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蒸汽压缩制冷循环与吸收制冷

返回列表 作者:工业冷水机厂家 浏览:51689 发布日期:2021-07-12【

  吸收式制冷与压缩式制冷

  我们已经看到了各种类型的吸收式制冷系统,如简单吸收循环、氨水吸收循环以及蒸汽压缩式制冷循环。让我们看看蒸汽吸收循环和蒸汽压缩循环的比较。首先让我们看看吸收式制冷系统的优点,然后我们来看看吸收式制冷系统相对于蒸汽压缩系统的缺点。

  蒸汽吸收式制冷相对于蒸汽压缩式制冷的优势及比较

  以下是吸收式制冷系统与蒸汽压缩式制冷系统的比较和优势:

  1) 制冷剂的压缩方法:任何制冷循环中最重要的部分之一是制冷剂的压缩,因为所有进一步的操作都依赖于它。在蒸汽压缩制冷系统中,制冷剂的压缩是由压缩机完成的,压缩机可以是往复式、旋转式或离心式。在蒸汽吸收式制冷系统中,制冷剂的压缩是通过吸收剂对制冷剂的吸收来完成的。随着制冷剂被吸收,它会从气态转变为液态,因此其体积会减小。

  2) 耗电装置:在蒸汽压缩循环中,压缩机是主要的耗电装置,而在蒸汽吸收循环中,用于泵送制冷剂-吸收剂溶液的泵是主要的耗电装置。

  3)所需功率:蒸汽压缩循环的压缩机运行需要大量功率,并且随着制冷系统尺寸的增加而增加。在蒸汽吸收式制冷系统的情况下,泵需要的功率非常小,即使对于更高的制冷容量,它也几乎保持不变(或可能略有增加)。因此,蒸汽吸收式制冷系统消耗的功率远大于蒸汽压缩系统所需的功率。

  4) 所需能源类型:蒸汽吸收系统主要利用工厂中的废物或额外热量。因此,人们可以利用来自锅炉的额外蒸汽,或者为此目的产生额外的蒸汽,也可以使用可用的热水。同样也可以利用柴油机的废热、太阳能热水器的热水等。如果是蒸汽压缩制冷系统,压缩机只能靠电力运行;在这些系统中不能使用其他类型的能源。

  5) 运行成本: 蒸汽压缩制冷系统只能靠电力运行,需要大量的电力。如今,电力变得非常昂贵,因此蒸汽压缩制冷系统的运行成本非常高。在吸收式制冷系统的情况下,只有小泵需要电力,而且是相当低的。在大多数使用吸收式制冷的过程工业中,有一些来自锅炉的额外蒸汽可用于运行系统。因此,在吸收式制冷系统中,不需要额外的纯电力形式的电力,否则会浪费的能量在工厂中得到了利用。因此吸收式制冷系统的运行成本远低于蒸汽压缩系统。

  6) 所需的基础和噪音:蒸汽压缩系统的压缩机以非常高的速度运行,它会产生大量的振动和噪音。它还需要非常坚固的基础,以便在制冷剂的振动和高压下保持完整。在吸收式制冷系统中,没有主要的运动部件,因此它们不振动,不产生噪音,也不需要沉重的基础。吸收式制冷系统安静地运行。

  7) 维护:压缩机是蒸汽压缩循环的关键部分,它有许多运动部件。对压缩机进行彻底润滑并定期检查是否有任何缺陷非常重要。压缩机还需要不时更换活塞、活塞环、气缸套等。因此蒸汽压缩系统需要大量维护。压缩机的故障有时会非常昂贵,因为压缩机的吸入阀和排出阀非常昂贵。甚至压缩机的电机也非常重且昂贵。压缩机也需要冷却,为此需要专门的泵将水从冷却塔泵送到压缩机。由于压缩机的许多运动部件以非常快的速度运动,因此经常会发生一些或其他故障。在吸收式制冷系统中,唯一的活动部件是很少出现故障的小泵。因此,蒸汽压缩系统所需的维护远多于蒸汽吸收系统所需的维护。

  8) 系统容量控制:在蒸汽压缩循环中,系统的容量控制由压缩机完成,并且在大多数情况下是逐步进行容量控制的。在吸收式制冷系统的情况下,可以在系统空载时实现无级容量控制和零容量。虽然现在可以使用无级容量控制的压缩机,但即使在制冷系统零负载的情况下,它们也会消耗大量功率。在吸收系统中,当负载为零时,功耗几乎为零。

  9) 使用的制冷剂类型及其成本:在氨水吸收式制冷系统中,使用氨作为制冷剂,使用方便且价格低廉。在溴化锂系统中,水被用作制冷剂,而且价格便宜且容易获得。在蒸汽压缩制冷系统的情况下,卤烃用作制冷剂,这是非常昂贵的。

  10)制冷剂泄漏:吸收式制冷系统中没有(或很少)制冷剂泄漏,而且制冷剂本身非常便宜。因此,制冷剂充注成本几乎为零。在蒸汽压缩系统的情况下,存在大量制冷剂泄漏,因此需要定期补充制冷剂,这是非常昂贵的。

  11) 温室效应:压缩式制冷系统中使用的大多数卤化碳制冷剂都会产生温室效应。根据蒙特利尔议定书,到2020年必须完全停止使用。吸收式制冷系统中没有制冷剂产生温室效应,因此将来不会停止使用。

  吸收式制冷优于蒸汽压缩制冷循环的缺点

  1) 初始资金成本:虽然吸收式制冷系统的运行成本远低于蒸汽压缩系统,但其初始资金成本却高得多。

  2)溴化锂的腐蚀性:在溴化锂吸收式制冷系统中,溴化锂具有腐蚀性,降低了系统的整体寿命。在氨系统的情况下,氨对铜有腐蚀性。在蒸汽压缩系统中,铜与卤化碳制冷剂一起使用,它们非常安全,从而确保了制冷系统的长寿命。因此,采用往复式或离心式压缩机的蒸汽压缩系统比溴化锂吸收式制冷系统具有更长的寿命。

  3)工作压力低:吸收式制冷循环的工作压力很低。在溴化锂系统的情况下,这些压力非常低,甚至不需要膨胀阀,因为制冷剂由于流动引起的压力下降足以产生膨胀。因此,制冷系统应彻底密封,以免大气气体进入制冷系统。因此压缩制冷系统也应密封严密,但这是为了防止制冷剂泄漏到大气中。

  4) 性能系数 (COP):与蒸汽压缩系统相比,吸收式制冷系统的性能系数非常低。例如,两级溴化锂系统的 COP 约为 1.1,而用于空调应用的蒸汽压缩系统的 COP 约为 4 到 5。因此吸收式制冷系统只有在电比燃料(用于在锅炉中产生蒸汽的油、气或煤)变得超过四种。如果该比率较小,则可能需要过多的燃料来产生蒸汽。但是,如果行业中存在过剩的蒸汽,则该比例可能不会受到重视。

  5)更高的排热:在吸收式制冷中,热量必须从冷凝器、吸收器、分析器、整流器等多个部件中排出,因此吸收式制冷系统的排热系数很高,可以在2.5左右。在压缩式制冷系统中,热量仅从冷凝器放出,因此排热系数小,约为1.2。因此,在吸收式制冷系统的情况下,用于泵送冷却水的冷却塔和泵容量必须更高,这导致系统运行成本的增加。