吸收式制冷與壓縮式制冷

　　我們已經(jīng)看到了各種類型的吸收式制冷系統(tǒng)，如簡(jiǎn)單吸收循環(huán)、氨水吸收循環(huán)以及蒸汽壓縮式制冷循環(huán)。讓我們看看蒸汽吸收循環(huán)和蒸汽壓縮循環(huán)的比較。首先讓我們看看吸收式制冷系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，然后我們來(lái)看看吸收式制冷系統(tǒng)相對(duì)于蒸汽壓縮系統(tǒng)的缺點(diǎn)。

　　蒸汽吸收式制冷相對(duì)于蒸汽壓縮式制冷的優(yōu)勢(shì)及比較

　　以下是吸收式制冷系統(tǒng)與蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的比較和優(yōu)勢(shì)：

　　1) 制冷劑的壓縮方法：任何制冷循環(huán)中最重要的部分之一是制冷劑的壓縮，因?yàn)樗羞M(jìn)一步的操作都依賴于它。在蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)中，制冷劑的壓縮是由壓縮機(jī)完成的，壓縮機(jī)可以是往復(fù)式、旋轉(zhuǎn)式或離心式。在蒸汽吸收式制冷系統(tǒng)中，制冷劑的壓縮是通過(guò)吸收劑對(duì)制冷劑的吸收來(lái)完成的。隨著制冷劑被吸收，它會(huì)從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，因此其體積會(huì)減小。

　　2) 耗電裝置：在蒸汽壓縮循環(huán)中，壓縮機(jī)是主要的耗電裝置，而在蒸汽吸收循環(huán)中，用于泵送制冷劑-吸收劑溶液的泵是主要的耗電裝置。

　　3)所需功率：蒸汽壓縮循環(huán)的壓縮機(jī)運(yùn)行需要大量功率，并且隨著制冷系統(tǒng)尺寸的增加而增加。在蒸汽吸收式制冷系統(tǒng)的情況下，泵需要的功率非常小，即使對(duì)于更高的制冷容量，它也幾乎保持不變(或可能略有增加)。因此，蒸汽吸收式制冷系統(tǒng)消耗的功率遠(yuǎn)大于蒸汽壓縮系統(tǒng)所需的功率。

　　4) 所需能源類型：蒸汽吸收系統(tǒng)主要利用工廠中的廢物或額外熱量。因此，人們可以利用來(lái)自鍋爐的額外蒸汽，或者為此目的產(chǎn)生額外的蒸汽，也可以使用可用的熱水。同樣也可以利用柴油機(jī)的廢熱、太陽(yáng)能熱水器的熱水等。如果是蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)，壓縮機(jī)只能靠電力運(yùn)行;在這些系統(tǒng)中不能使用其他類型的能源。

　　5) 運(yùn)行成本: 蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)只能靠電力運(yùn)行，需要大量的電力。如今，電力變得非常昂貴，因此蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)的運(yùn)行成本非常高。在吸收式制冷系統(tǒng)的情況下，只有小泵需要電力，而且是相當(dāng)?shù)偷?。在大多?shù)使用吸收式制冷的過(guò)程工業(yè)中，有一些來(lái)自鍋爐的額外蒸汽可用于運(yùn)行系統(tǒng)。因此，在吸收式制冷系統(tǒng)中，不需要額外的純電力形式的電力，否則會(huì)浪費(fèi)的能量在工廠中得到了利用。因此吸收式制冷系統(tǒng)的運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于蒸汽壓縮系統(tǒng)。

　　6) 所需的基礎(chǔ)和噪音：蒸汽壓縮系統(tǒng)的壓縮機(jī)以非常高的速度運(yùn)行，它會(huì)產(chǎn)生大量的振動(dòng)和噪音。它還需要非常堅(jiān)固的基礎(chǔ)，以便在制冷劑的振動(dòng)和高壓下保持完整。在吸收式制冷系統(tǒng)中，沒(méi)有主要的運(yùn)動(dòng)部件，因此它們不振動(dòng)，不產(chǎn)生噪音，也不需要沉重的基礎(chǔ)。吸收式制冷系統(tǒng)安靜地運(yùn)行。

　　7) 維護(hù)：壓縮機(jī)是蒸汽壓縮循環(huán)的關(guān)鍵部分，它有許多運(yùn)動(dòng)部件。對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行徹底潤(rùn)滑并定期檢查是否有任何缺陷非常重要。壓縮機(jī)還需要不時(shí)更換活塞、活塞環(huán)、氣缸套等。因此蒸汽壓縮系統(tǒng)需要大量維護(hù)。壓縮機(jī)的故障有時(shí)會(huì)非常昂貴，因?yàn)閴嚎s機(jī)的吸入閥和排出閥非常昂貴。甚至壓縮機(jī)的電機(jī)也非常重且昂貴。壓縮機(jī)也需要冷卻，為此需要專門的泵將水從冷卻塔泵送到壓縮機(jī)。由于壓縮機(jī)的許多運(yùn)動(dòng)部件以非常快的速度運(yùn)動(dòng)，因此經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些或其他故障。在吸收式制冷系統(tǒng)中，唯一的活動(dòng)部件是很少出現(xiàn)故障的小泵。因此，蒸汽壓縮系統(tǒng)所需的維護(hù)遠(yuǎn)多于蒸汽吸收系統(tǒng)所需的維護(hù)。

