太阳能吸收式制冷的工作原理

吸收式制冷原理与压缩式制冷原理

制冷技术在现代生活中起到了至关重要的作用，无论是家庭、商业还是工业领域，都离不开制冷设备的应用。在制冷技术中，吸收式制冷和压缩式制冷是两种常见的原理。本文将详细介绍吸收式制冷原理和压缩式制冷原理的工作原理、优缺点和应用领域。

一、吸收式制冷原理

吸收式制冷是一种基于热力学原理的制冷方法，其核心是利用热能来驱动制冷循环。吸收式制冷系统由吸收器、发生器、冷凝器、蒸发器和溶液泵等组成。

1. 工作原理

吸收式制冷系统的工作原理基于两种不同的流体之间的吸收作用。一般情况下，吸收剂和制冷剂是两种不同的流体。制冷剂在蒸发器中吸收热量，变成蒸汽状态，然后进入吸收器。吸收器中的吸收剂将制冷剂吸收，并形成一种稳定的溶液。溶液被泵送到发生器中，在高温下分离出制冷剂和吸收剂。制冷剂进入冷凝器，释放热量并冷凝成液体状态，然后通过节流阀进入蒸发器，循环再次开始。

2. 优缺点

吸收式制冷相较于压缩式制冷有一些独特的优点。首先，吸收式制冷系统无需机械压缩和运转，因此噪音小、振动小，运行稳定可靠。其次，吸收式制冷系统使用的制冷剂通常为无毒、无污染物质，对环境友好。另外，吸收式制冷系统具有较大的制冷量，适用于一些大型的制冷设备。

然而，吸收式制冷系统也存在一些缺点。首先，由于吸收剂和制冷剂的性质不同，需要较高的温度来实现吸收和分离，因此能源消耗较大。其次，吸收式制冷系统体积较大，需要占用较多的空间。

3. 应用领域

吸收式制冷系统多用于工业和商业领域，特别是一些对噪音和振动敏感的场所，如酒店、医院和实验室等。此外，吸收式制冷系统还广泛应用于太阳能制冷系统，利用太阳能来驱动制冷循环，实现能源的可持续利用。

二、压缩式制冷原理

压缩式制冷是一种常见的制冷方法，其核心是通过机械压缩和扩压来实现制冷效果。压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀等组成。

1. 工作原理

压缩式制冷系统的工作原理基于制冷剂的压缩和膨胀过程。首先，制冷剂在蒸发器中吸收热量，变成蒸汽状态。然后，蒸汽被压缩机压缩，使其温度和压力升高。接下来，高温高压的制冷剂进入冷凝器，通过散热的方式释放热量，变成液体状态。最后，液体制冷剂通过节流阀降压，进入蒸发器，重新开始制冷循环。

吸收式制冷原理与压缩式制冷原理

以吸收式制冷原理与压缩式制冷原理为标题，我们来探讨一下这两种制冷原理的工作原理和应用。

一、吸收式制冷原理

吸收式制冷是利用溶液的吸收和析出过程来实现制冷的一种原理。它主要由吸收器、发生器、冷凝器、蒸发器和泵组成。

1. 吸收过程

吸收器中存在着一种吸收剂，通常是水和溶液。冷水进入吸收器与吸收剂接触，发生吸收作用。在这个过程中，低温低压的蒸发剂从蒸发器中释放出来，被吸收剂吸收。吸收剂与蒸发剂生成溶液，放出热量。

2. 析出过程

溶液被输送到发生器，通过加热使溶液中的蒸发剂析出。蒸发剂以高温高压气体的形式进入冷凝器。

3. 冷凝过程

在冷凝器中，蒸发剂通过冷却而被冷凝成液体。这个过程中释放出的热量会通过冷凝器的冷却介质（如水）带走。

4. 蒸发过程

液体蒸发剂通过蒸发器，与冷水进行热交换，从而吸收冷水的热量，实现制冷效果。蒸发剂再次变成低温低压的气体，进入吸收器进行循环。

吸收式制冷具有以下特点：

1. 制冷剂无需压缩，因此制冷系统没有压缩机，降低了能耗和噪音。

2. 能够利用热能来驱动制冷过程，如太阳能、废热等，节能环保。

3. 可以适应多种工作条件和制冷需求，具有较大的调节范围。

二、压缩式制冷原理

压缩式制冷是利用制冷剂在压缩机中进行压缩和膨胀的过程来实现制冷的一种原理。它主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成。

