溴化鋰吸收式制冷機的設計

溴化鋰吸收式制冷機的設計

隨著人們生活環(huán)境的要求不斷提高，市中心的供水設備得到了大量使用。如果采用傳統(tǒng)的電動汽車冷卻法，需要消耗大量的能源，這很容易導致城市電網(wǎng)的供水量不足。而使用溴化鋰/水為工質(zhì)對的吸收式制冷機耗電少,已成為公認的很有前途的方向。出于環(huán)保的要求,溴化鋰吸收式機組經(jīng)歷了從蒸汽型向直燃型的過渡。直燃型機組一般采用天然氣或油作為燃料,相對于其他類型的溴化鋰吸收式機組,它對環(huán)境的污染小。而且其綜合熱力系數(shù)和經(jīng)濟性能也優(yōu)于其他的空調(diào)設備。1機組工作原理(1)以溴化鋰/水作為工質(zhì)對,因而它無臭、無毒,對人體和環(huán)境安全無害。(2)整套裝置基本上是熱交換器的組合體,除了泵以外基本沒有運動部件。所以振動、噪音小,運行平穩(wěn)。(3)結(jié)構(gòu)簡單,制造方便;且系統(tǒng)在負壓下工作,安全性好。(4)安裝靈活,操作簡單,能在較大工況變化范圍內(nèi)實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。(5)對以天然氣為燃料的機組來說,燃燒產(chǎn)物只有二氧化碳和水蒸氣,符合環(huán)保要求。(6)溴化鋰溶液在有空氣存在的情況下,對金屬尤其是黑色金屬有很強的腐蝕性,因而機組對密封性能有嚴格要求。2系統(tǒng)的工作原理圖1所示流程可以在四種工作狀況下工作:(1)單獨制冷閥門15、16、18打開,閥門17、19、20關閉。參見圖1,由吸收器出來的稀溶液經(jīng)發(fā)生器泵升壓后流經(jīng)低、高溫溶液熱交換器,溫度升高后進入高壓發(fā)生器。這里溶液被高溫燃氣加熱產(chǎn)生冷劑水蒸氣,同時它的濃度和溫度升高。然后溶液由高壓發(fā)生器排出,經(jīng)高溫熱交換器進入低壓發(fā)生器,被來自高壓發(fā)生器的高溫冷劑水蒸氣繼續(xù)加熱,再次產(chǎn)生冷劑水蒸氣,溶液濃度進一步提高。高壓發(fā)生器產(chǎn)生的冷劑水蒸氣在低壓發(fā)生器中放出潛熱,凝結(jié)成冷劑水,經(jīng)節(jié)流后與低壓發(fā)生器產(chǎn)生的冷劑水蒸氣一起進入冷凝器,被管內(nèi)的冷卻水冷卻,形成冷劑水。冷劑水經(jīng)節(jié)流后進入蒸發(fā)器。由于壓力突然降低,部分水氣化,剩余的冷劑水積存在蒸發(fā)器水盤中,由蒸發(fā)器泵輸送,均勻的噴淋在蒸發(fā)器管簇的外壁,吸收管內(nèi)冷媒水的熱量并蒸發(fā),產(chǎn)生冷劑水蒸氣,管內(nèi)冷媒水被冷卻后被輸送至需要冷量的環(huán)境,達到制冷的目的。另一方面,由低壓發(fā)生器出來的濃溶液,經(jīng)低溫熱交換器降溫后進入吸收器,與部分稀溶液混合,形成中間溶液,然后由吸收器泵輸送,在吸收器內(nèi)均勻的噴淋,吸收由蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷劑蒸氣,從而保持蒸發(fā)器內(nèi)所需要的低壓,使冷劑水能不斷的蒸發(fā)。中間溶液吸收了冷劑水蒸氣后重新變?yōu)橄∪芤?由發(fā)生器泵送出。吸收過程中產(chǎn)生的熱量由吸收器中的冷卻水管簇內(nèi)的冷卻水帶走,從而保持吸收過程的連續(xù)進行。(2)只制取衛(wèi)生熱水閥門19、20打開,閥門15、16、17、18關閉。高壓發(fā)生器里產(chǎn)生的水蒸氣在熱水器里與衛(wèi)生熱水交換熱量,放出潛熱后凝結(jié)成水經(jīng)閥19回流到高壓發(fā)生器。(3)夏季運行工況閥門15、16、18、19、20和21打開,閥門17關閉,則系統(tǒng)在制冷的同時制取衛(wèi)生熱水。它(1)與(2)兩種情況的綜合,這里不再重復敘述。