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【冷水机维护】吸收式冷水机如何工作?

吸收式制冷机的原始设计应归功于费迪南德·卡雷(FerdinandCarré),卡尔·蒙特斯(Carl Munters)和巴尔塔·冯·普拉登(Baltzar Von Platen)等著名科学家,他们在1850年代至1920年代之间做了工作。虽然这些产品于1923年首次商业化生产,但直到60年代,由于对大篷车冰箱的需求增加,才开始进行大量生产。如今,这些人的传奇贡献仍然显而易见-他们在区域供热系统中发挥着至关重要的作用。近来,由于对分散式能源系统的更高兴趣以及日益严格的能效法规吸收式制冷技术的研究和开发有所增加。吸收式制冷机已被证明是压缩机制冷机的理想替代品在功率不可靠,不可用或价格昂贵,有余热可用或对噪声的限制认为压缩机冷却器无用的地方。将冷水机与压缩式冷水机进行比较可能会更深入地了解吸收式冷水机的工作方式。

与压缩式冷水机的比较

每个冷却器都依靠某种外力将热量从低温介质传递到高温介质。例如,电制冷机具有压缩机。吸收式制冷机用蒸汽,热水或任何其他外部热源代替压缩机。吸收式制冷机的操作非常简单。它的操作从根本上类似于蒸汽压缩式冷却器,因为这两个过程都涉及系统内制冷剂的冷凝和蒸发。然而,尽管吸收式冷却器使用热化学过程,但是传统的冷却器依赖于机械能。它们唯一的区别在于,制冷剂的压力如何从蒸发水平增加到冷凝水平。简单的说,吸收式制冷机不压缩制冷剂蒸气; 取而代之的是,它将蒸汽溶解在吸收剂中,然后使用耗电量极低的泵将所得产物转移到高压环境中。当然,这仅是基本吸收循环的描述-还有更复杂的循环,甚至具有额外的成分-。

吸收式冷水机的工作原理

一些物质具有在某些压力和温度条件下对其他物质具有亲和力的独特特性,只有在条件改变时该亲和力才会改变。迈克尔·法拉第(Michael Faraday)于1824年提出了基于该概念的吸收式冷却器的概念。吸收过程原理是将流体(制冷剂和吸收剂)分离并复合以产生冷却效果。通常,吸收式冷却器为NH 3 -H 2 0(氨水)循环或LiBr(溴化锂)循环。在第一个循环中,水充当吸收剂,而氨水溶液充当制冷剂。在后一个周期中,溴化锂是吸收剂,水是制冷剂。由于以下优点,大多数工业冷水机都使用氨水蒸气吸收系统:

  • 氨在水中的溶解度高。
  • 氨水吸收式制冷机在正压下工作(Li-Br在负压下工作),减少了维护问题,并使机器更坚固
  • 氨水吸收式制冷机可以在极端条件下工作(冷凝温度高,蒸发温度低)。
  • 能够在负温度下冷却乙二醇。
  • 与风冷冷凝器兼容(零水消耗)。

吸收式制冷机如何工作:逐步说明

  • 发生器在发生器中,热源从浓氨溶液中产生氨蒸气。在氨(制冷剂)蒸气进入冷凝器之前,它会通过精馏器进行脱水。
  • 冷凝器脱水后的高压氨进入冷凝器,在冷凝器中冷凝。冷却后,它会通过节流阀(膨胀阀),从而降低压力和温度。新值必须低于蒸发器(下一级)所保持的值。
  • 蒸发器蒸发器实际上是冷冷藏空间,现在出现。冷却的氨进入蒸发器,吸收热量,然后以饱和氨蒸气的形式离开。
  • 吸收器当蒸气进入吸收器时,会暴露于弱氨水溶液的喷雾中。弱的解决方案反过来成为一个强解决方案。泵通过再生器(也可以称为热交换器)将新溶液引导至发生器。当溶液到达时,它已经达到了发生器/冷凝压力。该过程再次开始。

有关工作原理的更多信息

为了掌握这一过程,让我们从生成器开始逐步进行。该冷却器的其他组件是冷凝器,吸收器和蒸发器。该过程背后的想法是使用可泵入更高压力水平的制冷剂来创建液体溶液。这种泵送过程是对使用电能的机械压缩的替代。

