低溫排熱吸收式制冷機的開發周啟瑾（上海理工大學，上海200020本文介紹了日本開發的低溫排熱驅動吸收式制冷機，采用了兩次提升的吸收式循環，并試制了70kW制冷量的樣機試驗結果：在排熱水進口溫度60°C，冷卻水進口溫度25C，冷媒水出口7C的工況下，實測制冷量達到70kW制冷性能系數（COP）達到0 58低溫排熱利用；熱水型吸收式制冷機；兩次吸收的吸收式制冷機1前言2現況和研制目標熱水型吸收式制冷機用熱水作為驅動熱源，但用低溫排水驅動的吸收式制冷機至今已實現的目前實用化的吸收式制冷機所需熱水的溫度在80有兩級吸收的吸收式制冷機這種制冷機與單效機~9dC之間，其性能系數cp隨熱水溫度的下降而相比，發生器吸收器、溶液熱交換器各有兩只，故降低，熱水溫度在7丈左右時會急劇下降，因此低溫熱水沒有多大的實用價值示出用熱水驅動吸收式制冷機的性能系數與熱源熱水溫度的關系。

　　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動吸收式制冷機的熱源，而75C以下的熱水只能用作供暖。如果能降低吸收式制冷機驅動熱源的熱水溫度，則可以大大節約高溫能源的消耗，因為現在工廠排出的大量熱水都在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制冷機具有十分重要的意義。本文將介紹由日本東邦燃氣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制冷機”項目的研制內容和樣機試驗結果制冷結構復雜、體積龐大，冷卻水耗量大（約為單效機的兩倍）而且性能系數COP低，僅0.3~0.4左右。這次研制的制冷機采用的是兩次提升的吸收式循環，基本思路是將制冷機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，則可以單效循環運行，如果熱水溫度低于75C，則采用兩次提升循環，對于60C的熱水，可以在單效循環和兩次提升循環的合并狀態下運行。

　　課題研制目標是：開發在6屮90C范圍的排熱水驅動的吸收式制冷機吸收式制冷機制取冷水的溫度為7°C，冷卻水可采用河水，也可以采用經冷卻塔冷卻后的水，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液Ft圖上的表示圖中12341是單效吸收循環，其*低加熱水溫度為75C，相應的發生器壓力為R如加熱水溫度降為60°C，則其發生器壓力也降為由圖上可以看出低溫熱水驅動的發生器出口濃溶液濃度52甚至低于單效機中的稀溶液濃度在此情況下，必須采用多級吸收以降低發生溫度。從提高性能系數，增大放氣范圍降低稀溶液濃度，減低制冷機的造價等方面考慮，決定選用兩級提升循環（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是中間溶液在高溫吸收器中的第二次吸收過程（參見）至于吸收工質對的選擇，由于溫度低，工質對金屬的腐蝕問題較小，循環中吸收溶液的濃度低，不必擔心溶液的結晶問題另外，水和溴化鋰吸收工質對的物性數據已十分齊全，故選用水和溴化鋰為樣機的吸收工質對▲3.2試驗樣機的基本參數表1新開發低溫熱水驅動吸收式制冷機的指標加熱熱水溫度項目指標已有產品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，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對是很難達到的，因此試驗樣機的標準條件是采用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工%條件20冷水出口7Ch冷卻水進Pushing為了利用低溫熱源驅動吸收式制冷機保證定的放氣范圍，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潛熱來冷卻吸收溶液，為此開發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“高溫蒸發器”。

　　冷劑水冷卻的吸收器采用豎管結構，為了充分展示這種豎管結構吸收器的性能，提高蒸發器效率，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，根據試驗結果選定*佳形狀的冷劑水分配器。

　　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制冷機都要小。另外，本樣機的發生器壓力要比常規的單效吸收式制冷機低，因而本樣機必須采用不受溶液液位影響的發生器，一般發生器根據其換熱方法的不同，可分為噴淋式和沉浸式兩種，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試驗臺試驗為了評價制冷機的性能，特制造了一臺10冷噸的試驗機制造時考慮到生產性和維護性，確認安裝次序、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。試驗測定試驗機在額定條件下運行時的制冷量、性能系數COP，還測定額定條件以外的熱水溫度特性（熱水溫度變化時樣機制冷量的變化）和部分負荷特性（冷水回水溫度變化時樣機制冷量的變化）4樣機的試驗結果1樣機與試驗系統樣機是根據試驗機的試驗結果調整了各組件的傳熱面積，改變了溶液泵、調節閥等規格而重新制作的。樣機試驗利用透平系統中*后一級的排氣，對排熱驅動吸收式制冷機在實際運行條件下的動態特性和運行穩定性進行評價樣機試驗系統的配管系統見所示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系數和制冷量，對負荷的適應性和穩定性進行評論，作為試驗結果的一例，將額定工況下的性能測定結果列在表2中。通過樣機試驗確認排熱驅動吸收式制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性能特點，作為單獨制冷機使用是沒有問題的樣機試驗完了以后，為了取得耐久性和可靠性的情報，對樣機進行了解剖，解剖結果沒有見到各換熱器部件的腐蝕或變形，另外各構成機器（如屏蔽泵等）也都工作正常，因此可以確認樣機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和樣機試驗結果的比較熱源水入口6C熱源水入口75°C目標值試驗結果目標值試驗結果制冷COP制冷量（RT）運行條件：冷卻水入口溫度25°C，冷水出口溫度7C 5結論排熱驅動吸收式制冷機可有效地利用各種低品位廢熱于空調，可提高能源的利用率將這項目的研究成果實用化，為空調節能作出更大的貢獻