吸收式制冷

　　吸收式制冷（absorptionrefrigerator）是利用熱源作為制冷能量來源的制冷系統(tǒng)，熱源可以是太陽熱能、燃燒化石燃料、工廠廢熱、或來自區(qū)域供暖系統(tǒng)。系統(tǒng)中有兩種冷媒，一種會(huì)蒸發(fā)冷卻，由第二種冷媒吸收。之后會(huì)再加熱，讓這兩種冷媒恢復(fù)到原始狀態(tài)。此一原理也可以用在空氣調(diào)節(jié)的大樓中，用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱或是熱水器的熱。若利用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的廢熱，在能源效率上的效率很高，因?yàn)橄犬a(chǎn)生電、接著產(chǎn)生熱水，最后可以有冷氣的熱電聯(lián)產(chǎn)。吸收式制冷常用在休旅車、露營(yíng)車以及拖掛式房車上，因?yàn)榭梢杂帽樽鳛槟芰縼碓矗恍枰娏?。吸收式制冷和蒸氣壓縮制冷不同，除了讓冷媒流動(dòng)之外，不需要其他的可動(dòng)件。

原理

　　常見的吸收式制冷裝罝類似蒸氣壓縮制冷裝置，也會(huì)用沸點(diǎn)很低（低于-18°C）的冷媒。壓縮制冷的冷媒常會(huì)選氫氯氟烴（HCFC）或氫氟烴（HFC），而吸收式制冷裝罝會(huì)用氨或是水為冷媒，而且會(huì)有第二種冷媒（吸收劑，absorbent）可以吸收前述冷媒的氣體。冷媒可能是水（冷媒是氨的情形）或是鹽水（冷媒是水的情形）。兩種都是用蒸發(fā)冷卻的原理：當(dāng)冷媒蒸發(fā)（或沸騰），會(huì)帶走熱量，因此會(huì)有冷卻的效果。二個(gè)的差異是冷媒由氣態(tài)變成液態(tài)（因此可以重復(fù)冷卻循環(huán)）的方式，吸收式制冷裝罝的冷媒單純只用熱量傳輸使其由氣態(tài)變成液態(tài)，除了讓冷媒流動(dòng)外，不需要其他的可動(dòng)件。

　　吸收式制冷循環(huán)可以分為以下三段：

1. 　　蒸發(fā)：液態(tài)冷媒在低分壓環(huán)境下蒸發(fā)，從環(huán)境中（例如冷藏室）吸熱。因?yàn)榉謮狠^低，使其蒸發(fā)需要的溫度比較低。

2. 　　吸收：第二種液態(tài)冷媒（在耗盡狀態(tài)下），會(huì)吸收氣態(tài)的冷媒，維持較低的分壓。會(huì)產(chǎn)生氣態(tài)冷媒飽和的液體，進(jìn)入下一階段。

3. 　　再生：將冷媒飽和的液體加熱，使其中的氣態(tài)冷媒蒸發(fā)。

　　因此系統(tǒng)有沒有泵浦的情形下，會(huì)提供力學(xué)式的循環(huán)。

　　在凝結(jié)時(shí)，為了避免一些壓力上的問題，會(huì)加入第三種氣態(tài)。

　　和壓縮制冷比較，壓縮制冷會(huì)使用壓縮機(jī)，可能是電力或是內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)，以增加氣態(tài)冷媒的壓力。所得的高溫、高壓氣體會(huì)在暴露在外在環(huán)境下（多半是室內(nèi)的空氣）的熱交換器（冷凝器）中凝結(jié)為液體。凝結(jié)的液體溫度接近室溫，但壓力較高，會(huì)通過節(jié)流孔或節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)區(qū)。節(jié)流孔或節(jié)流閥會(huì)在高壓凝結(jié)區(qū)以及低壓蒸發(fā)區(qū)之間產(chǎn)生壓力差。蒸發(fā)區(qū)的低壓會(huì)使液態(tài)冷媒蒸發(fā)，同時(shí)吸收冷藏室內(nèi)的熱。氣態(tài)冷媒會(huì)回到壓縮機(jī)，重復(fù)此一循環(huán)。

簡(jiǎn)易的鹽水系統(tǒng)