发电机

温暖的稀溶液进入压力较高的腔室。将溶液喷洒在载有热水或任何其他热源的热交换器上。发生热传递,溶液沸腾,从而释放出制冷剂蒸气和热的浓缩溶液。简化图如下。

冷凝器

制冷剂蒸汽进入冷凝器,在冷凝器中,制冷剂蒸汽将其转换回液体。液态制冷剂的下一个停靠站是蒸发器,但必须首先通过膨胀阀,这样温度和压力才能下降。

蒸发器

制冷剂以液体和蒸气的混合物低压进入该部分。本节的目的是放松。对于商业应用,蒸发器通过建筑物的HVAC系统冷却水以进行冷却。

吸收体

在蒸发器中蒸发后,制冷剂进入吸收器。吸收器的溶液很浓,它仅吸收制冷剂蒸汽,并被稀释。产生的热量通过冷却水排到大气中。

结合热电联产(CHP)

随着能源价格的飞涨,电力生产和使用点已变得比一处遥远的发电厂的供电更加可靠和负担得起。当地的供热和电力联合计划(CHP)势必不仅会提高能源效率,而且还会产生更多的能源友好性,因为产生的温室气体更少。CHP系统的特征在于从单个能源同时产生有用的热能和机械功率/电。它也称为热电联产系统。

吸收式冷水机组依靠热能来冷却水,因此它们与CHP系统完美结合。将吸收式制冷系统与热电联产厂结合使用,可以利用多余的热量。该工厂产生热水,进而驱动吸收式制冷机。该技术的概念(也称为“三代发电”)源自同一设施中同时需要制冷,供电和供暖的需求。诸如购物中心,食品工业和医院等各种各样的设施都具有这种需求。冷却和热电联产需要一个完美的条件-最终用户需要在工厂附近,因为与电相比,分配冷水的成本很高。在季节性期间开始出现投资回报,这可以最大限度地利用发电厂产生的废热。例如,该系统通过在夏季提供冷却并在冬季提供加热来显示灵活性。这样,运行时间被最大化以利于环境和设施所有者。

从吸收式制冷机中获得最大收益

虽然吸收式制冷机以我们已经列举的方式对常规制冷方法进行了改进,但为了获得最佳性能,必须进行适当且定期的维护。这是确保设备达到25年使用寿命的唯一方法。如果技术人员专注于以下维护领域,则冷却器将完美运行:控制,机械组件和传热组件。以下是一些需要注意的领域:

  • 泵轴密封件-检查磨损
  • 制冷剂泄漏-损失率不应超过1%
  • 传热表面-应无污泥和水垢
  • 换热器管–裂纹,点蚀和腐蚀是不可取的
  • 泵轴承-可能需要更换或清洁

选择最好的吸收式制冷机

您可以执行上述所有维护步骤,但是设备仍然会变质,并且维护成本会增加。那可能是时候升级到现代,更可靠,更高效的机器了。如果系统长时间在部分负荷下工作,则可能只需要选择具有较高部分负荷效率的冷却器即可。正确设置冷却器的尺寸也很重要。对于某些应用而言,尺寸过大的冷水机组将很容易以低效率运行。如果在这样的负载下长时间运行,它甚至可能会产生严重的问题。让我们对运行需求,设施类型和时间表进行全面分析,以定义冷水机组的升级/选择过程。

吸收式制冷机的好处

在这篇文章的开头,我们略微谈到了这一点。通过对吸收式制冷机的运行和要求的描述,以下是一些首选制冷机的方案。

  1. 高电费和低油费确保差异足够大。
  2. 没有足够的电能。
  3. 可以利用废热(例如来自废气流或来自发动机外套的热水)。
  4. 是否有足够的热水或低等级的废蒸汽

它还适用于优先考虑安静环境的区域-吸收式制冷机是安静的,无运动部件的无磨损系统-维护要求最低。

总结

您是否还在想,“吸收式制冷机如何工作?”。作为冷水机生产厂家的佩诗,我们已经进行了多年的冷热负荷分析,因此它们可以为您提供帮助。如果您正在考虑安装吸收式制冷机,那么在向大型项目投入资金之前,有必要进行可行性研究。这项研究将表明是否确实存在任何经济和环境优势。吸收式制冷机的工作方式可在高峰用电需求很高的情况下证明其合理性。如前所述,使用热能回收是为设备所有者节省成本的另一个机会。