低溫排熱吸收式制冷機(jī)的開發(fā)周啟瑾（上海理工大學(xué)，上海200020本文介紹了日本開發(fā)的低溫排熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)，采用了兩次提升的吸收式循環(huán)，并試制了70kW制冷量的樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果：在排熱水進(jìn)口溫度60°C，冷卻水進(jìn)口溫度25C，冷媒水出口7C的工況下，實(shí)測(cè)制冷量達(dá)到70kW制冷性能系數(shù)（COP）達(dá)到0 58低溫排熱利用；熱水型吸收式制冷機(jī)；兩次吸收的吸收式制冷機(jī)1前言2現(xiàn)況和研制目標(biāo)熱水型吸收式制冷機(jī)用熱水作為驅(qū)動(dòng)熱源，但用低溫排水驅(qū)動(dòng)的吸收式制冷機(jī)至今已實(shí)現(xiàn)的目前實(shí)用化的吸收式制冷機(jī)所需熱水的溫度在80有兩級(jí)吸收的吸收式制冷機(jī)這種制冷機(jī)與單效機(jī)~9dC之間，其性能系數(shù)cp隨熱水溫度的下降而相比，發(fā)生器吸收器、溶液熱交換器各有兩只，故降低，熱水溫度在7丈左右時(shí)會(huì)急劇下降，因此低溫?zé)崴疀]有多大的實(shí)用價(jià)值示出用熱水驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)的性能系數(shù)與熱源熱水溫度的關(guān)系。

　　不同溫度的熱水有不同的用途，90~ 110°C的高溫水可作干燥用，75C以上的熱水可用作驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)的熱源，而75C以下的熱水只能用作供暖。如果能降低吸收式制冷機(jī)驅(qū)動(dòng)熱源的熱水溫度，則可以大大節(jié)約高溫能源的消耗，因?yàn)楝F(xiàn)在工廠排出的大量熱水都在75C以下。為此，研究開發(fā)利用60°C左右低溫排水作為熱源驅(qū)動(dòng)的吸收式制冷機(jī)具有十分重要的意義。本文將介紹由日本東邦燃?xì)庵晔綍?huì)社和矢崎總業(yè)株式會(huì)社共同開發(fā)的“低溫排熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)”項(xiàng)目的研制內(nèi)容和樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果制冷結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，冷卻水耗量大（約為單效機(jī)的兩倍）而且性能系數(shù)COP低，僅0.3~0.4左右。這次研制的制冷機(jī)采用的是兩次提升的吸收式循環(huán)，基本思路是將制冷機(jī)中的一部分冷劑水去冷卻吸收器中的溶液，混合后成為中間溶液，如所示如果熱水溫度在75C以上，則可以單效循環(huán)運(yùn)行，如果熱水溫度低于75C，則采用兩次提升循環(huán)，對(duì)于60C的熱水，可以在單效循環(huán)和兩次提升循環(huán)的合并狀態(tài)下運(yùn)行。

　　課題研制目標(biāo)是：開發(fā)在6屮90C范圍的排熱水驅(qū)動(dòng)的吸收式制冷機(jī)吸收式制冷機(jī)制取冷水的溫度為7°C，冷卻水可采用河水，也可以采用經(jīng)冷卻塔冷卻后的水，溫度在3C左右，而河水的溫度要比冷卻塔水溫度低，大約在25C左右。這次研究開發(fā)樣機(jī)的指標(biāo)見表1所示3研究成果的概況3.1樣機(jī)循環(huán)和吸收工質(zhì)對(duì)的選擇中是單效循環(huán)和兩次提升循環(huán)在溴化鋰溶液Ft圖上的表示圖中12341是單效吸收循環(huán)，其*低加熱水溫度為75C，相應(yīng)的發(fā)生器壓力為R如加熱水溫度降為60°C，則其發(fā)生器壓力也降為由圖上可以看出低溫?zé)崴?qū)動(dòng)的發(fā)生器出口濃溶液濃度52甚至低于單效機(jī)中的稀溶液濃度在此情況下，必須采用多級(jí)吸收以降低發(fā)生溫度。從提高性能系數(shù)，增大放氣范圍降低稀溶液濃度，減低制冷機(jī)的造價(jià)等方面考慮，決定選用兩級(jí)提升循環(huán)（中13571循環(huán)>其中2'3是濃溶液在輔助吸收器和低溫吸收器中的**次吸收過程，而4是中間溶液在高溫吸收器中的第二次吸收過程（參見）至于吸收工質(zhì)對(duì)的選擇，由于溫度低，工質(zhì)對(duì)金屬的腐蝕問題較小，循環(huán)中吸收溶液的濃度低，不必?fù)?dān)心溶液的結(jié)晶問題另外，水和溴化鋰吸收工質(zhì)對(duì)的物性數(shù)據(jù)已十分齊全，故選用水和溴化鋰為樣機(jī)的吸收工質(zhì)對(duì)▲3.2試驗(yàn)樣機(jī)的基本參數(shù)表1新開發(fā)低溫?zé)崴?qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)的指標(biāo)加熱熱水溫度項(xiàng)目指標(biāo)已有產(chǎn)品75C吸收循環(huán)單效吸收機(jī)單效機(jī)COP0.770.760C吸收循環(huán)COP單效機(jī)+兩級(jí)提升試驗(yàn)樣機(jī)用60C熱水驅(qū)動(dòng)，輸出冷水溫度7C冷卻水溫度如使用冷卻塔水應(yīng)選用31C，但經(jīng)過模擬計(jì)算，用60C的低溫水作為熱源要求輸出7C冷水，使用水和溴化鋰工質(zhì)對(duì)是很難達(dá)到的，因此試驗(yàn)樣機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)條件是采用25C的河水作為冷卻水3.3用制冷劑水冷卻的吸收器的開發(fā)工%條件20冷水出口7Ch冷卻水進(jìn)Pushing為了利用低溫?zé)嵩打?qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)保證定的放氣范圍，必須降低稀溶液的濃度，為了確保低濃度的吸收溶液吸收制冷劑的能力，必須降低吸收溫度，這可利用冷劑水的蒸發(fā)潛熱來冷卻吸收溶液，為此開發(fā)具有高吸收能力的熱交換器（冷劑水冷卻的吸收器）是必不可少的，冷劑水冷卻吸收器就是在中的“低溫吸收器”和“高溫蒸發(fā)器”。

