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溴化鋰吸收式制冷機(jī)與電制冷空調(diào)機(jī)組的比較 |
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溴化鋰吸收式制冷機(jī)與電制冷空調(diào)機(jī)組的比較 |
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時(shí)間：2016-12-08 08:45:27 網(wǎng)站：中國(guó)機(jī)械招標(biāo)網(wǎng)
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對(duì)溴化鋰吸收式制冷機(jī)與其它制冷機(jī)進(jìn)行比較研究，認(rèn)為：在一些特定場(chǎng)合（如高溫環(huán)境）大型集中式中央空調(diào)設(shè)計(jì)中，選用溴化鋰吸收式機(jī)組是利大于弊的；而在現(xiàn)有的條件下：電力取消電力增容費(fèi)、螺桿式壓縮機(jī)CNC加工技術(shù)的提高、螺桿機(jī)能量調(diào)節(jié)技術(shù)的成熟及配備先進(jìn)的自動(dòng)化控制技術(shù)等，其螺桿式機(jī)組的優(yōu)越性顯現(xiàn)出來，其螺桿式機(jī)組逐步在取代溴化鋰吸收式制冷機(jī)，從一些溴化鋰吸收式制冷機(jī)生產(chǎn)廠家逐步在開發(fā)、推廣螺桿式機(jī)組的實(shí)際情況可以得到說明。下面將從如下方面加以說明：
一、冷水機(jī)組的能耗分析
1、冷水機(jī)組的選擇
從循環(huán)效率來看：在壓縮式冷水機(jī)組中，當(dāng)以螺桿式和離心式機(jī)組為高，它們的單位制冷量能耗一般都在0.2Kw～0.22Kw。它們的節(jié)能型機(jī)組的單位制冷。溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的實(shí)際循環(huán)效率COP值為1.0～1.2左右。（工作條件一致：冷水進(jìn)出口溫度為2／12冷卻水進(jìn)出口溫度為30/35℃）
目前國(guó)際上公開的不同制冷機(jī)的投資估算價(jià)格，依照國(guó)際價(jià)格，單機(jī)容量在1400KW以內(nèi)的制冷系統(tǒng)，可選用螺桿機(jī)組；而單機(jī)容量在2000KW的制冷系統(tǒng)，采用離心式機(jī)組較為經(jīng)濟(jì)；吸收式制冷機(jī)組的價(jià)格平均為離心式機(jī)組的2倍左右。國(guó)內(nèi)的情況有所不同，在單機(jī)容量相同的情況下，溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的價(jià)格略為離心式機(jī)組組的1.5倍左右．壓縮式機(jī)組如采用新型替代工質(zhì)（如R134a或R123等），其價(jià)格將有所提高。
2、各機(jī)組能耗及一次能源消耗分析。
在冷水機(jī)組中，人們慣于選用的機(jī)組是離心式、螺桿式及溴化鋰吸收式三類機(jī)組。
表1中例舉了在相近制冷量下的三類國(guó)產(chǎn)機(jī)組的型號(hào)、制冷量及它們的能耗。
表1 各類制冷系統(tǒng)的部分參數(shù)
機(jī)型
型號(hào)
制冷量
（KW）
電機(jī)輸出
功率（KW）
蒸汽耗量
（kg/h）
輔助設(shè)備
耗量（KW）
溴化鋰吸收式
制冷機(jī)組
1150
1160
---
1550
5.5
螺桿式制冷機(jī)
MWF200L-W
1160
250
---
---
注：冷卻水進(jìn)口溫度32℃，冷凍水出口溫度7℃
