100kW地?zé)峥照{(diào)系統(tǒng)研究

利用地?zé)崮苓M(jìn)行制冷為建筑物或生產(chǎn)工藝提供所需的低溫冷凍水，不僅能使地?zé)崮艿玫礁咝Ю?，而且，吸收式制冷機(jī)使用的工質(zhì)不象氟利昂（CFCs）對(duì)大氣層具有破壞作用，是一種對(duì)環(huán)境友好的制冷機(jī)型。同時(shí)，利用地?zé)嶂评淇照{(diào)或?yàn)樯a(chǎn)工藝提供所需的低溫冷凍水，可節(jié)約大量的電能，與常規(guī)的電壓縮制冷系統(tǒng)相比，地?zé)嵛帐街评湎到y(tǒng)節(jié)電在60%以上。本文描述的地?zé)崮?00kW兩級(jí)溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)安裝在廣東省梅州市五華縣湯湖熱礦泥山莊。 1.地?zé)嶂评湎到y(tǒng)描述　　該地?zé)嶂评湎到y(tǒng)主要有地?zé)峋⒌責(zé)嵘罹?、熱交換器、熱水循環(huán)泵、制冷機(jī)、冷卻水循環(huán)泵、冷卻塔、冷凍水循環(huán)泵、空調(diào)末端設(shè)備和控制器等組成(圖1)?！　?br />
地?zé)峋情_采地?zé)釤崴谋匾O(shè)備，地?zé)峋拇笮　⑸疃扔傻刭|(zhì)條件和所需開采量決定。地?zé)嵘罹糜糜谔崛〉責(zé)崴?。由于從井中抽取的地?zé)崴毡楹泄腆w顆粒和腐蝕性離子，為了保護(hù)制冷機(jī)的安全和使用壽命，必須在制冷機(jī)與地?zé)峋g設(shè)置熱交換器，熱量通過(guò)清潔的循環(huán)水傳遞給制冷機(jī)。該系統(tǒng)使用的地?zé)峋鏊疁囟?0℃—75℃，輸入換熱器水量20m3/h。 　　

由于該熱水井屬低溫?zé)嵩?，熱水入口溫度?duì)制冷機(jī)效率影響很大，為提高換熱效率本系統(tǒng)采用板式換熱器。　　該地?zé)嶂评湎到y(tǒng)生產(chǎn)出的冷凍水流量15.2m3/h，通過(guò)冷凍水泵分別輸送到休息室和咖啡廳風(fēng)機(jī)盤管提供空調(diào)，其中休息室冷凍水流量4.7 m3/h，咖啡廳冷凍水流量10.5 m3/h，兩路冷凍水回水合并后送入制冷機(jī)循環(huán)?！　?br />
由于熱源溫度較低，系統(tǒng)采用兩級(jí)溴化鋰吸收式制冷循環(huán)系統(tǒng)，兩級(jí)吸收式制冷機(jī)與一級(jí)吸收式制冷機(jī)的區(qū)別是增加了高壓吸收器和低壓發(fā)生器，增加的目的是在相同的冷卻水溫度下，當(dāng)?shù)責(zé)崴疁囟容^低時(shí)可獲得同樣低溫的冷凍水，熱水進(jìn)出口溫差大，能使地?zé)崮艿玫匠浞掷肹5][6]。表1為該系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)。 2系統(tǒng)測(cè)試及數(shù)據(jù)分析　　熱水、冷卻水、冷凍水是吸收式制冷機(jī)與外界交換的三種介質(zhì)，這三種介質(zhì)的參數(shù)直接影響到制冷機(jī)的制冷能力。為了研究低溫地?zé)釤崴?qū)動(dòng)兩級(jí)吸收式制冷機(jī)用于空調(diào)的運(yùn)行工況，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試和分析（表2）。測(cè)試時(shí)間為10：00—16：00，根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集裝置，連續(xù)記錄了57組數(shù)據(jù)，測(cè)試期間空調(diào)用戶滿負(fù)荷運(yùn)行。根據(jù)這些測(cè)試數(shù)據(jù)繪制運(yùn)行曲線如圖2所示，圖中四條曲線分別為熱水進(jìn)口溫度、冷卻水進(jìn)口溫度、冷凍水出口溫度和COP值。