　　冷劑水冷卻的吸收器采用豎管結(jié)構(gòu)，為了充分展示這種豎管結(jié)構(gòu)吸收器的性能，提高蒸發(fā)器效率，均勻分配冷劑水是十分重要的課題，在冷劑水冷卻吸收器中裝有冷劑水分配器，要求即使吸收器有些傾斜也能得到均勻的冷劑水分配，在分配器部分不會(huì)引起冷劑水的沸騰和堵塞另外，吸收器的性能還受到冷劑水滴向傳熱面的形狀和大小的影響，要研究能滿足其性能要求的形狀，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選定*佳形狀的冷劑水分配器。

　　3.4發(fā)生器的開發(fā)本樣機(jī)用60°C的低溫?zé)崴畞眚?qū)動(dòng)，溶液的沸騰溫度與加熱水溫度差比以往生產(chǎn)的吸收式制冷機(jī)都要小。另外，本樣機(jī)的發(fā)生器壓力要比常規(guī)的單效吸收式制冷機(jī)低，因而本樣機(jī)必須采用不受溶液液位影響的發(fā)生器，一般發(fā)生器根據(jù)其換熱方法的不同，可分為噴淋式和沉浸式兩種，本樣機(jī)根據(jù)這兩種發(fā)生器的試驗(yàn)結(jié)果，決定采用噴淋式發(fā)生器。

　　5試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)為了評(píng)價(jià)制冷機(jī)的性能，特制造了一臺(tái)10冷噸的試驗(yàn)機(jī)制造時(shí)考慮到生產(chǎn)性和維護(hù)性，確認(rèn)安裝次序、尺寸的配合、各部件的安裝尺寸、安裝工作的方便性、操作空間的大小、檢查的方便性等是否恰當(dāng)。試驗(yàn)測(cè)定試驗(yàn)機(jī)在額定條件下運(yùn)行時(shí)的制冷量、性能系數(shù)COP，還測(cè)定額定條件以外的熱水溫度特性（熱水溫度變化時(shí)樣機(jī)制冷量的變化）和部分負(fù)荷特性（冷水回水溫度變化時(shí)樣機(jī)制冷量的變化）4樣機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果1樣機(jī)與試驗(yàn)系統(tǒng)樣機(jī)是根據(jù)試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果調(diào)整了各組件的傳熱面積，改變了溶液泵、調(diào)節(jié)閥等規(guī)格而重新制作的。樣機(jī)試驗(yàn)利用透平系統(tǒng)中*后一級(jí)的排氣，對(duì)排熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)在實(shí)際運(yùn)行條件下的動(dòng)態(tài)特性和運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)樣機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)的配管系統(tǒng)見所示4.2試驗(yàn)結(jié)果樣機(jī)試驗(yàn)中測(cè)定在不同熱源水溫度、冷卻水溫度和負(fù)荷下的性能系數(shù)和制冷量，對(duì)負(fù)荷的適應(yīng)性和穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)論，作為試驗(yàn)結(jié)果的一例，將額定工況下的性能測(cè)定結(jié)果列在表2中。通過樣機(jī)試驗(yàn)確認(rèn)排熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)的樣機(jī)能達(dá)到額定工況下的性能指標(biāo)和不同運(yùn)行條件下的性能特點(diǎn)，作為單獨(dú)制冷機(jī)使用是沒有問題的樣機(jī)試驗(yàn)完了以后，為了取得耐久性和可靠性的情報(bào)，對(duì)樣機(jī)進(jìn)行了解剖，解剖結(jié)果沒有見到各換熱器部件的腐蝕或變形，另外各構(gòu)成機(jī)器（如屏蔽泵等）也都工作正常，因此可以確認(rèn)樣機(jī)的耐久性和可靠性是沒有問題的表2額定工況下的性能指標(biāo)和樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果的比較熱源水入口6C熱源水入口75°C目標(biāo)值試驗(yàn)結(jié)果目標(biāo)值試驗(yàn)結(jié)果制冷COP制冷量（RT）運(yùn)行條件：冷卻水入口溫度25°C，冷水出口溫度7C 5結(jié)論排熱驅(qū)動(dòng)吸收式制冷機(jī)可有效地利用各種低品位廢熱于空調(diào)，可提高能源的利用率將這項(xiàng)目的研究成果實(shí)用化，為空調(diào)節(jié)能作出更大的貢獻(xiàn)