1. 压缩过程

制冷剂从蒸发器中进入压缩机，经过压缩机的压缩作用，制冷剂的温度和压力都会升高。

2. 冷凝过程

高温高压的制冷剂进入冷凝器，通过与冷却介质（如空气或水）的热交换，制冷剂会被冷凝成液体，并释放热量。

3. 膨胀过程

液体制冷剂经过膨胀阀进入蒸发器，压力骤降，制冷剂的温度也会骤降。

4. 蒸发过程 制冷剂在蒸发器中与空气或水进行热交换，吸收热量，从而降低温度，并将热量带走。

压缩式制冷具有以下特点：

1. 制冷剂在制冷循环中会发生相变，能够吸收较大的热量，制冷效果显著。

太阳能固体吸附式制冷空调原理及前景

一. 前言

随着人们生活水平的大幅提高，空调器已逐渐成为家庭必备的家用电器，另一方面，大范围地使用传统制冷方式已经给环境造成了极大的破坏。首先是臭氧层空洞问题。传统制冷机广泛采用氯氟烃类制冷剂简称CFC，HCFC，它们会催化分解臭氧，削弱对紫外线的阻挡，威胁人类健康；其次，每年常规高能耗的制冷需求占用国家电力消耗的比例迅速增加，引起电力紧张，各地兴建各类发电站，火力占主要，大量烧煤增排CO2增强温室效应，引起全球升温；再次，能源短缺已然成为世界性的问题，普通空调器的普及显然是不利与于能源节约的，近几年来夏季我国各地特别是沿海停电现象严重，拉电限电十分普遍。

基于以上的问题，人们已经逐渐认识到可持续发展的重要性，同时也积极开发对能源有效利用和保护环境的新技术。太阳能固体吸附式制冷技术作为一种以太阳能为能源并且对环境无破坏作用的新型技术备受关注。

国外于二十世纪六七十年代就开始了对吸附式循环的研究。国内的研究开始于八十年代初，严爱珍等人曾在1982年对吸附式制冷作过研究，使用的工质是沸石分子筛-水和沸石分子筛-乙醇。1992年巴黎国际吸附式制冷会议带动了该技术的研究，在接下来的国际会议上均有上百篇论文发表，该项技术得到不断发展。

二. 工作原理

固体吸附式制冷技术的原理包括吸附和脱附两个过程。

1.脱附.

左图是脱附过程的简单模型图。吸附床内充满了吸附剂，吸附有制冷剂，冷凝器与冷却系统相连，一般冷却介质为水。工作时，太阳能集热器对吸附床加热，制冷剂获得能量克服吸附剂的吸引力从吸附剂表面脱附，进入右边管道，系统压力增加，C1导通，C2关闭。当压力与冷凝器中对应温度下的饱和压力相等时，制冷剂开始液化冷凝，最终制冷剂凝结在蒸发器中，脱附过程结束。在这个过程中，太阳能集热器供能Q1，冷凝器放热Q4由冷却水排除到系统之外。

2.吸附.

右图是吸附过程的简单模型图。冷却系统对吸附床进行冷却，温度下降，吸附剂开始吸附制冷剂，左边管道内压力降低，C2导通，C1关闭，蒸发器中的制冷剂因压力瞬间降低而蒸发吸热，达到制冷效果，制冷剂达到吸附床，吸附过程结束。在此过程中，吸附床放热Q2，被冷却水排除到系统之外，蒸发器从环境中吸收Q3的热量。

科技信息　。高校讲坛ｏ　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２０１２年第１１期　

０前言　太阳能溴化锂吸收式系统的理论与研究　

韩艳培　

（青岛大学机电工程学院山东青岛２６６０７１）　

从上世纪７Ｏ年代以来．世界范围内的能源短缺和环境污染等问　

题日益严重．全球许多国家开始了对新能源的开发和利用，尤其是取　之不尽用之不竭的太阳能　其中太阳能制冷就是应用太阳能的一个方　

面．它能够缓解能源日益短缺和环境污染等问题，而且设备结构简单、　

运行状态稳定可靠．是当今制冷技术研究的热点。在目前多种利用太　阳能制冷的方式中．太阳能溴化锂吸收式制冷机的制冷效率较高．并　

可在较低的热源温度下运行．是目前应用太阳能制冷最成功的方式之　

一Ⅲ。　吸收式制冷采用的制冷剂一般为自然存在的水或氨等。对环境和　大气臭氧层无害：以低温热能为驱动能源．除了利用锅炉蒸气、燃料产　

生的热能外，还可以利用余热、废热、太阳能等低品位的热能，在同一　

机组中还可以实现制冷和制热（采暖）的双重目的。整套装置除了泵和　阀件外，绝大部分是换热器，运行平稳、安静；同时，制冷机在真空状态　

下运行，结构简单，安全可靠，安装方便。溴化锂制冷机组还具有制冷　剂环保、单机制冷量大、机组寿命长等优点。在当前能源紧缺，电力供　

应紧张．环境问题日益严峻的形势下．吸收式制冷技术以其特有的优　

势已经受到广泛的关注。　’　

１　太阳能溴化锂吸收式制冷系统的工作原理　

太阳能溴化锂吸收式制冷系统由太阳能集热器、发生器、冷凝器、　

节流阀、蒸发器、溶液热交换器、吸收器及泵等部件组成。整个系统是　

利用溶液浓度的变化来获取冷量的装置．溴化锂为吸收剂．水为制冷　剂。太阳能溴化锂吸收式空调系统可以实现夏季制冷、冬季采暖、全年　

提供生活热水等多项功能，其系统简图如图１ｔ”。　

图１　太阳能吸收式制冷循环【１］　

利用太阳能集热器将光能转化为热能把水加热．为吸收式制冷机　的发生器提供其所需要的热媒水　在发生器中制冷工质对被热媒水加