　　8) 系統(tǒng)容量控制：在蒸汽壓縮循環(huán)中，系統(tǒng)的容量控制由壓縮機(jī)完成，并且在大多數(shù)情況下是逐步進(jìn)行容量控制的。在吸收式制冷系統(tǒng)的情況下，可以在系統(tǒng)空載時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)容量控制和零容量。雖然現(xiàn)在可以使用無(wú)級(jí)容量控制的壓縮機(jī)，但即使在制冷系統(tǒng)零負(fù)載的情況下，它們也會(huì)消耗大量功率。在吸收系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載為零時(shí)，功耗幾乎為零。

　　9) 使用的制冷劑類型及其成本：在氨水吸收式制冷系統(tǒng)中，使用氨作為制冷劑，使用方便且價(jià)格低廉。在溴化鋰系統(tǒng)中，水被用作制冷劑，而且價(jià)格便宜且容易獲得。在蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)的情況下，鹵烴用作制冷劑，這是非常昂貴的。

　　10)制冷劑泄漏：吸收式制冷系統(tǒng)中沒(méi)有(或很少)制冷劑泄漏，而且制冷劑本身非常便宜。因此，制冷劑充注成本幾乎為零。在蒸汽壓縮系統(tǒng)的情況下，存在大量制冷劑泄漏，因此需要定期補(bǔ)充制冷劑，這是非常昂貴的。

　　11) 溫室效應(yīng)：壓縮式制冷系統(tǒng)中使用的大多數(shù)鹵化碳制冷劑都會(huì)產(chǎn)生溫室效應(yīng)。根據(jù)蒙特利爾議定書，到2020年必須完全停止使用。吸收式制冷系統(tǒng)中沒(méi)有制冷劑產(chǎn)生溫室效應(yīng)，因此將來(lái)不會(huì)停止使用。

　　吸收式制冷優(yōu)于蒸汽壓縮制冷循環(huán)的缺點(diǎn)

　　1) 初始資金成本：雖然吸收式制冷系統(tǒng)的運(yùn)行成本遠(yuǎn)低于蒸汽壓縮系統(tǒng)，但其初始資金成本卻高得多。

　　2)溴化鋰的腐蝕性：在溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)中，溴化鋰具有腐蝕性，降低了系統(tǒng)的整體壽命。在氨系統(tǒng)的情況下，氨對(duì)銅有腐蝕性。在蒸汽壓縮系統(tǒng)中，銅與鹵化碳制冷劑一起使用，它們非常安全，從而確保了制冷系統(tǒng)的長(zhǎng)壽命。因此，采用往復(fù)式或離心式壓縮機(jī)的蒸汽壓縮系統(tǒng)比溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)具有更長(zhǎng)的壽命。

　　3)工作壓力低：吸收式制冷循環(huán)的工作壓力很低。在溴化鋰系統(tǒng)的情況下，這些壓力非常低，甚至不需要膨脹閥，因?yàn)橹评鋭┯捎诹鲃?dòng)引起的壓力下降足以產(chǎn)生膨脹。因此，制冷系統(tǒng)應(yīng)徹底密封，以免大氣氣體進(jìn)入制冷系統(tǒng)。因此壓縮制冷系統(tǒng)也應(yīng)密封嚴(yán)密，但這是為了防止制冷劑泄漏到大氣中。

　　4) 性能系數(shù) (COP)：與蒸汽壓縮系統(tǒng)相比，吸收式制冷系統(tǒng)的性能系數(shù)非常低。例如，兩級(jí)溴化鋰系統(tǒng)的 COP 約為 1.1，而用于空調(diào)應(yīng)用的蒸汽壓縮系統(tǒng)的 COP 約為 4 到 5。因此吸收式制冷系統(tǒng)只有在電比燃料(用于在鍋爐中產(chǎn)生蒸汽的油、氣或煤)變得超過(guò)四種。如果該比率較小，則可能需要過(guò)多的燃料來(lái)產(chǎn)生蒸汽。但是，如果行業(yè)中存在過(guò)剩的蒸汽，則該比例可能不會(huì)受到重視。

　　5)更高的排熱：在吸收式制冷中，熱量必須從冷凝器、吸收器、分析器、整流器等多個(gè)部件中排出，因此吸收式制冷系統(tǒng)的排熱系數(shù)很高，可以在2.5左右。在壓縮式制冷系統(tǒng)中，熱量?jī)H從冷凝器放出，因此排熱系數(shù)小，約為1.2。因此，在吸收式制冷系統(tǒng)的情況下，用于泵送冷卻水的冷卻塔和泵容量必須更高，這導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行成本的增加。