吸收式制冷在蒸汽压缩制冷系统中的优缺点

吸收式制冷与压缩制冷

我们已经看到各种类型的吸收式制冷系统,如简单的吸收循环,氨水吸收循环以及蒸汽压缩制冷循环。首先看看吸收式制冷系统的优点,然后我们将看到吸收式制冷系统相对于蒸汽压缩系统的缺点。

蒸汽压缩制冷蒸汽吸收制冷的优势与比较

以下是吸收式制冷系统相对于蒸汽压缩式制冷系统的比较和优点:

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制冷剂。在蒸汽压缩制冷系统中,制冷剂的压缩由压缩机完成,压缩机可以是往复式,旋转式或离心式。在蒸气吸收式制冷系统中,制冷剂的压缩是通过吸收剂吸收制冷剂来完成的。当制冷剂被吸收时,它从蒸汽状态转变为液态,因此其体积减小。

2)功率消耗装置:在蒸汽压缩循环中,压缩机是主要的功率消耗装置,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功率消耗装置。

3)所需的功率量:蒸汽压缩循环的压缩机需要大量的动力用于其运行,并且随着制冷系统的尺寸增加而增加。在蒸汽吸收式制冷系统的情况下,泵需要非常少量的功率,并且即使对于更高的制冷容量,它仍保持几乎相同(或可略微增加)。因此,蒸气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)所需能量类型:蒸汽吸收系统主要在废物或工厂的额外热量下运行。因此,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,并且还使用热的可用水。类似地,也可以使用来自柴油发动机的废热,来自太阳能热水器的热水等。在蒸汽压缩制冷系统的情况下,压缩机可以仅通过电力供应;在这些系统中不能使用其他类型的能量。

5)运行成本:蒸汽压缩制冷系统只能依靠电力运行,并且需要大量的电力。目前,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,只有小型泵需要电力并且它非常低。在大多数使用吸收式制冷的过程工业中,锅炉可以提供一些额外的蒸汽,可用于运行系统。因此,在吸收式制冷系统中,不需要纯电动形式的额外功率,并且在工厂中利用否则将浪费的能量。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,并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,因此它们不会振动,不会产生噪音,也不需要沉重的基础。吸收式制冷系统无声地运行。

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。压缩机还需要不时地更换活塞,活塞环,气缸套等。因此,蒸汽压缩系统需要大量维护。由于压缩机的吸入和排出阀非常昂贵,压缩机的故障有时会非常昂贵。甚至压缩机的电动机也非常重且昂贵。压缩机还需要冷却,为此需要特殊的泵将水从冷却塔泵送到压缩机。由于压缩机的多个运动部件以非常快的速度运动,因此一些或其他故障经常发生。在吸收式制冷系统中,唯一的运动部件是很少发生故障的小型泵。因此,蒸汽压缩系统所需的维护远远大于蒸汽吸收系统所需的维护。

8)系统的容量控制: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,获得逐步的容量控制。在吸收式制冷系统的情况下,当系统上没有负载时,可以获得无级容量控制和零容量。虽然现在可以使用具有无级容量控制的压缩机,但即使制冷系统负载为零,它们也会消耗大量电能。在吸收系统中,当负载为零时,功耗几乎为零。

9)使用的制冷剂的类型及其成本:在氨 – 水吸收式制冷系统中,使用氨作为制冷剂,其容易且廉价地获得。在溴化锂系统中,水被用作制冷剂,其也可廉价且容易地获得。在蒸汽压缩制冷系统的情况下,使用卤代烃作为制冷剂,其非常昂贵。

10)制冷剂的泄漏:在吸收式制冷系统中,制冷剂没有(或很少)泄漏。因此,制冷剂再充注成本几乎为零。在蒸汽压缩系统的情况下,制冷剂存在大量泄漏,因此需要定期补充制冷剂,这非常昂贵。

11)温室效应:压缩制冷系统中使用的大多数卤代烃制冷剂产生温室效应。在吸收式制冷系统中,没有制冷剂产生温室效应。

吸收式制冷在蒸汽压缩制冷循环中的缺点

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,但其初始资本成本要高得多。

2)溴化锂的腐蚀性:在溴化锂吸收式制冷系统中,溴化锂本质上具有腐蚀性,这降低了系统的整体寿命。在氨系统的情况下,氨对铜具有腐蚀性。在蒸汽压缩系统中,铜与卤烃制冷剂一起使用,它们非常安全,因此确保了制冷系统的长寿命。因此,具有往复式或离心式压缩机的蒸汽压缩系统具有比溴化锂吸收式制冷系统更长的寿命。

3)低工作压力:吸收式制冷循环的工作压力非常低。在溴化锂系统的情况下,这些压力很低,不需要膨胀阀,因为由于其流动导致的制冷剂压力下降足以产生其膨胀。所以制冷系统应彻底密封,以免大气气体进入制冷系统。压缩制冷系统也应紧密包装,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至5.因此,吸收式制冷系统只有在电力比例下才具有竞争力。燃料(用于在锅炉中产生蒸汽的燃料,燃气或煤)变为四个以上。如果该比率较小,则可能需要过量的燃料来产生蒸汽。但是,如果行业中存在过量蒸汽,则该比率可能不重要。

5)更高的排热性:在吸收制冷热中必须从冷凝器,吸收器,分析器,整流器等部件中排出,所以吸收式制冷系统的排热系数高,可以在2.5左右。在压缩制冷系统中,热量仅从冷凝器中释放出来,它的排热系数很小,约为1.2。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,这导致系统的运行成本增加。

吸收式制冷在蒸汽压缩制冷系统中的优缺点

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