吸收式制冷机六

5.2溴化锂吸收式制冷机溴化锂吸收式制冷机中以溴化锂溶液为工质对，其中低沸点的工质水为制冷剂，高沸点的溴化锂为吸收剂，制取0℃以上的低温水，多用于空调系统。溴化锂的性质与食盐相似，属盐类。它的沸点为1265℃，与水的沸点差1165℃，故在一般的高温下对溴化锂水溶液加热时，可以认为仅产生水蒸汽，整个系统中没有精馏设备，因而系统更加简单。溴化锂吸收式制冷机对热源的要求不高。一般的低压蒸气（0.12MPa以上）或75℃以上的热水均能满足要求，特别适用于有废气、废热水可利用的化工、冶金和轻工业企业，有利于热源的综合利用。第30讲吸收式制冷机（2）

5.2.1溴化锂吸收式制冷机工作原理5.2.1.1溴化锂溶液的性质（1）水水是一种很好的制冷剂。无毒、不燃烧、不爆炸，安全性能高；汽化潜热大（约2500kJ/kg，比R22大16倍）；常压下蒸发温度较高，蒸气比容大；常温下的饱和压力很低，比体积大。25℃下饱和压力为3.167kPa，比体积为43.37m3/kg；其凝固点高，0℃时就结冰。溴化锂吸收式制冷机只能应用于0℃以上的空调系统中。（2）溴化锂a.锂和溴分别属碱和卤族元素，溴化锂性质类似于氯化钠（NaCl），属盐类，有咸味，呈无色粒状晶体，熔点为549℃；b.沸点为1265℃。对溴化锂水溶液加热时，一般认为仅产生水蒸汽；c.极易溶于水，具有极强的吸水性，但溴化锂在水中的溶解度是随温度的降低而降低的；d.无水溴化锂是白色块状，性质稳定，在大气中不变质、不分解；e.它由92.01%的溴和7.99%的锂组成，相对分子量为86.856，常温下密度为3464kg/m3，比重为：3.464；f.它无毒、无臭、有咸苦味。

（3）溴化锂水溶液。a.是无色透明液体、无毒、有咸苦味，溅在皮肤上微痒。加入缓蚀剂铬酸锂后溶液会呈淡黄色。要求作为工质对的溴化锂水溶液满足以下要求：浓度：50％±1％；酸碱度：pH值为9.0~10.5；杂质最高含量：氯化物（C1-）：0.5％；硫酸盐（S042-）：0.05％；溴酸盐（BrO3-）：无反应：氨（NH3）：0.001％；钡（Ba）：0.001％；钙（Ca）：0.005％；镁（Mg）：0.001％；另外，溶液中不应含有二氧化碳（CO2）、臭氧（O3）等不凝性气体。b.溴化锂在水中的溶解度随温度降低而降低。所谓溶解度是指饱和液体中所含溴化锂无水化合物的质量成分，也就是溴化锂水溶液的质量浓度。机组在运行时，必须注意溶液中的水分蒸发，或降低溶液温度时，就会有晶体析出。如下图所示，图中的溶解度的曲线也称为结晶线，图中曲线上的任意一点都表示溶液处于饱和状态。其左上方为固相区，溶液处于这一区域，就会有带不同结晶水的固体溴化锂析出；右下方为液相区，表示溶液中不会有结晶析出。由图中曲线可知，溴化锂的质量浓度不宜超过66％，否则在运行中当溶液温度降低时将有结晶析出，破坏制冷机的正常运行。溴化锂溶液的结晶取决于溶液的温度与浓度，作为制冷机工质，溴化锂溶液必须处于液态，无论在运行或停机期间，都不允许有晶体析出。c.水蒸发分压力很低，比同温度下纯水的饱和蒸气压力低的多，故有强烈的吸湿性。溴化锂在水中的溶解度c.右图为溴化锂溶液的温度、质量分数与蒸气压力之间的关系。由图可知溴化锂镕液的水蒸汽压随着质量分数的增大而降低，并远低于同温度下水的饱和蒸气压。当质量分数为50%、温度为25℃时，饱和蒸气压力为0.85kPa，此时水的饱和蒸汽压为3.16kPa，即0.92kPa就能被25℃、浓度为50％的溴化锂溶液所吸收，即溴化锂溶液具有吸收比其温度低得多得水蒸汽的能力。这正是溴化锂溶液可作为吸收式制冷机组工质对的原因。溴化锂溶液的水蒸汽压d.溴化锂溶液的质量定压比热容曲线见下图。由图中可看出，其质量定压比热容在压力不变的情况下，随温度的升高而增大，随着质量分数的升高而减小，且比水的比热小得多。