為了能夠準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)制冷機(jī)組的節(jié)能效果，我們采用單位制冷量所需消耗一次能源（標(biāo)煤）來作為標(biāo)準(zhǔn)、由于我國(guó)電能絕大多部分是火力發(fā)電廠生產(chǎn)的，所以無論是吸收式制冷機(jī)所耗的蒸汽量，還是壓縮式機(jī)組所耗的電量，均可以折算成標(biāo)煤耗量。
在一般情況下，我國(guó)平均用電煤耗為0.47Kg／KWh(考慮了10％的輸電損失），將供所折合成煤耗為：每公斤蒸汽耗煤為0.12kg/kg，這樣，可以計(jì)算出上述三類制機(jī)的單位制冷量煤耗
如表2中所列。
表3 各類制冷機(jī)的單位制冷量初投資
機(jī)型
制冷系統(tǒng)費(fèi)用
（元/KW）
電力增容費(fèi)用（元/KW）
合計(jì)（元/KW）
單路供電
雙路供電
單路供電
雙路供電
吸收式制冷機(jī)
1944
5
10
1949
1954
螺桿式制冷機(jī)
1512
103
206
1615
1718
注：各路系統(tǒng)所用于供熱設(shè)備的投資暫不計(jì)。
從上表中可以看出：吸收式制冷機(jī)的單位制冷量煤耗是螺桿式制冷機(jī)的1.5倍，因此，從一次能源消耗來看，吸收式制冷機(jī)不是利用余熱制冷，而是采用和單獨(dú)的鍋爐來提供蒸汽的話，這類制冷機(jī)是完全不節(jié)能的。
二、各類制冷機(jī)的經(jīng)濟(jì)性分析
對(duì)于各類制冷機(jī)的經(jīng)濟(jì)性分析，主要是只在相同的條件下，對(duì)其初投資及其運(yùn)行費(fèi)用進(jìn)行技術(shù)濟(jì)比較，我們?nèi)砸陨鲜龅娜齻€(gè)制冷機(jī)為例進(jìn)行比較，由于所列三個(gè)制冷機(jī)的制冷量不完全相同，所以為了能夠正確的對(duì)它們進(jìn)行評(píng)價(jià)，我們采用單位制冷量的費(fèi)用作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，在計(jì)算中考慮到電力增容費(fèi)（單路供電以450元/KW計(jì)算，雙路供電加倍），則各個(gè)制冷機(jī)單位制冷量的初投資見表3
表3 各類制冷機(jī)的單位制冷量初投資
機(jī)型
制冷系統(tǒng)費(fèi)用
（元/KW）
電力增容費(fèi)用（元/KW）
合計(jì)（元/KW）
單路供電
雙路供電
單路供電
雙路供電
吸收式制冷機(jī)
1944
5
10
1949
1954
螺桿式制冷機(jī)
1512
103
206
1615
1718
注：各路系統(tǒng)所用于供熱設(shè)備的投資暫不計(jì)。
由表3可以看出：在不計(jì)算吸收式制冷機(jī)的供熱系統(tǒng)投資的情況下，由于吸收式制冷機(jī)的金屬耗量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以其單位制冷量的初投資必然比較大，大約是離心式的1.3倍（針對(duì)單路供電而言）。在計(jì)算運(yùn)行費(fèi)用時(shí)，主要是考慮各機(jī)組的用電費(fèi)用和供熱費(fèi)用，其它的一些費(fèi)用（如：維護(hù)費(fèi)和折舊費(fèi)等）暫且忽略．由于各地的電和煤的價(jià)格不同，現(xiàn)暫定電價(jià)為0.5元／KWh，標(biāo)煤的價(jià)格為350元/t，油的價(jià)格為2元／L，設(shè)燃料費(fèi)用占總供熱費(fèi)用的75％．經(jīng)計(jì)算所得的各個(gè)機(jī)組的單位制冷量運(yùn)行費(fèi)用如下表：
表4 各類制冷機(jī)的單位制冷量運(yùn)行費(fèi)用
機(jī)型
吸收式制冷機(jī)
螺桿式制冷機(jī)
燃煤
燃油
用電費(fèi)用，元/KW.Y
5.93
283.83
供熱費(fèi)用，元/KW.Y
187.06
449.70
---
合計(jì)
192.99
455.63
283.83
注：各機(jī)組的全年運(yùn)行時(shí)間為2500h.
