低溫排熱（rè）吸（xī）收式製冷機的開發周啟瑾（上海理工大學，上海200020本文介紹了日本開發的低溫排熱（rè）驅動吸收式製（zhì）冷機，采用了兩次（cì）提升的吸收式循環，並試製（zhì）了70kW製冷（lěng）量的樣機試驗結果：在排（pái）熱水（shuǐ）進口溫度60°C，冷卻水進口溫（wēn）度25C，冷媒水出口7C的工況下，實測製冷量達到70kW製冷性能係數（shù）（COP）達到（dào）0 58低溫排熱利用；熱水型（xíng）吸收式製冷（lěng）機；兩次吸收的吸收式製冷機（jī）1前言2現況（kuàng）和研製目標熱水型吸收式製冷機用熱水作（zuò）為驅動熱源（yuán），但用低溫排水（shuǐ）驅動的吸收式製冷機至（zhì）今已實現的目前實用化的吸（xī）收（shōu）式（shì）製冷機所需熱水的溫度（dù）在80有兩級吸收的吸收式製冷機這種製冷機與單效機~9dC之間，其性能係數cp隨熱（rè）水溫度（dù）的下降而相比，發生器吸收器、溶（róng）液熱交換器各有兩隻（zhī），故降低，熱水溫（wēn）度在7丈左（zuǒ）右時會急劇下降，因此低溫熱水沒有多大的實（shí）用價值示出用熱水驅動吸收式製冷機的（de）性能係數與熱源熱水溫（wēn）度（dù）的（de）關係。

　　不同溫度的熱水有不同的用途，90~ 110°C的高溫水可作（zuò）幹燥（zào）用，75C以上的熱水可用作（zuò）驅動（dòng）吸收式（shì）製冷機的熱源，而75C以下的熱水隻能用（yòng）作供暖。如果能降低吸收式製冷機驅動（dòng）熱源（yuán）的熱水（shuǐ）溫度，則可以大大（dà）節約高溫能源的消耗，因為現在工廠排出的大量熱水都（dōu）在75C以下。為此，研究開發利用60°C左右低溫排水作為熱源驅動的吸收式製冷機具有十分重（chóng）要的意義。本文將介紹由日本東邦燃氣（qì）株式會社和矢崎總業株式會社共同開發的“低溫排熱驅動吸收式製冷機”項（xiàng）目的研（yán）製內容和樣機試驗結（jié）果製冷結構複雜（zá）、體積龐大（dà），冷卻水耗量大（約為單效機的兩倍）而且性能係數COP低，僅0.3~0.4左右。這次研製的製冷機采用的是兩次提升的吸（xī）收（shōu）式循環，基本思（sī）路是將製（zhì）冷機中的一部分冷劑水去冷卻吸收器中的溶液，混合（hé）後成為中間溶液，如所示如果熱水溫度在75C以上（shàng），則可以單效循（xún）環運行，如果熱水溫度低（dī）於75C，則采用兩次提（tí）升循環（huán），對於60C的熱水，可以在單（dān）效循環和兩次提升循環（huán）的合並狀態下運行。

　　課題研製目標是：開發在6屮90C範圍的排熱水驅動的吸收式製冷機吸收式製冷機製取冷（lěng）水的溫度為7°C，冷卻水可采用河水，也可以采（cǎi）用經冷卻塔冷卻後的水，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（yòu）。這（zhè）次研究開發樣機的指標見表1所示3研究成果的概況3.1樣機循環和吸收工質對的選擇中是單效循環和兩次提升循環在溴化鋰溶（róng）液Ft圖上的（de）表示圖中12341是單效吸收循環，其*低加熱水溫度為75C，相應（yīng）的發生（shēng）器壓力為R如加熱水溫度降為（wéi）60°C，則其發生器壓力也降為（wéi）由圖上可以看出低溫熱水驅動的發（fā）生器出口濃溶（róng）液濃度52甚至低於單效機中的稀溶液濃度在此情況下，必須采用多級（jí）吸（xī）收以降低發生溫（wēn）度。從提高（gāo）性能係數，增大放氣範圍（wéi）降低稀（xī）溶液濃度，減（jiǎn）低製冷機的造價（jià）等方麵考慮，決定（dìng）選用兩級提（tí）升循環（中13571循環>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（yè）在高溫吸收器中的第二次吸收過程（參見）至於吸收工質對的選擇，由（yóu）於溫度低，工質對金屬的腐蝕問題較小，循環中（zhōng）吸收溶（róng）液的濃度低，不必擔心溶液的（de）結晶問題另外，水和溴化鋰吸（xī）收工質對的物性數據（jù）已十分齊全，故選用水和溴化鋰為樣機的吸收工質對（duì）▲3.2試驗樣機的基本參數表1新開（kāi）發低溫熱水驅動（dòng）吸收式製冷機的指標加熱熱（rè）水溫度項目指標已（yǐ）有產品75C吸收循環單效吸收機單效機COP0.770.760C吸收循環COP單效機+兩級提升試驗樣機用60C熱水驅動，輸出冷水溫度7C冷卻水溫度如使用冷卻塔水應選用31C，但經過模擬計算（suàn），用60C的低溫水作為熱源要求（qiú）輸出7C冷水，使用水和溴（xiù）化鋰工質對是（shì）很難達到的，因此試驗樣機的標（biāo）準（zhǔn）條件是采用25C的河水作為冷（lěng）卻水3.3用製（zhì）冷（lěng）劑水冷卻的吸收器的開發工%條件20冷水（shuǐ）出口7Ch冷卻水進Pushing為了利用低溫熱源驅動（dòng）吸收式（shì）製冷機保證（zhèng）定的放氣（qì）範圍，必須降低稀溶（róng）液的濃（nóng）度，為了確保低濃（nóng）度的吸收溶液吸收製冷劑的能力，必須降低吸收溫度，這可利用冷劑水的蒸發（fā）潛熱來冷（lěng）卻吸收溶液，為此開發具（jù）有高吸收（shōu）能力的熱交換器（冷（lěng）劑水冷卻（què）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（shōu）器”和“高溫蒸發器”。