溶液的比热小，有利于提高制冷机组的效率，减少在发生、吸收过程中的吸、放热量。如当温度为100℃、浓度为50％时，其比热容约为2.26kJ/kg·K。质量定压比热容小，说明在温度变化时加热和排出的热量少，再加上水的蒸发潜热比较大这一特点，有利于提高机组的热力系数。5.2.1.2溴化锂吸收式制冷机工作原理溴化锂吸收式制冷机，是利用溴化锂溶液具有常温下强烈的吸收水蒸汽,在高温下又能将所吸收的水蒸汽释放出来的特性，以及水在真空状态下蒸发时具有较低的蒸发温度和较好的吸热效应来实现制冷的。溴化锂具有极强的吸水性，但溴化锂在水中的溶解度是随温度的降低而降低的，溶液的浓度不宜超过66％，否则运行中，当溶液温度降低时，将有溴化锂结晶析出的危险性。溴化锂水溶液的水蒸汽分压，比同温度下纯水的饱和蒸气压小得多，故在相同压力下，溴化锂水溶液具有吸收温度比它低得多的水蒸汽的能力，这是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。溴化锂吸收式制冷机是以热能作为动力的，根据热能来源的不同可分为蒸气型、热水型和直燃型等。通常有单效溴化锂吸收式制冷机，和采用热水或燃油、燃气等燃料直接燃烧的双效溴化锂吸收式制冷机。溴化锂吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、制冷节流阀、蒸发器、吸收器等设备，即制冷剂循环和吸收剂循环组成，如下图。制冷剂循环由冷凝器、节流阀、蒸发器组成；吸收剂循环由吸收器、发生器、溶液泵以及减压调节阀等设备组成。溴化锂吸收收式制冷机机的工作原原理图1－冷凝器器；2－发发生器；3－溶液泵泵；4－溶溶液节流阀阀；5－吸吸收器；6－蒸发器器；7－节节流阀发生器内的的溴化锂溶溶液由于外外部热源的的加热作用用，使溴化化锂溶液所所含的比溴溴化锂沸点点低得多的的水分气化化成水蒸汽汽。水蒸汽汽进入冷凝凝器被冷却却水冷却，，凝结成制制冷剂水，，经过节流流阀节流降降压后进入入蒸发器内内。在蒸发发器内，低低压制冷剂剂水吸收被被冷却介质质的热量，，温度降低低而产生冷冷量。低温温制冷剂水水蒸汽进入入到吸收器器，被其中中的溴化锂锂溶液所吸吸收，吸收收过程中发发出溶解热热由冷却水水带走。吸收了制冷冷剂水蒸汽汽的溴化锂锂溶液变成成稀溶液后后，由溶液液泵送到发发生器中。。由于外部部热源对发发生器的加加热作用，，使溴化锂锂稀溶液不不断释放出出水蒸汽而而使溴化锂锂的质量分分数升高，，溶液变成成浓溶液。。溴化锂浓浓溶液经节节流阀降低低压力后进进入吸收器器，吸收来来自蒸发器器的制冷剂剂水蒸汽而而使溴化锂锂的质量分分数降低，，再有溶液液泵将吸收收器里的溴溴化锂稀溶溶液送入发发生器中，，如此循环环，从而达达到不断制制冷的目的的。5.2.2溴化锂锂吸收式制制冷机的分分类根据机组的的使用用途途、机组的的驱动热源源、驱动热热源的利用用方式、溶溶液循环的的流程以及及机组结构构的不同进进行分类。。（1）由由工作热源源型式进行行分类蒸汽型：使使用蒸汽作作为驱动能能源。单效效型工作蒸蒸汽压力范范围为0.03～0.15MPa（表表），双效效型工作蒸蒸汽压力范范围一般为为0.4～～0.8MPa（表表）。直燃型：一一般以油、、气等可燃燃物质为燃燃料。不仅仅能够制冷冷，且可以以采暖及提提供卫生热热水。直燃燃型可分为为燃油型、、燃气型、、双燃料型型等。双燃燃料型可一一机使用两两种燃料，，分轻油燃燃气型及重重油燃气型型。热水型：使使用热水为为热源的溴溴化锂机组组。常以工工业余热、、地热热水水、太阳能能热水为热热源，根据据热源温度度可分为单单效热水型型及双效热热水型。单单效机组热热水温度在在85～150℃，，高于150℃的热热水可作为为双效机组组的热源。。