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國立勤益科技大學 冷凍空調與能源系 冷凍實驗室. 吸收式冰箱 操作手冊. 目 錄. 壹、前言 ……………………………………………P.3 貳、實驗目的 ………………………………………P.4 參、相關理論 ………………………………………P.5 3-1 吸收式與傳統壓縮式之比較 ……………P.5 3-2 吸收式冷凍原理 …………………………P.7 3-3 常用的吸收劑與冷媒 ……………………P.10 3-4 系統改善效率的方法 ……………………P.11 3-5 吸收式系統的優缺點 ……………………P.12
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國立勤益科技大學冷凍空調與能源系 冷凍實驗室 吸收式冰箱 操作手冊
目 錄 壹、前言……………………………………………P.3 貳、實驗目的………………………………………P.4 參、相關理論………………………………………P.5 3-1 吸收式與傳統壓縮式之比較……………P.5 3-2 吸收式冷凍原理…………………………P.7 3-3 常用的吸收劑與冷媒……………………P.10 3-4 系統改善效率的方法……………………P.11 3-5 吸收式系統的優缺點……………………P.12 3-6 吸收式冷凍之分類………………………P.14 3-7 吸收式冰水主機的工作流體條件………P.14 肆、實驗設備器材…………………………………P.15 伍、參考文獻………………………………………P.16
壹、前言 推廣吸收式系統，能夠解決目前電力不足之問題，又能充 分利用不同能源之特性，達到節約能源之目的，大幅降低 運轉成本，更可紓解夏季電力尖峰負載壓力，免除限電、 停電困擾，進而降低電廠新建投資成本，有效降低用電； 近來因節約能源及環保意識提高，種種抗爭因素不斷，導 致電廠設立不易，為了提高總生產力，增加競爭力，轉移 空調系統耗電，為當務之急。 吸收式系統的應用經歷過許多起落，其發明更早於蒸氣壓 縮系統，且氨系統更是廣泛使用於家庭冰箱及化學製程工 業中的大型裝置內，然而油與天然氣的供應使吸收器之應 用深受打擊，使其開創出另一種特點；如採用太陽能收集 器的熱做為吸收式單元的能源與蒸氣壓縮冷凍系統組合， 乃是吸引我們應用之處。
貳、實驗目的 吸收式其原理某些方面與蒸氣壓縮循環相似，蒸氣壓縮系 統係以壓縮機使來自蒸發器的低壓蒸氣壓縮為高壓蒸氣， 並送至凝結點，則冷凍循環可藉由冷凝器、膨脹閥與蒸發 器來操作（功操作循環）。而吸收式系統則先使低壓蒸氣 被吸收在一適當的吸收液體內，這種吸收過程本身將蒸氣 轉變為液體，故需以泵提高液體壓力，加熱使蒸氣由吸收 液體放出（熱操作循環）。 吸收式系統採用熱操作循環，若用於適當之場所，將對能 源帶來相當之助益，故其系統之循環原理、性能係數、水 溶液的溫度-壓力-濃度性質、質量流率計算、熱分析，與 各式之應用皆是值得我們去探討及研究。
參、相關理論3-1、吸收式與傳統壓縮式之比較：參、相關理論3-1、吸收式與傳統壓縮式之比較：
吸收式系統不同於壓縮式系統，是用熱能取代機械能達到冷凍循環作用。這種系統的活動配件很少，小型設備僅有熱源用的閥及控制器是活動零件；大型設備再加上循環泵浦和風扇而已，故操作安靜，多用於商業和家庭，最近幾年在休閒、露營、活動、房屋、遊艇上用的很廣，因為它可做成攜帶式的冰箱。同時也由於使用太陽能的觀念推廣，很多大型的空調設備都再度使用吸收式冷凍系統，這些系統的熱源均可來自太陽能，已達到節省能源的目的。吸收式系統不同於壓縮式系統，是用熱能取代機械能達到冷凍循環作用。這種系統的活動配件很少，小型設備僅有熱源用的閥及控制器是活動零件；大型設備再加上循環泵浦和風扇而已，故操作安靜，多用於商業和家庭，最近幾年在休閒、露營、活動、房屋、遊艇上用的很廣，因為它可做成攜帶式的冰箱。同時也由於使用太陽能的觀念推廣，很多大型的空調設備都再度使用吸收式冷凍系統，這些系統的熱源均可來自太陽能，已達到節省能源的目的。
