吸収式冷凍(ヒートポンプ)循環プロセス研究の進展

Chen Guangming ,  

Shi Yuqi ,  

摘要

吸収式冷凍は最も古い人工冷凍方法として200年以上の歴史があります。実際の民生用および工業用の適用は60年以上であり、近年20年以上にわたり、吸収式冷凍は理論および応用の両面で急速な発展を遂げ、冷凍機市場でかなりのシェアを占め、国内外のメーカーや研究者から広く注目されています。人類のエネルギー消費量の増加に伴い、新エネルギー、分散型エネルギー、エネルギーの効率的利用のさらなる研究が求められています。余熱、廃熱、再生可能な太陽エネルギー、地熱エネルギーなどの利用により、熱エネルギー駆動の吸収式冷凍(ヒートポンプ)技術への関心が高まっています。電気駆動の蒸気機械式圧縮冷凍(ヒートポンプ)システムとは異なり、吸収式冷凍(ヒートポンプ)技術は低品位熱源の熱エネルギーを直接利用して駆動でき、運転コストは電気駆動システムに比べてはるかに低いです。吸収式システムは主にH2O-LiBr溶液、NH3-H2O溶液などの自然冷媒を冷媒として使用し、環境に優しく、安全で、無騒音で運転でき、信頼性が高いという顕著な利点があります。しかし同時に広い設置面積、高い初期投資、冷却負荷の大きさ、一次エネルギー効率の低さ(直接燃焼形式)といった課題もあります。これらの特性に対応して、現在の主な研究方向は、循環設計の最適化、冷媒の選択、システム部品の熱質伝達強化、システム制御戦略の最適化などです。狭義の吸収循環は、閉式の溶液吸収冷媒蒸気循環を指します。この種の循環は循環形式により単一吸収循環、多段吸収循環、複合循環に分類されます。単一吸収循環は主に基本単効吸収循環、拡散吸収循環、膜吸収循環、熱交換器循環、重力駆動のバルブ切り替え循環および自己重ね合わせ循環を含みます。多段吸収循環は再吸収循環、多効循環、中間効循環、多段循環、中間段循環およびGAX循環を含みます。複合循環は噴射-吸収複合、圧縮-吸収複合、膨張-吸収複合などの複合形式を含みます。現有の吸収式冷凍技術の研究ホットスポットは太陽エネルギー、中低温余熱利用、冷熱電連産、蓄エネルギー(蓄冷、蓄熱)、膜交換材料、高温耐腐食材料、プラスチック熱交換器などの分野に主に関連しています。吸収循環の既存の循環構造は一定温度・濃度条件を想定して提案されていますが、新しい応用シーン、新素材、新吸収冷媒に対応して、より効率的でより広い熱源駆動温度範囲および溶液濃度範囲をもつ新しい循環が提案可能です。

关键词

冷凍サイクル;吸収式冷凍;臭化リチウム;アンモニア水;進展;総説

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