(4)冬季運行工況閥門17、19、20打開,閥門15、16、18,以及冷卻水泵關閉,則系統(tǒng)在供暖的同時制取衛(wèi)生熱水。參見圖1,高壓發(fā)生器中溶液被燃料燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣所加熱,產(chǎn)生高溫水蒸氣。水蒸氣進入熱水器放出潛熱后凝結(jié)成水返回高壓發(fā)生器。熱水器中管內(nèi)水被加熱,從而制得供暖用熱水和衛(wèi)生熱水。雖然有上述四種工況,但是在實際應用中,以(3)和(4)這兩種工況為主,一般不會單獨制冷或只制取衛(wèi)生熱水。3工作過程如圖2所示,點2表示吸收器的稀溶液狀態(tài);2—7和7—10分別表示稀溶液在低、高溫熱交換器中等濃度條件下的加熱過程;10—11—12為高壓發(fā)生器中稀溶液的加熱和發(fā)生過程;12—13表示中間溶液高溫熱交換器中的冷卻過程;13—5—4表示中間溶液在低壓發(fā)生器中放熱和發(fā)生過程;4—8表示濃溶液在低溫熱交換器中的冷卻過程,8、9和2、9表示濃溶液和稀溶液的混合過程;9—9′表示噴淋溶液在吸收器中的閃發(fā)過程;9′—2表示噴淋溶液在吸收器中的吸收和冷卻過程。3ue087表示由高壓發(fā)生器出來的高溫冷劑水蒸氣(以開始發(fā)生和發(fā)生終了的冷劑水蒸氣的平均狀態(tài)表示),它進入低壓發(fā)生器加熱中間溶液,放出潛熱后凝結(jié)成了3″狀態(tài)的冷劑水,3ue087—3″表示冷劑水蒸氣在低壓發(fā)生器中的冷卻和冷凝過程。狀態(tài)為3″的冷劑水節(jié)流后與低壓發(fā)生器發(fā)生出來的冷劑水蒸氣3′一起進入冷凝器,被冷卻水冷卻后變?yōu)闋顟B(tài)3的冷劑水,3″—3表示節(jié)流后的濕蒸氣在冷凝器中的冷凝過程,3′—3表示低壓發(fā)生器出來的冷劑水蒸氣在冷凝器中的冷卻和冷凝過程。點3狀態(tài)的冷劑水經(jīng)節(jié)流后進入蒸發(fā)器,由于壓力降低,部分冷劑水氣化,形成由點1和點1′組成的濕蒸氣,狀態(tài)為1的冷劑水由蒸發(fā)器泵輸送,均勻噴淋在蒸發(fā)器管簇上,吸取管內(nèi)冷媒水的熱量而蒸發(fā),產(chǎn)生點1′狀態(tài)的冷劑水蒸氣,1—1′表示冷劑水在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程,也就是制冷過程。產(chǎn)生的冷劑水蒸氣被狀態(tài)點為9′的噴淋溶液所吸收。直燃機供暖和制取衛(wèi)生熱水工作原理在焓—濃度圖上的表示非常簡單,這里將不再贅述。4實際空調(diào)工程運行費用直燃式溴化鋰吸收式冷熱水機組一機兼有制冷、采暖和制取衛(wèi)生熱水這三種功能。因此多用于城市的賓館、娛樂場所及其他商用、民用高層建筑的中央空調(diào)系統(tǒng),由于其應用的迅速推廣,有必要對其進行經(jīng)濟性分析。下面為幾種實際中央空調(diào)工程中,對用戶來說在相同制冷、供暖和制取衛(wèi)生熱水條件下,對比系統(tǒng)的投資和運行費用的對比結(jié)果:表1為上海市靜安區(qū)四星級國際大酒店中央空調(diào)方案比較;表2為上海市閘北區(qū)兩幢26層主樓及裙房中央空調(diào)方案比較;表3為上海市盧灣區(qū)某娛樂中心中央空調(diào)方案比較。從上面的比較我們不難看出,直燃型機組和電制冷、油鍋爐采暖相比較初期投資要小22%;它和風冷熱泵機組相比較,初期投資費用要小58%;它和集中供熱蒸氣型溴冷機組相比較,初期投資要小12.7%。四種系統(tǒng)的運行費用基本持平。因而在選用中央空調(diào)系統(tǒng)時,直燃型機組不失為一種很好的選擇。5直燃式與熱風熱泵機組的比較從雙效直燃型吸收式溴化鋰制冷機組自身的結(jié)構(gòu)特點可以看出,直燃型機組具有安全可靠、操作簡便、功率可自動調(diào)節(jié)范圍寬廣