由上表可得：采用燃煤的溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的單位制冷量的年運(yùn)行費(fèi)用較其它機(jī)組便宜，但是，由于多數(shù)地區(qū)環(huán)保的限制，溴化鋰制冷機(jī)組多采用燃油鍋爐加熱，這樣其單位制冷量的年運(yùn)行費(fèi)用就大大地提高了，約為離心式機(jī)組的1.9倍，約為螺桿式機(jī)組的1.6倍，當(dāng)然，各地的煤、油和電的價(jià)格不盡相同，但是其基本情況應(yīng)類似。
三、結(jié)論
由上述對(duì)各類制冷機(jī)的典型例子的單位制冷量運(yùn)行費(fèi)用和初投資的分析，可以看出：運(yùn)用單獨(dú)設(shè)立油供熱系統(tǒng)的溴化鋰吸收式制冷機(jī)組相對(duì)于其它機(jī)組來說并不經(jīng)濟(jì)。
類別
壓縮式
吸收式
半封閉螺桿式
蒸汽式或熱水式
直燃式
動(dòng)力來源
以電能為動(dòng)力
以熱能為動(dòng)力
制冷劑
R22
溴化鋰
工作原理
螺桿式制冷壓縮機(jī)是一種工作容積作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的容積型制冷壓縮機(jī)。
溴化鋰吸收式制冷機(jī)是以溴化鋰為吸收劑，以水為制冷劑，通過水在低壓下蒸發(fā)吸熱而進(jìn)行制冷的。
特點(diǎn)
* 螺桿制冷壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，體積小、重量輕、沒有氣閥等易損件．因而運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高，維護(hù)管理簡(jiǎn)單。
* 一般螺桿制冷壓縮機(jī)均向工作腔噴油，因而使排氣回氣溫度低，單級(jí)壓縮比大，容積效率高。
* 它有滑閥調(diào)節(jié)裝置，可進(jìn)行空載啟動(dòng)，啟動(dòng)電流小，對(duì)供電電網(wǎng)的沖擊小。機(jī)組能實(shí)現(xiàn)無級(jí)能量調(diào)節(jié)。
* 制冷劑為水，而水是在高真空的情況下蒸發(fā)，其真空度是靠澳化銀溶液不斷吸收蒸發(fā)的水份而保持的。
* 發(fā)生器通過加熱溴化鋰稀溶液，使該溶液得到濃縮后又回到吸收器使用，故溴化鋰吸收式制冷必須具備熱源。一般宜用在有廉價(jià)的燃料。熱源和廢熱的場(chǎng)合。
* 冷卻水用量比壓縮式制冷機(jī)大。
* 設(shè)備體積大，耗用金屬多，故設(shè)備價(jià)格偏高。
* 溴化鋰溶液對(duì)于金屬，特別是黑色金屬，在接觸空氣的情況下具有強(qiáng)烈的腐蝕性，
* 故一定要保證設(shè)備的良好密封性能，并對(duì)腐蝕問題給予特別的重視，一般在溴化鋰溶液中，添加格酸銀和氫氧化鋁作為緩蝕劑。
主要優(yōu)點(diǎn)
主
要
優(yōu)
點(diǎn)
* 與活塞式相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件少，無往復(fù)運(yùn)動(dòng)的慣性力，轉(zhuǎn)速高，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)小。機(jī)組重量輕。
* 單機(jī)制冷量較大，由于缸內(nèi)無余隙容積和吸、排氣閥片，因此具有較高的容積效率。單級(jí)活塞式壓縮比通常不大于10，且容積效率隨壓縮比的增加急劇下降，而螺桿式容積效率高，壓縮比可達(dá)10，且容積數(shù)家的變化不大。COP值高；
* 螺桿式易損件少，零部件僅為活塞式的十分之一，運(yùn)行可靠，易于維修；
* 對(duì)濕壓縮不敏感，無液擊危險(xiǎn)，制冷量可通過滑閥進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)；
*制冷劑r22的制冷機(jī)產(chǎn)品，危害臭氧層的程度低，溫室效應(yīng)小。
* 加工簡(jiǎn)單、操作方便，制冷量調(diào)節(jié)范圍大，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)
* 運(yùn)動(dòng)部件少，噪聲低、振動(dòng)小。溴化鋰溶液無毒，對(duì)臭氧層無破壞作用
* 熱水式蒸汽式對(duì)能源要求不高，可利用余熱、廢熱及其他低品位熱能。
主要缺點(diǎn)
* 單機(jī)容量比離心式??；
* 要求加工精度和裝配精度高。
* 使用壽命比壓縮式（即螺桿式、活塞式）短。
* 耗汽量大，熱效率低。熱力系數(shù)單效為0.6左右、雙效。
* 如果專門修建鍋爐、或擴(kuò)害以回供制冷機(jī)的低位能蒸汽（降壓使用）有時(shí)一次投資雖然比較合算，但是按熱力學(xué)有效能理論，從能源的利用角度出發(fā)是不合理的，因?yàn)榉柿匣責(zé)a(chǎn)生的是高溫位能量。把高溫位的蒸汽熱能先經(jīng)過燃燒機(jī)進(jìn)行熱電轉(zhuǎn)換，變成高品位熱能，把剩余的低溫位熱回再提供吸收式制冷機(jī)利用，即按質(zhì)供應(yīng)較為合理。
