地熱制冷制冷原理

地熱制冷是以地熱蒸汽或地熱水為熱源提供的熱能為動力，驅動吸收式制冷設備制冷，故稱為吸收式制冷。吸收式制冷的原理是利用液態(tài)制冷劑在低壓、低溫條件下，蒸發(fā)、汽化吸收載冷劑所產生的熱負荷，從而達 到制冷的目的。該種制冷方式在制冷循環(huán)中所用的工質是由吸收劑與制冷劑組成的二元溶液構成。常見的二元溶液組合有溴化鋰- 水溶液和氨 - 水溶液等，也就是以氨為制冷劑、水為吸收劑的氨吸收式制冷裝置和以水為制冷劑、溴化鋰為吸收劑的溴化鋰吸收式制冷。但是由于氨具有強烈的刺激性氣味，且由其構成的制冷劑的體積大、吸熱效率低，故主要適用于工業(yè)生產過程中。 而溴化鋰吸收式制冷機是目前應用最為廣泛的一種地熱制冷機。

地熱蒸汽或地熱水在發(fā)生器內加熱一定濃度的溶液，使較低沸點的制冷劑蒸發(fā)為蒸氣。同時溶液濃度發(fā)生變化，進入冷凝器后，在冷凝器中被冷卻水冷凝為制冷劑液體，再經減壓閥減壓送到蒸發(fā)器，而后吸取冷媒的熱量而氣化達到制冷的目的。

目前常用的地熱制冷系統(tǒng)主要由熱水型溴化鋰吸收制冷機、冷凍水循環(huán)泵、深井泵、地熱水循環(huán)泵、板式換熱器、熱水循環(huán)泵、冷卻水循環(huán)泵、冷卻塔、控制箱和連接管道、空調末端設備等系統(tǒng)組成。

其中，溴化鋰吸收制冷循環(huán)系統(tǒng)由蒸發(fā)器、低壓吸收器、高壓吸收器、低壓發(fā)生器、高壓發(fā)生器、冷凝器、低壓溶液熱交換器、高壓溶液熱交換器、溶液循環(huán)泵和冷劑泵組成。

地熱能是一種潔凈的可再生能源。它具有熱流密度大、容易收集和輸送、參數穩(wěn)定(流量、溫度)、使用方便等優(yōu)點。近些年，隨著我國經濟和社會的發(fā)展，人們的生活水平不斷地提高，同時這也給我國帶來一定的不利影響，如能源短缺，環(huán)境污染等問題。而環(huán)境與能源是現代技術與經濟得以發(fā)展的基礎。在這樣的背景下，為了更好地解決我國的能源短缺與環(huán)境問題，地熱制冷技術就誕生了，其具有性能可靠、運行費用低、結構簡單、環(huán)保和節(jié)能等多種優(yōu)點，故已經被廣泛應用于各個領域中。

在一般民用建筑物中，采暖、空調、生活用熱是用能的主要部分，夏季空調所消耗的能量已占建筑物總能耗的40-50%。利用地熱能實現采暖、供冷和供生活熱水及娛樂保健，建成地熱能綜合利用建筑物，是改善城市大氣環(huán)境、節(jié)省能源的一條有效途徑。

上個世紀七十年代初以來，由于能源短缺，地熱能作為一種具有廣闊開發(fā)前景的新能源日益受到關注。地熱能除了用于發(fā)電之外，更為大量地直接用于采暖、制冷、醫(yī)療洗浴和各種形式的工農業(yè)用熱，以及水產養(yǎng)殖等。

1981年12月福州市地熱利用試驗站、福州大學、福州冷凍廠共同研制成功了我國第一套"雙級氨吸收式地下熱水制冷裝置"。利用這個裝置實現中低溫熱水制冷在我國首次獲得了成功。經過近兩年來的運行,證明這套制冷裝置耗電少,噪音小,能連續(xù)運行,維護管理方便,為低勢能地熱的利用開辟了一條新的途徑。

隨著科學技術的研究，地熱制冷所用的熱水型吸收式冷水機組有關方面的技術已經逐漸的趨于完善，且已經被廣泛應用于空調制冷系統(tǒng)中。例如，青島黃金廣場在 1999 年將 4 臺熱水型吸收式冷水機組投入到廣場空調質量系統(tǒng)中。

地熱制冷的發(fā)展實際上就是吸收式制冷技術制冷機的發(fā)展。目前，溴化鋰吸收式制冷機是應用最為廣泛的一種制冷機，而在其應用工質、機器的結構和形式方面均沒有突破性的進展，目前其大致的發(fā)展趨勢主要表現在以下幾個方面，即:

(1)繼續(xù)發(fā)展溴化鋰吸收式直燃機，尤其是以燃氣驅動的直燃機，進一步擴大其在制冷機應用中的比例。

(2)積極發(fā)展小型機。小型制冷機雖然制冷能力有限，但是其可以一機多用，尤其是隨著城市中小型建筑如別墅、商場、辦公樓等的發(fā)展，它的使用范圍必將進一步得到擴大，需求量也將隨著增多。

(3)積極開發(fā)三效吸收式制冷機。實驗研究表明，三效機的熱效力系數約為 1.6-1.75，且其一次能源的利用率已經與電動制冷機的能源利用率近似一致。而同雙效直燃機相比，其可以節(jié)能 30% 左右。因此，三效吸收機的發(fā)展為溴化鋰吸收式制冷機的進一步發(fā)展奠定了堅實的基礎。

目前，我國面臨嚴重的能源短缺，環(huán)境污染問題這些都極大地限制了我國經濟的進一步發(fā)展。而地熱制冷技術的誕生則很好地解決了我國經濟發(fā)展與環(huán)境污染這一具有矛盾性的問題。地熱制冷技術其具有性能可靠、運行費用低、結構簡單、環(huán)保和節(jié)能等多種優(yōu)點，并以其顯著地優(yōu)點而被廣泛應用于各個領域中，并且還會在我國以后的發(fā)展中起到更大的作用。