适用条件
单效溴化锂吸收式制冷机一般采用0.1~0.25MPa的蒸汽或热水(75℃以上)作为加热热源,循环的热力系数较低(一般为0.65~0.75)。如果有压力较高的蒸汽可以利用(例如0.4MPa以上),则可采用双效溴化锂吸收式制冷循环,热力系数可提高到1以上。
原理
所谓双效溴化锂吸收式制冷机,是指在机组中装有高压发生器和低压发生器的制冷机。在高压发生器中,采用压力较高的蒸汽(一般为0.6~0.8MPa)或燃气、燃油等高温热源来加热。在高压发生器中产生的高温冷剂水蒸气,用来加热低压发生器,使低压发生器中的溴化锂溶液进一步产生冷剂水蒸气(故双效溴化锂制冷机又称两级发生式溴化锂制冷机)。这样,不仅有效地利用了冷剂水蒸气的气化潜热,同时减少了冷凝器的热负荷,使机组的经济性得到提高。
分类
1)蒸气型
图4-4为其中一种常见的双效蒸气型溴化锂吸收式制冷机并联系统流程。它由高压发生器、低压发生器、冷凝器、蒸发器、高温溶液换热器、低温溶液换热器、凝水换热器、泵、引射器等组成。高压发生器由一个单独的高压筒组成,低压发生器、冷凝器和蒸发器、吸收器分置于另外两只筒体内,也可置于一只筒体内。
这种流程的工作过程是由吸收器3出来的稀溶液,分为两路:一路经高压发生器泵1升压后,流入高温换热器2,温度升高后,进入高压高压发生器5,被管内的工作蒸气加热,产生高温冷剂水蒸气,溴化锂的质量分数变高,由高压发生器5排出,经高温换热器2降温后,被引射器12抽入;另一路经溶液泵13升压后,又分为两路:一路经低温换热器11及凝水换热器10,温度升高后进入低压发生器7,在其中被高压发生器产生的高温冷剂水蒸气加热,产生冷剂水蒸气,而高温冷剂水蒸气放出潜热后,凝结成冷剂水,节流后与低压发生器产生的冷剂水蒸气一起进入冷凝器6,被管内冷却水冷却和冷凝,形成冷剂水。该冷剂水节流后流入蒸发器4,由于压力的降低,部分水气化,剩余的冷剂水积存于水盘中,被冷剂水泵9吸入,均匀地喷淋在蒸发器管簇的外表面,吸取管内冷水的热量而蒸发,使冷水得到冷却(制冷);另一路作为引射器12的高压液体,除引射由高压发生器出来的浓溶液外,其混合液又作为引射器8的工作液体,引射由低压发生器流出,经低温换热器降温后的浓溶液,形成中间溶液后,均匀洒淋在吸收器管簇外表面,吸收由蒸发器产生的冷剂水蒸气,从而保持蒸发器内所需低压,使冷剂水能在低压、低温下不断蒸发而制取冷量。中间溶液吸收了冷剂水蒸气后,重新变成稀溶液,再分别由高压发生器泵及溶液泵送出。吸收过程中产生的热量,由吸收器管簇内的冷却水带走,从而保证吸收过程的连续进行。
显然,设置凝水换热器可充分利用加热蒸气的凝水的显热,降低双效机组的汽耗量。
2)直燃型
直燃型双效溴化锂冷热水机组以燃料的燃烧,产生高温烟气为驱动热源,直接加热溴化锂溶液。该机组具有燃烧效率高、对大气环境污染小、只存在一次传热温差、体积小、占地小等优点。既可以用于夏季制冷,又可以冬季供热,必要时还可以提供生活用热水,因而得到了广泛的应用。
图4-5所示为直燃双效三筒型溴化锂冷热水机组。该机组溶液循环为串联流程,溶液由溶液泵从吸收器打出,先进入高压发生器,再进入低压发生器,最后返回吸收器。
夏季,直燃型溴化锂吸收式冷热水机组的制冷循环,与蒸气型双效溴化锂吸收式冷水机组基本相同,系统内设有凝水换热器,关闭阀门A、B、C、D,在蒸发器内制取冷水,供空调或工艺过程使用。冬季,打开阀门A、B、C、D,关闭冷剂水泵和冷却水系统,高压发生器产生的高压冷剂蒸气通过阀门A进入蒸发器,在蒸发器管簇外冷凝放热,加热管内热水,供冬季采暖用。凝结下来的冷剂水通过阀门B回吸收器。高压发生器内浓缩后的溶液通过阀门C回吸收器,与凝结水混合,形成稀溶液,再由溶液泵打入高压发生器。如果在机组中设有热水器,则引入发生器中产生的部分冷剂蒸气,加热供生活用的热水。
该机组冷水、热水采用同一回路,供冷与采暖通过阀门的切换控制,变换比较方便。