* 在有空氣的情況下，溴化鋰溶液對(duì)普通碳鋼具有強(qiáng)烈的腐蝕性。這不僅影響機(jī)組的壽命，而且影響機(jī)組的性能和正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
* 機(jī)組在真空下運(yùn)行．空氣容易漏入。即使漏入微量的空氣，也會(huì)嚴(yán)重地?fù)p害機(jī)組的性能。為此，制冷機(jī)要求嚴(yán)格密封，這就給機(jī)器的制造和使用增添了困難。
* 機(jī)組的排熱負(fù)荷較大，因?yàn)槔鋭┱羝睦淠臀者^程均為排熱過程。此外，對(duì)冷卻水的水質(zhì)要求也比較高，在水質(zhì)差的地方，使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行專門的水質(zhì)處理，否則將影響機(jī)組性能的正常發(fā)揮。
使用范圍
* 單機(jī)容量≤2400kw
* 有電源
有余熱或廢熱利用的場(chǎng)合
溴化鋰吸收式制冷機(jī)的特點(diǎn)
溴化鋰吸收式制冷機(jī)以熱能為動(dòng)力，以水為制冷劑，溴化鋰溶液為吸收劑，制取0℃以上的冷媒水，可用作空調(diào)或生產(chǎn)工藝過程的冷源。與其他類型的制冷機(jī)相比，具有下述特點(diǎn)：
一、優(yōu)點(diǎn)
（一）以熱能為動(dòng)力，電能耗用較少，且對(duì)熱源要求不高。能利用各種低勢(shì)熱能和廢汽、廢熱，如高于20kPa（0.2kgf／cm2）表壓飽和蒸汽、高干75℃的熱水以及地?zé)?、太陽能等，有利于熱源的綜合利用。具有很好的節(jié)電、節(jié)能效果，經(jīng)濟(jì)性好。
（二）整個(gè)機(jī)組除功率很小的屏蔽泵外，沒有其他運(yùn)動(dòng)部件，振動(dòng)小、噪聲低、運(yùn)行比較安靜。
（三）以溴化鋰溶液為工質(zhì)，機(jī)器在真空狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，無臭、無毒、無爆炸危險(xiǎn)、安全可靠、無公害、有利于滿足環(huán)境保護(hù)的要求。
（四）冷量調(diào)節(jié)范圍寬。隨著外界負(fù)荷變化，機(jī)組可在10％～100％的范圍內(nèi)進(jìn)行冷量的無級(jí)調(diào)節(jié)。即使低負(fù)荷運(yùn)行，熱效率幾乎不下降，性能穩(wěn)定，能很好適應(yīng)負(fù)荷變化的要求。
?。ㄎ澹?duì)外界條件變化的適應(yīng)性強(qiáng)。如標(biāo)準(zhǔn)外界條件為：蒸汽壓力5.88X105Pa（6kgf／cm2）表壓，冷卻水進(jìn)口溫度32℃，冷媒水出口溫度10℃的蒸汽雙效機(jī)，實(shí)際運(yùn)行表明，能在蒸汽壓力（1．96～7．84）X105Pa（2.0～8.0kgf／cm2）表壓，冷卻水進(jìn)口溫度25～40℃，冷媒水出口溫度5～15C的寬闊范圍內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
（六）安裝簡(jiǎn)便，對(duì)安裝基礎(chǔ)要求低。機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)小，無需特殊基礎(chǔ)，只考慮靜負(fù)荷即可?？砂惭b在室內(nèi)、室外、底層、樓層或屋頂。安裝時(shí)只需作一般校平，按要求連接汽、水、電即可。
?。ㄆ撸┲圃旌?jiǎn)單，操作、維修保養(yǎng)方便。機(jī)組中除屏蔽泵、真空泵和真空間等附屬設(shè)備外，幾乎都是換熱設(shè)備，制造比較容易。由于機(jī)組性能穩(wěn)定，對(duì)外界條件變化適應(yīng)性強(qiáng)，因而操作比較簡(jiǎn)單。機(jī)組的維修保養(yǎng)工作，主要在于保持其氣密性。
二、缺點(diǎn)
?。ㄒ唬┰谟锌諝獾那闆r下，溴化鋰溶液對(duì)普通碳鋼具有強(qiáng)烈的腐蝕性。這不僅影響機(jī)組的壽命，而且影響機(jī)組的性能和正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
?。ǘC(jī)組在真空下運(yùn)行空氣容易漏入。即使漏入微量的空氣，也會(huì)嚴(yán)重地?fù)p害機(jī)組的性能。為此，制冷機(jī)要求嚴(yán)格密封，這就給機(jī)器的制造和使用增添了困難。
（三）機(jī)組的排熱負(fù)荷較大，因?yàn)槔鋭┱羝睦淠臀者^程均為排熱過程。此外，對(duì)冷卻水的水質(zhì)要求也比較高，在水質(zhì)差的地方，使用時(shí)應(yīng)進(jìn)行專門的水質(zhì)處理，否則將影響機(jī)組性能的正常發(fā)揮。
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