吸收制冷是中央空调除压缩式制冷外常用的另一种制冷方式,尤其适用于有余热可利用的场合。与压缩式制冷不同的是,吸收式制冷不依赖电能,而是依靠热能驱动实现制冷,因此在有余热或废热利用的场景就很实用。

吸收式制冷以“制冷剂 – 吸收剂”工质对的形式进行制冷循环,其中低沸点的制冷剂(常用冷剂水)用于蒸发吸热实现制冷效果,高沸点的吸收剂(常用溴化锂)用于吸收和解吸制冷剂以驱动制冷剂的循环。由于解吸过程需要加热,因此吸收式制冷主要需要的是通入热源,从而实现以“热”制冷。

一、工作原理

吸收式制冷的工作流程如下:

发生器内通入热源,加热溴化锂稀溶液,受热后分离,释放出水蒸汽;

水蒸汽进入冷凝器,被冷却成液态水,冷凝放出的热量排至冷却水中。 

液态水经U形管节流降压,进入蒸发器后蒸发,蒸发时会吸收周围热量,使通入的冷冻水降温,实现制冷效果。

蒸发器产生的水蒸汽,到吸收器里被溴化锂稀溶液吸收,形成浓溶液;浓溶液送回发生器,重复整个循环。

吸收式制冷的本质,就是制冷剂在低压下吸热蒸发实现制冷效果,通过吸收剂对制冷剂的吸收-解吸驱动制冷剂循环,而分离制冷剂的解吸过程需要加热,所以是以”热“制冷。

二、结构分类

吸收式制冷的核心部件是发生器(加热分离)、冷凝器(放热冷凝)、蒸发器(吸热蒸发)、吸收器(放热吸收)、节流阀(常用U形管,节流降压),以及负责输送溶液的溶液泵、回收溶液热量的热交换器等。

辅助设备包括控制系统、热源系统、冷却水系统等,控制系统协调各部件系统的稳定运行,热源系统为发生器提供热能,冷却水系统负责带走冷凝器和吸收器的热量。

中央空调的两大制冷方式,吸收式热制冷系统的结构原理及应用

1、吸收式制冷机组按工质对分为溴化锂机组和氨 – 水机组。

溴化锂机组最常用,以水为制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂,适合制备冷水(供空调或工业冷却),多用电、蒸汽或热水做热源。

氨 – 水机组以氨为制冷剂、水为吸收剂,能制更低温度(可到 0℃以下),适合冷库、低温工业工艺,但氨有一定毒性,需注意安全。

2、吸收式制冷机组按热源类型分为蒸汽型、热水型、直燃型:

蒸汽型用蒸汽(如工业蒸汽、锅炉蒸汽)加热发生器,常见于有稳定蒸汽源的工厂、大型建筑。

热水型用热水(如工业余热热水、太阳能热水)驱动,适合余热回收或太阳能利用场景,节能性好。

直燃型直接燃烧天然气、柴油等燃料加热工质,不用依赖外部热源,适合无余热、无蒸汽的场所(如部分商业建筑)。

3、吸收式机组按用途 / 制冷温度分为冷水机组和低温机组:

冷水机组的制冷温度多在 5-15℃,主要用于建筑空调、一般工业冷却(如设备降温),多为溴化锂机组。

低温机组的制冷温度低于 0℃(可到 – 40℃),用于冷库冷藏、低温化工反应、食品冷冻等场景,多为氨 – 水机组。

三、应用范围

吸收式制冷适用于有余热利用的大型中央空调,例如酒店、办公楼,如果这些建筑有锅炉或工业余热,可以降低对电网的依赖。

在工业领域,吸收式制冷适用于化工、食品加工等行业,回收工厂余热来冷却生产设备,减少能耗成本。

吸收式制冷在区域供冷场景中也很实用,比如工业园区可以统一回收余热,为整个区域供冷。

此外,在太阳能制冷、船舶制冷等特殊情况下,比如无电网的偏远地区用太阳能驱动,船舶靠发动机余热供冷,都能发挥吸收式制冷的优势。