吸收擴(kuò)散式制冷系統(tǒng)（Absorption Diffusion Refrigeration Unites簡(jiǎn)稱(chēng)ADRU）是一種三工質(zhì)的吸收式制冷系統(tǒng)，它沒(méi)有任何運(yùn)動(dòng)部件，無(wú)振動(dòng)，無(wú)噪音，適于在要求比較安靜的場(chǎng)所使用。這種制冷系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是可以用熱能驅(qū)動(dòng)，適用于多種不同的能源，在無(wú)電或缺電地區(qū)和廣大農(nóng)村，它能發(fā)揮其獨(dú)特的作用。這些地區(qū)生物質(zhì)能比較豐富，用生物質(zhì)能來(lái)驅(qū)動(dòng)ADRU制冷系統(tǒng)是一種理想的選擇。本文設(shè)計(jì)了一種熱管式生物質(zhì)爐具來(lái)燃燒成型燃料，為系統(tǒng)提供能量，取得較好的制冷效果。
1、ADRU制冷系統(tǒng)的工作原理
    ADRU制冷機(jī)采用的是三組分循環(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。如圖1所示，濃溶液由熱交換器進(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(shí)，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(lái)，并經(jīng)過(guò)再次加熱把殘留在氨水中的氨繼續(xù)蒸發(fā)。含有水蒸氣的氨氣繼續(xù)上升至精餾器，由于水蒸氣在精餾器內(nèi)受到精餾器壁面的冷卻而被冷凝下來(lái)，使沿精餾器上升的氨氣的濃度不斷提高，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(guò)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)始地吸收被冷卻物體的熱量達(dá)到制冷的目的，富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售木屑顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)等生物質(zhì)燃料成型機(jī)械設(shè)備，同時(shí)我們還大量銷(xiāo)售楊木木屑顆粒燃料。
2、試驗(yàn)裝置、材料和方法
    試驗(yàn)裝置主要有2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)（圖2）。工作時(shí)，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(guò)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)。
    容積為50L的吸收擴(kuò)散式制冷冰箱沒(méi)有冷凍室，只有冷藏室，冷藏室的工作溫度為0~10℃。工質(zhì)是氨水，輔助氣體是氦氣。氨水溶液濃度為35%．系統(tǒng)的總壓力P為1.9MPa．冷凝溫度t為45℃，發(fā)生器的發(fā)生溫度t為125℃。
    與制冷裝置配套的爐具是一種帶有水套的生物質(zhì)燃燒爐，為了使其產(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，在不工作時(shí)水套內(nèi)部以及與之相連的管道內(nèi)部的壓強(qiáng)為7.38 kPa．其對(duì)應(yīng)的飽和溫度t為40℃，也就是說(shuō)，當(dāng)水套內(nèi)部的水被加熱到40℃時(shí)就開(kāi)始沸騰蒸發(fā)。當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，水套內(nèi)部的壓力可以達(dá)到200 kPa，所對(duì)應(yīng)的水的飽和溫度ts為1275℃，能夠達(dá)到發(fā)生器的發(fā)生溫度。
    生物質(zhì)燃燒爐的水套通過(guò)管道與制冷系統(tǒng)相通，燃燒爐產(chǎn)生的蒸汽作為制冷系統(tǒng)的熱源。為使蒸汽充分冷凝，本文在試驗(yàn)時(shí)設(shè)計(jì)了銅質(zhì)的環(huán)形冷凝器，其承壓能力為200kPa。
    試驗(yàn)所用燃料是玉米秸稈成型燃料，其密度是1t/m3，熱值約為14 654 kj/kg。
    試驗(yàn)前，首先排去生物質(zhì)爐具水套中的空氣，具體做法：當(dāng)水套內(nèi)部的水加熱到100℃時(shí)，開(kāi)始產(chǎn)生蒸氣，3—5min后蒸汽開(kāi)始充滿(mǎn)整個(gè)管道，這時(shí)打開(kāi)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(kāi)始不斷增加，沸點(diǎn)升高，從而滿(mǎn)足制冷系統(tǒng)發(fā)生器的發(fā)生溫度。停止工作時(shí)，水套及與之相連的管道內(nèi)部壓強(qiáng)約為7.38 kPa。由于整個(gè)裝置的密封較好，再次啟用時(shí)不需再排氣。
3、試驗(yàn)結(jié)果及分析
    試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境溫度為31℃，環(huán)境濕度為70%，符合輕工部標(biāo)準(zhǔn)(SG283-82)規(guī)定的試驗(yàn)條件要求。試驗(yàn)時(shí)，向吸收式制冷冰箱分別輸入功率為0.1，0.15，0.2，0.25 kW的水蒸氣，由數(shù)顯式溫度計(jì)記錄不同輸入功率時(shí)冰箱冷藏室內(nèi)的溫度變化，從而可以得出4種不同加熱功率時(shí)冰箱冷藏室的降溫曲線。由溫度曲線可以直觀地看出降溫速度的快慢，從而得到吸收式制冷系統(tǒng)的最佳加熱功率。
    當(dāng)裝置的制冷溫度達(dá)到最低溫度并維持不變時(shí)，可利用焓差法計(jì)算得出不同輸入功率對(duì)應(yīng)的制冷量，從而可以得到其熱力系數(shù)COP。
    當(dāng)改變發(fā)生器不同的加熱溫度時(shí)，其降溫曲線和熱力系數(shù)的變化趨勢(shì)基本與以上情形相似。從一系列的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出生物質(zhì)成型燃料吸收式制冷系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)。
    ①用生物質(zhì)成型燃料為吸收式制冷系統(tǒng)供熱是可行的。爐具應(yīng)能夠提供穩(wěn)定的熱量，并達(dá)到制冷系統(tǒng)的發(fā)生溫度。
    ②制冷降溫速度與輸入功率有關(guān)系。剛開(kāi)始時(shí)，冷藏室內(nèi)的降溫速度隨著輸入功率的增加而增加，但當(dāng)輸入功率超過(guò)0.2kW時(shí)，降溫速度有所減慢，制冷系統(tǒng)熱力系數(shù)的變化趨勢(shì)也是如此。
    ③制冷系統(tǒng)存在一個(gè)最佳輸入功率，即為0.2 kW。這是因?yàn)楫?dāng)加熱功率較小時(shí)，發(fā)生器內(nèi)氨氣發(fā)生量較小，所以其制冷量較�。弘S著加熱功率的增加，制冷量達(dá)到了最大；當(dāng)加熱量超過(guò)0.2 kW時(shí)，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和冷凝帶來(lái)負(fù)擔(dān)，同時(shí)進(jìn)入蒸發(fā)器的液氨含水，也降低了冷凝效果。
4、結(jié)論
    吸收擴(kuò)散式制冷工藝可以使用低品位熱源（如煤氣、煤油、低溫蒸汽、太陽(yáng)能等），也可以采用電加熱的方式進(jìn)行供熱，用生物質(zhì)成型燃料爐具給吸收擴(kuò)散式制冷系統(tǒng)提供能量是可行的。氨水是一種環(huán)境友好型的制冷工質(zhì)，所以這種制冷技術(shù)有更加廣闊的發(fā)展前景。利用生物質(zhì)能為制冷系統(tǒng)提供能量，為農(nóng)業(yè)廢棄物的合理利用找到了一條新途徑。該制冷技術(shù)在我國(guó)偏遠(yuǎn)地區(qū)及缺電地區(qū)有較大的發(fā)展空間。