溴化鋰吸收冷熱水機組循環
1.單效溴化鋰吸收式制冷循環單效溴化鋰吸收式冷水機組是溴化鋰吸收式制冷機的基本型式。這種制冷機可采用低勢熱能,通常采用0.03~0.
1.單效溴化鋰吸收式制冷循環
單效溴化鋰吸收式冷水機組是溴化鋰吸收式制冷機的基本型式。這種制冷機可采用低勢熱能,通常采用0.03~0.15MPa(表)的飽和蒸汽或85~150℃的熱水為能源。但機組的熱力系數較低,約0.65~0.75。因而專配鍋爐提供驅動熱源是不經濟的,利用余熱、廢熱、生產工藝過程中產生的排熱等為熱源。特別在熱、電、冷聯供中配套使用,無疑有著明顯的節能效果。
下圖是單效溴化鋰吸收式冷水機組的循環流程:

蒸汽型單效溴化鋰冷水機組及系統由制冷劑回路、熱源回路、溶液回路、冷卻水回路及冷水回路構成。單效溴化鋰吸收式冷水機組的溶液回路由發生器、吸收器和溶液換熱器等構成。制冷劑回路由蒸發器和冷凝器等構成。機組處于絕對真空狀態下,機組工作時,從吸收器流出的稀溶液,經溶液泵升壓,流經溶液換熱器進入發生器。稀溶液在溶液換熱器中,被來自發生器的濃溶液加熱,再在發生器中被驅動熱源(熱水、加熱蒸汽等)加熱,濃縮成濃溶液。從發生器流出的濃溶液,在壓差和位差的作用下,經溶液換熱器進入吸收器。濃溶液在溶液換熱器中,向來自吸收器的稀溶液放熱,再在吸收器中吸收來自蒸發器的冷劑蒸汽,稀釋成稀溶液,同時向冷卻水放出溶液的吸收熱。這樣便完成了單效溴化鋰吸收式制冷循環的溶液回路。在發生器中產生的冷劑蒸汽,流入冷凝器,在其中向冷卻水放熱,凝結成冷劑水。從冷凝器流出的冷劑水,經節流裝置節流進入蒸發器。冷劑水在蒸發器中蒸發,同時向冷水吸熱,使之降溫而產生制冷效果。在蒸發器中產生的冷劑蒸汽,進入吸收器,完成了單效溴化鋰吸收式制冷循環的制冷劑回路。
2.雙效溴化鋰吸收式制冷循環
雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組的驅動熱源為0.25~0.3MPa(表壓)的蒸汽。高壓發生器中的溶液直接被驅動熱源加熱濃縮,產生冷劑蒸氣;低壓發生器中的溶液則被來自高壓發生器的冷劑蒸氣加熱濃縮。因為驅動熱源在機組中被直接和間接地二次利用,故稱為雙效機組。雙效溴化鋰吸收式制冷機組的熱力系數(1.1~1.2)比單效機組的熱力系數(0.9~1.2)大,但是其結構比較復雜,金屬消耗比較多,操作維護要求也比較高。它適用于電力供應緊張而又有熱源的大面積空調系統,以及區域集中的供熱供冷系統、熱電聯供系統和氣電共生系統等。
雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組的應用系統有兩個熱源回路。
①由高壓發生器、凝水換熱器和蒸汽鍋爐等構成了驅動熱源加熱回路。高壓發生器中的溶液直接被鍋爐提供的蒸汽加熱濃縮。
②由高壓發生器和低壓發生器等構成了冷劑蒸汽加熱回路。低壓發生器中的溶液,由高壓發生器中發生的冷劑蒸氣加熱濃縮。雙效機組的冷卻水和冷媒水回路與單效機組相同。冷劑水回路是由低壓發生器、冷凝器、節流元器件、蒸發器及冷劑水泵等構成的。溶液回路是由吸收器、溶液泵、低溫溶液換熱器、凝水換熱器、高溫溶液換熱器、高壓發生器及低壓發生器等構成的。
雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機組的部件比單效機組多,其循環流程也比單效機組復雜。溶液回路有兩個發生器、兩個溶液換熱器及凝水換熱器等部件,它可以構成多種溶液循環流程。三類基本的溶液循環流程如下所述。
(1)串聯流程指稀溶液流出吸收器后,先后進入兩個發生器,如下圖:

(2)并聯流程指稀溶液流出吸收器后分流,平行地進入兩個發生器,如下圖:

(3)串并聯流程兼有串聯流程和并聯流程的特點,如下圖:

3.溴化鋰吸收式采暖循環
直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組以燃氣或燃油為能源,以所產生的高溫煙氣為熱源,按蒸汽吸收式循環的原理工作。這種機組具有燃燒效率高;對大氣環境污染小;體積小、占地省;既可用于夏季供冷,又可用于冬季采暖,必要時還可提供生活熱水,使用范圍廣等優點,因而近年來在國內外發展極為迅速。
直燃型雙效溴化鋰冷熱水機組的制冷原理與蒸汽型雙效溴化鋰吸收式冷水機組基本相同,只是高壓發生器不用蒸汽加熱,而是以燃料在其中直接燃燒產生的高溫煙氣為熱源,因而具有熱源溫度高,傳熱損失小等優點。
直燃型雙效冷熱水機組和蒸汽型雙效冷水機組相同,溶液回路亦有串聯流程與并聯流程之分,通常由以下三種方式構成熱水回路提供熱水:
①將冷卻水回路切換成熱水回路,以吸收器,冷凝器和加熱盤管構成熱水回路;
②熱水和冷水采用同一回路,以蒸發器和加熱盤管構成熱水回路;
③專設熱水回路、以熱水器和加熱盤管構成專用的熱水回路。
(1)將冷卻水回路切換成熱水回路的直燃型冷熱水機組在這種冷熱水機組中,空調器中心的冷卻盤管兼用作加熱盤管,冷卻水泵兼用作熱水泵。可以通過切換閥實現工況的變換,交替地制取冷水和熱水,夏季制冷水供空調用,冬季制熱水供采暖用。
下圖為冷卻水回路切換成熱水回路的機組工作原理圖:

機組以高溫的煙氣為高壓發生器的熱源。溶液在高壓發生器、低壓發生器和吸收器之間串聯循環流動,制冷水時,蒸發器和冷卻盤管構成的冷水回路向空調環境提供冷量。同時,通過冷卻水回路向大氣環境排放空調熱負荷和吸收式制冷循環的補償熱能。制熱水時,吸收器、冷凝器與冷卻塔脫開,和加熱盤管連接,即將冷卻水回路切換成熱水回路向采暖環境提供熱量。同時,冷卻水回路和冷水回路停止工作。從低壓發生器流出的溶液,被來自冷凝器的冷劑水稀釋后,噴淋在吸收器管簇上降溫放熱,管內的熱水吸收溶液的顯熱而升溫,實現第一次加熱。來自低壓發生器的冷劑蒸汽在冷凝器管簇上冷凝放熱,管內的熱水吸收冷劑蒸汽的潛熱而升溫,實現第二次加熱。二次升溫后的熱水送至加熱盤管供采暖使用。
低壓發生器完成溶液的稀釋過程。機組的工況變換是通過機組外部冷卻水回路和熱水回路的切換;冷水回路的啟停以及機組內部冷劑泵的啟停;冷熱切換閥的開關來實現的。這種機組的外部接管較復雜,閥門切換較多,因此,目前多數廠家采用將冷水回路切換成熱水回路的結構。
(2)熱水和冷水采用同一回路的直燃型冷熱水機組
在機組中,空調器中冷卻盤管兼用作加熱盤管,冷水泵兼用作熱水泵,制熱水時,熱水在原來的冷水回路中流動。這樣,熱水和冷水采用同一回路,可以通過工況的變換交替地制取冷水和熱水。
下圖為熱水和冷水采用同一回路的機組工作原理圖:

制冷水時,其工作原理與上述機組相同。制熱水時,冷水回路為熱水回路,向采暖環境提供熱量。同時,冷卻水回路和低壓發生器則停止工作。從高壓發生器流出的冷劑蒸汽在蒸發器管簇上冷凝放熱,管內的熱水被加熱而升溫。在蒸發器中冷凝的冷劑水流入吸收器使濃溶液稀釋成溶液,完成溶液的循環。機組的工況變換是通過高壓發生器的冷劑蒸汽通向蒸發器的閥門切換,以及蒸發器的液囊與吸收器相連通來實現的。與熱水和冷卻水采用同一回路的機組相比,這種變換比較簡便,機組結構也比較緊湊。
(3)專設熱水回路的直燃型冷熱水機組
與上述兩種類型機組不同的是在機組中專設熱水器,加熱盤管和熱水泵構成專用的熱水回路,向采暖環境提供熱量或制取生活用水。這樣,可以同時制取冷水和熱水,也可以通過工況的變換交替地制取冷水和熱水。
下圖為同時制取冷水和熱水的機組工作原理圖:

高壓發生器流出的冷劑蒸汽分成二路:一路用于制冷水,其工作原理與上述機組相同,另一路用于制熱水,在熱水器管簇上冷凝放熱,管內的熱水被加熱而升溫。冷凝后的冷劑水依靠位差自動返回高壓發生器,保持高壓發生器中恒定的濃度。這種形式的優點是運轉簡便。缺點是多設置了一熱水器,提高了制造成本,增加了體積和尺寸。在這種類型的機組中,高壓發生器的容量和能耗比較大,除制冷部分外還要考慮用于制熱的部分。因此,還有一種經濟型的同時制取冷水和熱水的機組如下圖所示:

在機組中,熱水器中流出的冷劑水不是返回高壓發生器稀釋溶液,而是進人冷凝器用于制冷。這樣,就可減小高壓發生器的容量和能耗。
下圖為交替地制取冷水和熱水的機組工作原理圖:

制冷水時,其工作原理與上述機組相同,制熱水時,高壓發生器和熱水回路投入工作,機組的其他部分則停止工作。熱水器內冷凝后的冷劑水依靠位差自動返回高壓發生器,保持高壓發生器中恒定的濃度。工況的變換是通過機組制冷部分的開啟和停用實現的。這種形式的優點是運轉簡便,在制取熱水時機組的溶液泵與冷劑泵不工作,有利于延長使用壽命。缺點是多設置了一只熱水器提高了制造成本,外部接管較復雜。同時隨著熱水器中熱水溫度的提高,高壓發生器中的壓力亦相應提高,若壓力值超過1個大氣壓,則是直燃式冷熱水機組的安全運轉所不允許的。