地?zé)釤崴且环N溫度比較穩(wěn)定的熱源，溫度波動(dòng)小，測(cè)試數(shù)據(jù)表明，經(jīng)熱交換以后，制冷機(jī)熱水進(jìn)口溫度穩(wěn)定在63—65℃。吸收式制冷機(jī)的能量來(lái)源是熱能，熱源溫度的穩(wěn)定性決定了冷凍水輸出溫度的穩(wěn)定性，同太陽(yáng)能等其他熱源相比，地?zé)釤?a href="http://msthinker.com/news/article-1791.html" target="_blank">水能提供溫度穩(wěn)定的熱水，對(duì)于吸收式制冷機(jī)，是一種比較理想的熱源?！　?br />
兩級(jí)吸收式制冷機(jī)與單級(jí)相比，由于增加了低壓發(fā)生器和高壓吸收器，兩級(jí)吸收式制冷系統(tǒng)對(duì)熱源溫度要求相對(duì)較低，熱能利用率高，從測(cè)試數(shù)據(jù)可知地?zé)釤崴M(jìn)出口溫差在8—10℃。隨著制冷機(jī)的運(yùn)行，冷凍水溫度逐漸降低，并趨于穩(wěn)定，基本保持在6.5—10℃范圍內(nèi)，完全滿足用戶空調(diào)要求?！　?br />
總體上來(lái)看，由于地?zé)釤嵩吹姆€(wěn)定性，制冷機(jī)熱水進(jìn)口溫度、冷卻水進(jìn)口溫度、冷凍水出口溫度都能維持在一個(gè)比較穩(wěn)定的工況。表2為部分運(yùn)行參數(shù)列表。 3經(jīng)濟(jì)性分析　　電壓縮式制冷系統(tǒng)中壓縮機(jī)能耗占總能耗的75%以上[7]，吸收式制冷系統(tǒng)中發(fā)生器和吸收器相當(dāng)于電壓縮式制冷系統(tǒng)中壓縮機(jī)的功能，吸收式制冷機(jī)的電耗只是輸出功率的2—3%，系統(tǒng)主要電能消耗在熱水泵、冷卻水泵、冷卻塔和溶液泵上。系統(tǒng)改造前，原有空調(diào)系統(tǒng)為多臺(tái)風(fēng)冷分體式柜機(jī)，總制冷量約100kW。從表3可以看出，與改造前空調(diào)系統(tǒng)比較，原有系統(tǒng)總能耗44.3kW，地?zé)嵛帐街评湎到y(tǒng)總能耗為17 kW，約為改造前系統(tǒng)能耗的38.4%，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用61.6%。

本系統(tǒng)為廣東省梅州市五華縣湯湖熱礦泥山莊旅游景點(diǎn)提供空調(diào)，若每年空調(diào)時(shí)間按7個(gè)月，每天運(yùn)行8小時(shí)計(jì)算，每年節(jié)約電量45860 Kwh。該系統(tǒng)為冬夏兩用型機(jī)組，夏季提供空調(diào)冷氣，冬季可提供暖氣，節(jié)能效果顯著。由于地?zé)釤崴疁囟认鄬?duì)穩(wěn)定，機(jī)組冷凍水輸出溫度變化不大，穩(wěn)定性與電壓縮式空調(diào)系統(tǒng)相當(dāng)。

地?zé)豳Y源是一種清潔能源，本系統(tǒng)利用地?zé)釤崴?qū)動(dòng)兩級(jí)吸收式制冷系統(tǒng)，是地?zé)崮苤苯永玫囊环N有效途徑。通過(guò)該系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行和測(cè)試分析表明，系統(tǒng)有如下特點(diǎn)：
1）地?zé)釤崴疁囟确€(wěn)定，溫度范圍保持在63—65℃，對(duì)于吸收式制冷機(jī)是一種比較理想的驅(qū)動(dòng)熱源；
2）與單級(jí)吸收式制冷系統(tǒng)相比，熱水溫度要求比較低，63—65℃熱水進(jìn)口溫度可以獲得冷凍水出口溫度6.5—10℃，熱水進(jìn)出口溫差8—10℃，能以較高效率充分利用低溫地?zé)釤嵩矗?br /> 3）系統(tǒng)凍水出口溫度6.5—10℃，完全滿足空調(diào)冷凍水要求；
4）節(jié)能效果顯著，從經(jīng)濟(jì)分析可知，系統(tǒng)節(jié)約能耗61.6%；
5）從經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)可行性分析，地?zé)嵛帐娇照{(diào)系統(tǒng)是一種值得推廣的實(shí)用性系統(tǒng)。