) 以水为制冷剂，获得容易，安全性高。

(3) 可直接利用热源，它可利用低压蒸汽、热水，甚至废汽、废热，耗电极少，只相

当于同容量离心式机的2%--9%。

(4) 变负荷容易，调节范围广(能在10%--100%范围内调节制冷量) 。

(5) 结构简单，运行方便。

其不足之处是，溴化锂水溶液在大气下对金属有很强的腐蚀性，因而对设备管道的要

求较高，另外冷却负荷较大。

(1) 优点

1、夏天需供应冷气，冬天需供应暖气的全年候空气调节地区，最适合使用吸收式系统。目前美国、日本的中央空调系统，吸收式系统的约占80% 以上。

2、运转安静，可减少磨损至最小(除液体泵运转外)，故障较少、维护简单。

3、不依赖电力。

4、容量控制容易，仅需控制发生器的热源。

5、系统安全性高，无爆炸。

6、系统满载与轻载效果相同，当负载改变时，只需调节发生器热源和水循环量即可。

7、当蒸发温度及压力减低时，吸收式容量仅有限度地减少，运转稳定。

(2) 缺点

1、以水为冷媒时，无法获得低温（水冰点为0℃）。

2、操作不当时，溴化锂易生结晶。

2、吸附式制冷

吸附式制冷的原理：

多孔固体吸附剂对某种制冷剂气体具有吸附作用，吸附能力随吸附剂温度的不同而不同。周期性的冷却和加热吸附剂，使之交替吸附和解吸。解吸时，释放出制冷剂气体，并在冷凝器内凝为液体；吸附时，蒸发器中的制冷剂液体蒸发，产生冷量。

吸附式制冷通常包含两个阶段：①冷却吸附→蒸发制冷：通过水、空气等热沉带走吸附剂显热与吸附热，完成吸附剂对制冷剂的吸附，制冷剂的蒸发过程实现制冷；②加热解吸→冷凝排热：吸附制冷完成后，再利用热能（如太阳能、废热等）提供吸附剂的解吸热，完成吸附剂的再生,解吸出的制冷剂蒸气在冷凝器中释放热量,重新回到液体状态。吸附式制冷的驱动热源为50℃以上的工业废热和太阳能等低品位热能，同时吸附制冷所采用的制冷剂都是天然制冷剂，如水、氨、甲醇以及氢等，其臭氧层破坏系数(ODP)和温室效应系数(GWP)均为零。

原理图：

吸附式制冷特点：

①与蒸汽压缩式制冷相比，吸附式制冷具有节能、环保、控制简单、运行费用低

等优点；与液体吸收式系统相比，固体吸附式制冷适用的热源温区范围大、不需要溶液泵或精馏装置，也不存在制冷剂的污染、盐溶液结晶以及对金属的腐蚀等问题。所以相对于吸收式制冷，吸附式制冷具有更为广阔的应用范围。吸附式制冷可在一些废热可资利用的场合获得应用,例如利用动力装置余热获得空调制冷以及制冰,利用太阳能热水驱动获得夏季太阳能空调。随着天然气的广泛

应用，冷热电联产的分布式能源系统将成为我国能源利用系统的重要发展方向，

小型吸附式制冷机组(10-200kW)尤其可以在冷热电联产中获得应用。

②吸附式冷水机组具有以下优点； 1. 无运动部件，设计简单，运转

安静；

2. 低运行成本，与常规的系统相比运行成本低约1/10；

③ 3. 机组在真空状态下运行，操作、维护方便，安全可靠，操作、

维护人员无需特殊培训；

4. 非正常停机对设备无危险，无危害，重新启动不会出现任何问题；

5. 即使在热水进口温度低时，制冷效果也高；

6. 无结晶和冻管危险；

7. 热水流量减少50﹪时，热水温差拉大，热水温差可至13℃，制冷量仍

能保持在90℃以上；

8. 热水进口温度可以升至100℃；

9. 冷水出口温度可低至7℃；

10. 硅胶和水都是自然物质，绝对环保、安全；

11. 硅胶在设计使用寿命期间不老化，无需再生，其吸附能力不损失。

12. 无需冷剂泵

3、吸收式制冷和吸附式制冷的适用范围和特点比较

运用范围：

吸收式制冷运用范围：

太阳能吸收式制冷系统能够在商业化中应用的较多，主要是因为它不仅能够很好的

与季节性相匹配，无污染等，而且还可以与大型溴化锂吸收式制冷机组相配套，大

幅降低投资运行费用并且运行安全可靠!因此太阳能吸收式制冷系统比较适合应用

于办公楼"宾馆等公共建筑中。目前已经有这样的吸收式空调系统兼具供暖，制冷，热水功能。该系统主要由高效太阳能集热器，制冷机组，辅助加热装置，智能控制

器等组成。不仅可以全天提供热水，而且可以在夏季通过热水驱动吸收式制冷产生

冷量，在冬季用集热器系统中的热水又可以供应暖气，可以为600㎡的办公面积

制冷或供暖。这也将成为以后的发展趋势。

吸附式制冷运用范围：

太阳能吸附式空调的最大缺陷就是系统的COP值偏低，不仅低于传统压缩式空调，而且远低于太阳能吸收式空调，这使得吸附式制冷的竞争力降低。但是太阳能吸附

式制冷所需热源温度较低，并且太阳能集热部分一般都采用平板式集热器，大大降