吸收式制冷可分為2種類型，分別是兩工質(zhì)的吸收式制冷和三工質(zhì)的吸收擴(kuò)散式制冷( Absorption Diffusion Refrigeration Unites．簡稱ADRU)。兩工質(zhì)的吸收式制冷目前最常見的是以水一溴化鋰和氨水作為工質(zhì)對的制冷機(jī)組，制冷效果較好，目前已有很廣泛的應(yīng)用，但是其體積較大價格比較昂貴，在使用時都需要大量的冷卻水。由于這些缺點使其不利于被廣泛推廣，主要是不能小型化。吸收擴(kuò)散式制冷系統(tǒng)是一種三工質(zhì)的吸收式制冷系統(tǒng)。其最大的特點是可以用熱能驅(qū)動，而且沒有任何運(yùn)動部件、無振動、無噪音，使用子要求比較安靜的場所。由于其可以用熱能來驅(qū)動，所以適用于多種不同的能源，在一些無電或缺電的林牧區(qū)、廣大農(nóng)村等偏遠(yuǎn)地區(qū)將發(fā)揮其獨特的作用。而在這些地區(qū)生物質(zhì)能卻比較豐富，用生物質(zhì)能來驅(qū)動ADRU制冷系統(tǒng)是一種理想的選擇。但要設(shè)計出與之配套的加熱系統(tǒng)，本文設(shè)計了一種熱管式生物質(zhì)爐具來燃燒成型燃料為系統(tǒng)提供能量，取得較好的制冷效果。
目前，已開發(fā)的各種ADRU制冷系統(tǒng)中（主要是冰箱），有利用太陽能來提供能量的太陽能冰箱，但其缺點是太陽能具有間歇性，不能持續(xù)制冷；沼氣冰箱是用沼氣來提供能量的冰箱，由于沼氣的產(chǎn)量又受季節(jié)變化的影響，也有一定的局限性。用生物質(zhì)成型燃料來提供能量，則可以克服以上2種制冷系統(tǒng)的缺陷。
1、ADRU制冷系統(tǒng)的工作原理
ADRU系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖見圖l。ADRU制冷機(jī)采用的是3組分為循環(huán)工質(zhì)，氨作為制冷劑，氨水溶液為吸收劑，氦氣為擴(kuò)散氣體。濃溶液由溶液熱交換器進(jìn)入熱虹吸泵，被加熱元件加熱至沸騰，等到發(fā)生的氣泡達(dá)到一定數(shù)量時，在氣泡向上推力的作用下將溶液沿提升管提升到一定高度，當(dāng)氣液混合物到達(dá)發(fā)生器上部后，稀氨水溶液則被分離下來，并再次經(jīng)過加熱把殘留在氨水中的氨繼續(xù)蒸發(fā)。其中含有水蒸氣的氨氣繼續(xù)上升至精餾器，水蒸氣在精餾器內(nèi)由于受到精餾器的壁面的冷卻而被冷凝下來，使氨氣沿精餾器上升時，濃度不斷提高，最后得到較純的氨氣進(jìn)入冷凝器，而含水量較多的溶液則向下流至發(fā)生器。氨氣經(jīng)過冷凝器后在一定的壓力下變?yōu)橐簯B(tài)氨，然后流入蒸發(fā)器，蒸發(fā)制冷。如此周而復(fù)始，吸收被冷卻物體的熱量達(dá)到制冷的目的。
2、試驗裝置的參數(shù)和試驗材料
試驗裝置主要有兩大部分組成：一是生物質(zhì)成型燃料爐具；二是吸收式制冷系統(tǒng)。工作時生物質(zhì)成型燃料爐具產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)管道傳輸?shù)街评湎到y(tǒng)的發(fā)生器，通過包裹在發(fā)生器外面的冷凝器，冷凝放熱將熱量傳給制冷系統(tǒng)。
2.1試驗裝置的參數(shù)
本文在試驗時起初加工了一個容積為50 L的吸收擴(kuò)散式制冷冰箱，取得了較為明顯的制冷效果，經(jīng)實驗測定其最佳的輸入功率為0.2 kW。而后又將其容積放大到了60 L，本文在試驗時使用的裝置是放大后的，該裝置沒有冷凍室，冷藏室溫度0-10℃，工質(zhì)是氨水，輔助氣體是氦氣。氨水的溶液濃度是35%，系統(tǒng)的總壓力1.9MP，冷凝溫度45℃，發(fā)生器的發(fā)生溫度是125℃。
與該裝置配套的爐具是一種帶有水套的生物質(zhì)爐，為了使產(chǎn)生的蒸汽能夠達(dá)到制冷系統(tǒng)發(fā)生器的發(fā)生溫度，不工作時水套內(nèi)部以及與之相連的管道內(nèi)部的壓強(qiáng)為0.007 38 MP，其對應(yīng)的飽和溫度是40℃，也就是說當(dāng)水套內(nèi)部的溫度被加熱到40℃時水就開始沸騰蒸發(fā)，當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，水套內(nèi)部的壓力可以達(dá)到0.2 MP，對應(yīng)的水的飽和溫度是127.5℃，能夠達(dá)到發(fā)生器的發(fā)生溫度。
2.2試驗所用材料
試驗時本文采用的是和河南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)部可再生能源重點實驗室碩士研究生侯中蘭設(shè)計的生物質(zhì)炊事爐具，在原爐具上加上了水套，通過管道將蒸汽傳給制冷系統(tǒng)；為使蒸汽更好的冷凝，本文在試驗時設(shè)計了一個環(huán)形的冷凝器，材料為純銅，承壓能力為0.2 MP。