3-2、吸收式冷凍原理：吸收式系統由蒸發器、吸收器（系統低壓側）、發生器、冷凝器（系統高壓側）四個基本元件組成。使用兩種工作流體（冷媒和吸收劑），冷媒的循環：冷凝器→蒸發器→吸收器→發生器→冷凝器，而吸收劑的循環剛好相反。高壓液態冷媒從冷凝器經膨脹閥或節流閥使冷媒壓力下降至蒸發器的低壓而流至蒸發器，液態冷媒在蒸發器中藉吸收被冷卻物的潛熱而汽化，汽化的低壓蒸氣從蒸發器流經一通道至吸收器，在吸收器中被吸收劑吸收而流進溶液中。因吸收器在系統低壓側，發生器在系統高壓側，濃的溶液須從吸收器泵至發生器，且稀的溶液由膨脹閥或節流閥回至吸收器。但當溶液從吸收器泵至發生器時，吸收劑溶液的壓力從低壓側到高壓側是增加的，此過程無發生冷媒壓縮，因冷媒壓縮已在吸收器完成，故溶液泵所需的動力是很小的。在發生器中，藉加熱溶液使冷媒蒸發並把冷媒從吸收劑中分離出來，所產生的高壓冷媒蒸氣流至冷凝器，在冷凝器中藉釋放潛熱至冷卻媒介而冷凝，之後再準備循環至蒸發器。為求最大系統效率，系統高低壓側間的壓差需盡量減小，亦即保持低壓側盡量高與冷凍需求一致；高壓側盡量低與可用的冷凝媒介一致。3-2、吸收式冷凍原理：吸收式系統由蒸發器、吸收器（系統低壓側）、發生器、冷凝器（系統高壓側）四個基本元件組成。使用兩種工作流體（冷媒和吸收劑），冷媒的循環：冷凝器→蒸發器→吸收器→發生器→冷凝器，而吸收劑的循環剛好相反。高壓液態冷媒從冷凝器經膨脹閥或節流閥使冷媒壓力下降至蒸發器的低壓而流至蒸發器，液態冷媒在蒸發器中藉吸收被冷卻物的潛熱而汽化，汽化的低壓蒸氣從蒸發器流經一通道至吸收器，在吸收器中被吸收劑吸收而流進溶液中。因吸收器在系統低壓側，發生器在系統高壓側，濃的溶液須從吸收器泵至發生器，且稀的溶液由膨脹閥或節流閥回至吸收器。但當溶液從吸收器泵至發生器時，吸收劑溶液的壓力從低壓側到高壓側是增加的，此過程無發生冷媒壓縮，因冷媒壓縮已在吸收器完成，故溶液泵所需的動力是很小的。在發生器中，藉加熱溶液使冷媒蒸發並把冷媒從吸收劑中分離出來，所產生的高壓冷媒蒸氣流至冷凝器，在冷凝器中藉釋放潛熱至冷卻媒介而冷凝，之後再準備循環至蒸發器。為求最大系統效率，系統高低壓側間的壓差需盡量減小，亦即保持低壓側盡量高與冷凍需求一致；高壓側盡量低與可用的冷凝媒介一致。
3-4、改善效率的方法：可在濃溶液到發生器及高溫稀溶液從發生器回到吸收器間裝一熱交換器，因至發生器的濃溶液溫度希望增加，而至吸收器的稀溶液溫度希望減少，故熱交換器可使供應至發生器的熱及吸收器所需排除的熱都大量減少。同樣的，從冷凝器蒸發器液態冷媒之過冷卻（藉由熱交換器），可增加冷卻效果及改善系統效率。3-4、改善效率的方法：可在濃溶液到發生器及高溫稀溶液從發生器回到吸收器間裝一熱交換器，因至發生器的濃溶液溫度希望增加，而至吸收器的稀溶液溫度希望減少，故熱交換器可使供應至發生器的熱及吸收器所需排除的熱都大量減少。同樣的，從冷凝器蒸發器液態冷媒之過冷卻（藉由熱交換器），可增加冷卻效果及改善系統效率。
3-5、吸收式冷凍循環系統的優缺點：優點：（1）、吸收式系統是以熱作為其系統的驅動力，故可節省用電。（2）、所使用的熱多為工業製程中的廢熱或太陽熱能，可提高能 源的使用效率。（3）、在吸收式系統除了泵浦之外無不可動的元件，故噪音小； 且磨擦損耗小，故壽命較長，維護容易。（4）、可作為24小時全年連續運轉的系統。（5）、因為系統不使用電力驅動，故於停電時仍可繼續運轉。（6）、其能源消耗量與輸出之冷氣能力成正比，可大幅節省運轉 費用。（7）、可同時進行冷房與暖房，即機組可同時提供冷水熱水。（8）、可取代使用CFC為冷媒的冰水機組，以達到環保的要求。（9）、因吸收式系統不使用壓縮機，故不會受到壓縮機構造上限 制，而可設計成超大型的噸位。（10）、控制系統較為簡單，只須控制加入產生器熱量的大小即 可控制容量的變化。（11）、在尖峰負載時可補助短暫的負荷，電力契約容量可以減 少。
缺點：（1）、初設設備成本較高。（2）、設備所佔體積較大。（3）、性能係數COP較低。（4）、若直接以燃料燃燒驅動 時，運轉成本較高。（5）、操作不當時易產生結 晶。
3-6、吸收式冷凍之分類：A、直燃型吸收式冷凍機B、蒸氣型吸收式冷凍機C、熱水型吸收式冷凍機3-7、吸收式冰水主機的工作流體條件：1.冷媒-水(R-718)2.無毒3.無然性4.無爆炸性5.價格便宜6.化學性質穩定7.非CFC冷媒3-6、吸收式冷凍之分類：A、直燃型吸收式冷凍機B、蒸氣型吸收式冷凍機C、熱水型吸收式冷凍機3-7、吸收式冰水主機的工作流體條件：1.冷媒-水(R-718)2.無毒3.無然性4.無爆炸性5.價格便宜6.化學性質穩定7.非CFC冷媒
伍、參考文獻 一、太陽能學刊 (1996 年10 月) 太陽能學刊 第一 卷第二期 28.29.30.31 二、光堡冷凍空調技術網 http://www.hvacr.com.tw/ 三、中技社節能技術發展中心 http://www.ctciectdc.org.tw/technology/ index.htm 四、冷凍空調原理Ⅱ，許祺清、陳聰明 著，大中 國圖書公司印行 五、冷凍空調原理《第三版》，原著：ROY J. DOSSAT，譯者：陸紀文、王輔仁、謝文健，滄 海書局 印行