　　冷（lěng）劑水冷卻的吸收器采用豎（shù）管結構，為了充分展示這種豎管結構吸收器的性（xìng）能，提高蒸發器效率（lǜ），均勻分配冷（lěng）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（pèi）器，要求即使吸收器有些傾斜也能得到均勻的冷劑水分（fèn）配，在分配器部（bù）分不（bú）會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麵的形狀和大小的影（yǐng）響，要研（yán）究能滿足其性能（néng）要求的形狀，根據試驗（yàn）結果選定*佳形狀的冷（lěng）劑水分配器。

　　3.4發生器的開發本樣機用60°C的低溫熱水來驅動，溶液的沸騰溫度與加熱水溫度差比以往生產的吸收式製冷機都要小。另（lìng）外（wài），本樣機的發生器壓力要（yào）比常規的單效吸收式製冷機低，因而本樣機必須采用不受溶液液位影響的發生器，一般發生（shēng）器根據其換熱方法的不（bú）同，可分（fèn）為噴淋（lín）式和沉浸式（shì）兩種（zhǒng），本樣機根據這兩種發生器的試驗結果，決定采用噴淋式發生器。

　　5試驗台試驗為（wéi）了評（píng）價製（zhì）冷機的性能，特製造了一台（tái）10冷噸的試驗機製造時考（kǎo）慮到生產性和維護性，確認安裝次序、尺寸的配合（hé）、各部件的安裝尺寸、安裝工作的方便（biàn）性、操作（zuò）空間（jiān）的大小、檢查的方便性等是否（fǒu）恰當。試驗測定試驗機在額定條件下（xià）運行時的製（zhì）冷量、性能係數COP，還（hái）測定（dìng）額定條件以外的熱水溫度（dù）特性（熱水溫度（dù）變化時樣機製冷量的變化）和部分（fèn）負（fù）荷特性（冷水回水溫度變化時樣機製冷量的變（biàn）化）4樣機的試驗結果1樣機與試驗係統樣機是（shì）根據（jù）試驗機的（de）試驗結果調整了各組件的傳熱麵積（jī），改變了溶液泵、調節閥等規格而重新製作的。樣機試驗利用透平係（xì）統中*後一級的排氣，對排熱驅動吸收式製（zhì）冷機在實際運（yùn）行條件下的動態（tài）特性（xìng）和運（yùn）行穩定性進行評價樣機試驗係統的配管（guǎn）係統見所示4.2試驗結果樣機試驗中測定在不同熱源水溫度、冷卻水溫度和負荷下的性能係數和製冷量，對負（fù）荷的適應性和穩定性進行（háng）評（píng）論，作為試驗（yàn）結果的一例，將額定工況下的性能（néng）測定結果列在表2中。通過樣機試驗確認排熱驅動吸收（shōu）式製冷機的樣機能達到額定工況下的性能指標和不同運行條件下的（de）性能特點，作為單獨製（zhì）冷機使用是沒有問題的樣機試驗完了以後，為了取得耐久性和（hé）可靠性的情報，對樣機進行了解剖，解剖結（jié）果沒有見到各換熱器部件（jiàn）的腐蝕或變（biàn）形，另外各構成機（jī）器（如屏蔽泵等）也都工作（zuò）正常，因此可以確認樣（yàng）機的耐久（jiǔ）性和可靠性是沒有問題的表（biǎo）2額定工況（kuàng）下的性能指標和樣機試驗結果的比較熱源水（shuǐ）入口6C熱源水入口75°C目標值試驗結（jié）果目標值試驗結果製冷COP製冷量（RT）運行條件：冷卻水（shuǐ）入口溫度25°C，冷水出口溫度7C 5結論排熱驅動吸收式製冷機可有效地利用各種低品（pǐn）位廢熱於空調，可提高能源的利（lì）用率（lǜ）將這項目的（de）研究成果實用化，為空調節能作出更大的貢獻