所用燃料是由HPB-Ⅲ成型機(jī)（φ75 mm成型膜）生產(chǎn)的玉米成型燃料(φ78-88 mm)，其密度是lt·m-3，熱值約是1.465x107J·kg-1。
2.3試驗的操作方法說明
試驗時首先要對整個熱管爐具進(jìn)行排空氣，具體做法是當(dāng)水套內(nèi)部的水加熱到100℃時，蒸汽開始產(chǎn)生，過3～5 min蒸汽開始充滿整個管道，這時打開管道上面的排氣閥，將管道內(nèi)部的空氣排出。隨著水蒸氣繼續(xù)蒸發(fā)，水套內(nèi)部的壓力開始不斷增加，沸點升高，從而滿足制冷系統(tǒng)發(fā)生器的發(fā)生溫度，當(dāng)停止工作時水套及與之相連的管道內(nèi)部壓強(qiáng)大小約是0.00738MP。由于整個裝置的密封較好，以后再次啟用時不需排氣。
在進(jìn)行測試時吸收式冰箱要求不能靠近墻壁及其他物體，這樣可以保證空氣的流通，有利于系統(tǒng)中吸收器和冷凝器的冷凝。
3、試驗結(jié)果及分析
3.1試驗條件與結(jié)果
試驗按照我國輕工部標(biāo)準(zhǔn)SG283-82規(guī)定的條件進(jìn)行，試驗在恒溫恒濕的空間進(jìn)行，溫度為320C±1℃，環(huán)境濕度為75%±5%。在進(jìn)行試驗時的環(huán)境溫度為31℃，環(huán)境濕度為70%，符合試驗條件的要求。試驗時向吸收式制冷冰箱分別輸入功率為0.15 kW、0.25 kW、0.3 kW、0.35 kW的水蒸氣，由數(shù)顯式溫度計分別記錄出輸入不同的加熱功率時冰箱冷藏室內(nèi)的溫度變化，從而可以得出4種不同的加熱功率時冰箱冷藏室的降溫曲線。由溫度曲線可以直觀地看出下降速度的快慢，從而得到吸收式制冷系統(tǒng)的最佳加熱功率。
試驗時冷藏室內(nèi)的溫度均為19℃，以溫度降低到3℃時作為最后溫度。得到的降溫曲線如圖3。
3.2試驗結(jié)果分析
當(dāng)改變發(fā)生器不同的加熱溫度時，其降溫曲線和熱力系數(shù)的變化趨勢基本與以上情形相似。從一系列的試驗數(shù)據(jù)可以得出生物質(zhì)成型燃料吸收式制冷系統(tǒng)有以下的特點：
(1)實驗測試結(jié)果表明，用生物質(zhì)成型燃料爐具供熱的吸收式制冷系統(tǒng)是可行的。但是要求爐具能夠提供穩(wěn)定的熱量及制冷系統(tǒng)的發(fā)生溫度，但要使?fàn)t具提供較高的溫度，則要求爐具能夠承受較高的壓力，而且密封性要求較好。
(2)降溫速度與輸入功率的關(guān)系可從圖3中看出，剛開始時制冷系統(tǒng)隨著輸入功率的增加冷藏室內(nèi)的降溫速度呈增加的趨勢，但當(dāng)輸入功率超過0.3kW降溫速度有所減緩，制冷系統(tǒng)的熱力系數(shù)也是這種變化趨勢。所以制冷系統(tǒng)存在一個最佳的輸入功率約為0.3kW，其主要原因是當(dāng)加熱功率較小時發(fā)生器內(nèi)氨氣發(fā)生量較小，所以其制冷量較小．但是隨著加熱功率的增加，制冷量達(dá)到了最大，當(dāng)加熱量超過‘0.3 kW時，系統(tǒng)的熱消耗增大，使冷凝器的熱負(fù)荷加重，氨氣夾帶的水蒸氣給精餾、冷凝帶來麻煩，同時進(jìn)入蒸發(fā)器的液氨含水，降低了冷凝效果。
(3)當(dāng)裝置的制冷溫度達(dá)到最低溫度并維持不變時，利用焓差法可計算得到不同輸入功率時對應(yīng)的制冷量，從而可以得到其熱力系數(shù)(COP)。由降溫曲線可以推測出系統(tǒng)熱力系數(shù)的變化趨勢應(yīng)該和降溫曲線相符合，其熱力系數(shù)應(yīng)該是隨加熱功率的增大先增加，達(dá)到最大值時開始減少。由于裝置在加工時，存在一定的缺陷從而使加熱的功率有所增加。
4、結(jié)論
由于吸收擴(kuò)散式制冷技木主要可以用低品位熱源，如煤氣、煤油、低溫蒸汽、太陽能等直接產(chǎn)生制冷效果，也可以采用電加熱的方式進(jìn)行供熱，所以用生物質(zhì)成型燃料爐具給吸收式擴(kuò)散式制冷系統(tǒng)提供能量是可行的。而且其所用的制冷工質(zhì)是氨水，是一種對環(huán)境友好型的工質(zhì)，所以這種制冷技術(shù)將有更加廣闊的發(fā)展前景。用生物質(zhì)能為制冷系統(tǒng)提供能量，將為生物質(zhì)能的利用開辟一種新的途徑．這種制冷技術(shù)在我國的一些偏遠(yuǎn)的地區(qū)及缺電地區(qū)有著較大的發(fā)展空間。為農(nóng)業(yè)廢棄物的處理和利用找到了一種新的方法。
相關(guān)顆粒機(jī)秸稈壓塊機(jī)產(chǎn)品：
1、秸稈顆粒機(jī)
2、木屑顆粒機(jī)
3、秸稈壓塊機(jī)
