| 单词 | 热能制冷 |
| 释义 | 【热能制冷】 拼译：refrigeration driven by heat energy 热能是能源中的一项重要资源，热能制冷是对合理利用和节约热能具有重大实用价值的专门技术。目前，世界上较有商用价值的热能制冷技术是采用吸收式制冷机。该机用发生、冷凝、蒸发、吸收四个基本热力过程来实现热能制冷。在发生器中，用热能驱动使制冷剂受热并蒸发出制冷剂蒸汽；在外部冷却条件下，制冷剂蒸汽在冷凝器中凝结为液态制冷剂；蒸发器中，经节流变为低压的液态制冷剂吸收来自冷媒的热量而蒸发为气态，冷媒因放热而实现制冷效果；气态制冷剂在吸收器中被发生器来的吸收剂所吸收，生成初始状态的液态制冷剂，由循环泵送入发生器，被热能驱动周而复始地循环制冷。 1810年苏格兰John Leslie开始研究间歇式的吸收式制冷机，这是一部世界上最早的吸收式制冷机。1860年法国Ferdinand Carre′发明了速续型吸收式制冷机并获得美国专利。该机以氨为制冷剂、以水为吸收剂，后由德国的Borsig公司开发研究，制成蒸发温度为－60℃～－50℃的两级吸收式制冷机，性能良好，在欧洲大陆久负盛名。1870年日本松平岳公采用吸收式制冷机生产人造冰，接着在该机上宇都宫三郎进行生产冰的研究，福泽渝进行使用低品位热能的研究。1920年Platen和Munters提出了扩散吸收式制冷系统并获得专利。1930年美国Arkla公司制造了5～20冷吨容量的组装式氨吸收式制冷机。1945年美国Carrier公司研制的大型溴化锂吸收式制冷机，其制冷容量为523kW，为全世界第1台溴化锂机组。日本、前苏联、中国均以引进国外样机为基础，经多年研制自行设计制造吸收式制冷机。日本生产的吸收式制冷机机型较多，能使用不同品位的热能驱动，前苏联对吸收式制冷机的应用基础研究工作很扎实，如机组换热设备效率的提高，防腐蚀，及空冷化等方面都有许多论文发表。中国的大型化工企业中，有许多氨吸收式制冷机，1966年上海第一冷冻机厂已试制成功第一台容量为1163kW的溴化锂吸收式制冷机，但尚未充分考虑热能的广泛利用。当今使用的吸收式制冷机，可分为3大类型。1．氨吸收式制冷机。以氨为制冷剂、水为吸收剂。能利用各种低品位的热能及燃气或重油直接燃烧驱动。提供温度为－60℃～－50℃左右的大容量冷量，多用于合成氨、石油化工企业，是一种大型工业用热能制冷机。日本、德国及前苏联研制应用较多，目前装置的最大容量为22000kW。氨吸收式制冷机需要精馏装置，系统工作压力较高，设备比较复杂，钢材消耗量较大。2．溴化锂吸收式制冷机。以水为制冷剂、溴化锂为吸收剂。能利用各种低品位的热能及直燃式驱动。提供5～7℃的冷冻水以供给空调系统冷却设备，溴化锂无毒，使空调系统舒适安全，用于大型空调系统。在美国和日本大型空调装置中溴化锂吸收式制冷机占40%，已能与离心式制冷机并驾其驱，最大机组容量已达5800kW左右。溴化锂吸收式制冷机在低于大气压下工作，对机组的气密性要求很高，溴化锂对金属有腐蚀作用，应重视防腐。3．扩散吸收式制冷机。小型吸收扩散式制冷系统，以氨为制冷剂、水为吸收剂、氢为扩散剂。整个系统在管道中进行，无任何运动部件。可用废热、直燃方式驱动，工作容量为20～100W。多用于家庭、饭店客房、医院等。起动时间较长、制造较困难。热能驱动的吸收式制冷机的优点为：(1)以热能驱动不需耗用大量的电能。能应用各种低品位热能，如废热、废气、高于0．02MPa(表压)的饱和蒸汽和75℃以上的热水、地热资源及太阳能等。有利于热能综合利用和节能。(2)整部机组除屏蔽泵、真空泵外设有运动部件。振动和噪音小，特别适合医院、会堂、办公室、舰艇边防哨所及无电少电的广大农村、牧区使用。(3)负荷可在10%～100%的范围内进行冷量调节，调节时机组热力性能稳定，有良好的变工况特性。(4)使用的制冷剂对大气臭氧层没有破坏作用，安全可靠。(5)结构简单，制造方便。(6)安装要求不高，对基础无特殊要求。(7)操作简单，易于实现自动化，保养方便。由于吸收式制冷机为多个换热器的组合体，外形尺寸大，价格高，氨制冷剂有臭味，不宜空调用，溴化锂制冷机不能获得低温等缺点，使热能制冷不能广泛应用。当前研究的重点是：(1)提高吸收式制冷机的热力系数。着重强化发生器的沸腾传热、冷凝器和蒸发器中的相变传热，吸收器的传热与传质等，正确布置换热器、组织汽液流程等以提高机组总体热效率而获得较小的设备体积。(2)采用新能源。太阳能制冷未能达到商业规模的主要原因是热流密度太小，而所用太阳能集热器的投资太大。地热资源中热水多含有硫、钙等腐蚀性化学成份，热源品位低等实际技术需研究。(3)小型化及余热利用。小型化的关键在于冷凝器及吸收器应用空气冷却代替水冷却，然而空气换热系数低，换热器十分庞大，余热多而位置受限的场所如汽车、轮船的内燃机排气余热的应用属于这类问题。有待进一步研究冷凝器及吸收器的空冷化实用技术。吸附式制冷是另一类热能制冷的方式，目前为世界研究的热门课题。商用化系统已见极载德国慕尼黑地铁列车的餐车储存食品使用吸附式制冷机。其它大量的工作尚属于科研论文阶段。【参考文献】：1 Gosney W B．Principle of Refrigeration，Cambridge University Press，1982：462～4652 高田秋一著．吸收式制冷机，耿惠彬，等译．北京：机械工业出版社，1987．124～1733 Hou ManXi．Refrigeration and Air Conditioning，Chongging University Press，1990：166～1804 Hou ManXi．Shushi Tan．ASHRAE Transactions，1992；98(2)：44～505 杨宜明，侯曼西．固体吸附式制冷技术进展，全国热、电、冷联产学术会议，1995，96～99(重庆大学侯曼西教授撰；刘宪英审) |
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