　　大型商業(yè)場(chǎng)所中用的簡(jiǎn)易吸收式制冷系統(tǒng)會(huì)用溴化鋰或氯化鋰鹽以及水。水在低壓下會(huì)在要冷卻的盤管內(nèi)蒸發(fā)。水會(huì)吸收到溴化鋰（或氯化鋰）鹽水溶液中。系統(tǒng)再透過熱，將水從溴化鋰鹽水中提取出來。

噴水吸收制冷系統(tǒng)

　　另一種制冷會(huì)使用空氣、水以及鹽水溶液。吸入的溫暖潮濕空氣會(huì)通過噴灑鹽水的腔室中，會(huì)使空氣降低濕度，但不會(huì)降低溫度，之后再讓空氣通過蒸發(fā)冷卻器，其中會(huì)噴灑淡水，使空氣降溫，并增加濕度。低溫的空氣會(huì)再通過另一個(gè)通過噴灑鹽水的腔室中，去除濕度，得到干冷的空氣。

　　鹽水溶液會(huì)在低壓下加熱，使水蒸發(fā)。蒸發(fā)的水蒸氣會(huì)再凝結(jié)成液態(tài)的水，接到蒸發(fā)冷卻器中。

單壓吸收制冷系統(tǒng)

　　單壓吸收冷卻系統(tǒng)的原理是依液體的蒸發(fā)速度是依其蒸氣的分壓而定，若分壓較低，會(huì)蒸發(fā)的比較快。在維持系統(tǒng)總壓相等的前提下，冷卻系統(tǒng)在低溫的冷卻部分，讓冷媒維持在分壓較低的條件下（以提高蒸發(fā)速率），在和外部空氣接觸，散熱到外界時(shí)，讓冷媒維持在分壓較高的條件下（降低蒸發(fā)速率）。

　　冷卻系統(tǒng)中有三種物質(zhì)：氨、氫氣和水。循環(huán)是封閉的，因此所有的氨、氫氣和水都可以重復(fù)使用。此系統(tǒng)會(huì)加壓，使氨的沸點(diǎn)超過冷凝管（冷卻系統(tǒng)傳熱到外部，溫度會(huì)比空氣高）的溫度，此壓力一般會(huì)是14–16atm，此壓力下氨的露點(diǎn)為35°C。

　　冷凍循環(huán)的開始，室溫下的液氨會(huì)進(jìn)入蒸發(fā)器中。蒸發(fā)器的容積較液氨的體積較大，多出來的空間是由氫氣及氨氣所填充。氫氣的存在會(huì)降低氨氣的氣體分壓，因此使液氨的蒸發(fā)溫度低于蒸發(fā)器內(nèi)的溫度。氨氣蒸發(fā)，并且從液氨中帶走一部分的熱，使液氨溫度降低。冷卻系統(tǒng)較熱的部分會(huì)有熱流到較冷的液體，讓液氨進(jìn)一步的蒸發(fā)。

　　在接下來的二個(gè)步驟中，會(huì)將氨氣和氫氣分離，因此可以重新使用氨氣。

1. 　　氨氣和氫氣的混合氣體會(huì)經(jīng)由管路，從蒸發(fā)器流到吸收器中。在吸收器中，混合氣體會(huì)和水溶液接觸，氨氣會(huì)溶在水溶液中，氫氣不會(huì)，因此吸收器的上方會(huì)是氫氣，吸收器的下方則是高濃度的氨水溶液，此程序可以分離氫氣（不溶于水）和氨氣（溶在水中）。

2. 　　下個(gè)步驟會(huì)分離氨氣和水。氨水溶液會(huì)流到產(chǎn)生器（鍋爐）中，會(huì)加熱讓氨氣沸騰汽化，留下沸點(diǎn)較高的水。有些水蒸氣和泡沫會(huì)和氨混合，最后一個(gè)步驟會(huì)將氨氣（和少許水蒸氣）流到分離器，是往上彎曲的管道，有小的障礙物以消除泡沫，并且讓水在管壁凝結(jié)流回產(chǎn)生器中。

　　純氨氣會(huì)再流到凝結(jié)器內(nèi)。熱的氨氣在換熱器中會(huì)和空氣進(jìn)行熱交換，空氣溫度比高壓的氨沸點(diǎn)要低，因此氨氣會(huì)凝結(jié)成液氨。凝結(jié)后的液氨會(huì)往下流，和吸收器釋放的氫氣混合，重復(fù)此一循環(huán)。

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