太阳能型：：利用太阳阳能集热装装置获取能能量，用来来加热溴化化锂机组发发生器内稀稀溶液，进进行制冷循循环。该类类型分为两两类，一类类是利用太太阳能集热热装置直接接加热发生生器管内稀稀溶液；另另一类是先先加热循环环水，而后后再将热水水送入发生生器内加热热溶液。（2）由由工作循环环型式进行行分类a．制冷循循环型。即即冷水机组组，分单效效循环和双双效循环。。驱动能源源可以是低低势的蒸汽汽废汽、废废热水、地地热水等。。单效制冷冷循环不适适用于以高高势热能为为驱动热源源的制冷机机组中。双双效制冷循循环机组与与单效的不不同之处是是只有两个个发生器和和两个溶液液热交换器器，广泛应应用溴化锂锂吸收式冷冷水机组中中。b．制冷、、制热循环环型。即冷冷热水机组组，就是将将溴化锂溶溶液锅炉直直接与吸收收式机组配配套，组成成直燃机组组，进行制制冷或制热热循环。制制冷、制热热循环型也也分为单效效循环和双双效循环，，单效循环环一般用在在小型机组组上，其燃燃料消耗率率比较高；；目前通常常均采用双双效循环，，即使在小小型机组上上也进行双双效化用来来节省燃料料消耗量。。c．热泵循循环型。热热泵循环型型机组是一一种依靠驱驱动能量将将低势热源源的热量转转移到高势势热源，供供采暖或其其工艺过程程使用的设设备。溴化锂吸收收式热泵，，是将吸收收器和发生生器作为““热力压缩缩机”的吸吸收式热泵泵。其输入入热源为发发生器的驱驱动热源和和蒸发器的的低温热源源；输出热热源则为冷冷凝器的冷冷凝热和吸吸收器的吸吸收热。（3）按按机组的使使用用途分分类a.溴化锂锂吸收式冷冷水机组，，供应空调调用冷水或或工艺用冷冷水。冷水水出口温度度分为7℃℃、10℃℃、13℃℃、15℃℃四种。b.溴化锂锂吸收式冷冷热水机组组，供应空空调和生活活用冷热水水。冷水进进、出口温温度为12℃／7℃℃；用于采采暖的热水水进出口温温度为55℃/60℃。c.溴化锂锂吸收式热热泵机组，，依靠驱动动热源的能能量，将低低势位热量量提高到高高势位，供供采暖或工工艺过程使使用。输出出热的温度度低于驱动动热源温度度，以供热热为目的的的热泵机组组称为第一一类吸收式式热泵；输输出热的温温度高于驱驱动热源温温度，以升升温为目的的的热泵机机组称为第第二类吸收收式热泵。。（4）按按溶液的循循环流程进进行分类a.串联流流程，分为为两种，一一种是溶液液先进入高高压发生器器，后进入入低压发生生器，最后后流回吸收收器；另一一种是溶液液先进入低低压发生器器，后进入入高压发生生器，最后后流回吸收收器。b.并联流流程，溶液液分别同时时进入高、、低压发生生器，然后后分别流回回吸收器。。c.串并联联流程，溶溶液分别同同时进入高高、低发生生器，高压压发生器流流出的溶液液先进入低低压发生器器，然后和和低压发生生器的溶液液一起流回回吸收器。。（5）按按机组结构构分类a．单筒型型，机组的的主要换热热器（发生生器、冷凝凝器、蒸发发器、吸收收器）布置置在一个筒筒体内。b．双筒型型，机组的的主要换热热器布置在在二个筒体体内。c．三筒或或多筒型，，机组的主主要换热器器布置在三三个或多个个筒体内。。5.2.3溴化锂锂吸收式制制冷机的特特点溴化锂吸收收式制冷机机也是以热热能作为补补偿来实现现制冷的装装置，故很很多特点与与氨水吸收收式制冷机机相似。主主要有以下下优点特点点：1）制冷剂剂和吸收剂剂无臭、无无味、无毒毒，对人体体无危害，，对大气臭臭氧层无破破坏作用，，有利于满满足环保要要求。2）利用热热源为动力力，不但能能力利用范范围广，且且具有两个个重要特点点：a．能利用用低势热能能（余热、、废热、排排热），使使溴化锂吸吸收式制冷冷技术可以以大量节约约能耗；b．以热能能为动力，，溴化锂吸吸收式机比比利用电能能为动力的的压缩式制制冷机可以以明显节约约电耗。3）整个装装置基