溴化鋰吸收式制冷機(jī)的設(shè)計(jì)

溴化鋰吸收式制冷機(jī)的設(shè)計(jì)

隨著人們生活環(huán)境的要求不斷提高，市中心的供水設(shè)備得到了大量使用。如果采用傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車(chē)?yán)鋮s法，需要消耗大量的能源，這很容易導(dǎo)致城市電網(wǎng)的供水量不足。而使用溴化鋰/水為工質(zhì)對(duì)的吸收式制冷機(jī)耗電少,已成為公認(rèn)的很有前途的方向。出于環(huán)保的要求,溴化鋰吸收式機(jī)組經(jīng)歷了從蒸汽型向直燃型的過(guò)渡。直燃型機(jī)組一般采用天然氣或油作為燃料,相對(duì)于其他類(lèi)型的溴化鋰吸收式機(jī)組,它對(duì)環(huán)境的污染小。而且其綜合熱力系數(shù)和經(jīng)濟(jì)性能也優(yōu)于其他的空調(diào)設(shè)備。1機(jī)組工作原理(1)以溴化鋰/水作為工質(zhì)對(duì),因而它無(wú)臭、無(wú)毒,對(duì)人體和環(huán)境安全無(wú)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(méi)有運(yùn)動(dòng)部件。所以振動(dòng)、噪音小,運(yùn)行平穩(wěn)。(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便;且系統(tǒng)在負(fù)壓下工作,安全性好。(4)安裝靈活,操作簡(jiǎn)單,能在較大工況變化范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。(5)對(duì)以天然氣為燃料的機(jī)組來(lái)說(shuō),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(duì)金屬尤其是黑色金屬有很強(qiáng)的腐蝕性,因而機(jī)組對(duì)密封性能有嚴(yán)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(dú)制冷閥門(mén)15、16、18打開(kāi),閥門(mén)17、19、20關(guān)閉。參見(jiàn)圖1,由吸收器出來(lái)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(jìn)入高壓發(fā)生器。這里溶液被高溫燃?xì)饧訜岙a(chǎn)生冷劑水蒸氣,同時(shí)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?zé)峤粨Q器進(jìn)入低壓發(fā)生器,被來(lái)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(pán)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(dá)到制冷的目的。另一方面,由低壓發(fā)生器出來(lái)的濃溶液,經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器降溫后進(jìn)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(guò)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(guò)程的連續(xù)進(jìn)行。(2)只制取衛(wèi)生熱水閥門(mén)19、20打開(kāi),閥門(mén)15、16、17、18關(guān)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(yùn)行工況閥門(mén)15、16、18、19、20和21打開(kāi),閥門(mén)17關(guān)閉,則系統(tǒng)在制冷的同時(shí)制取衛(wèi)生熱水。它(1)與(2)兩種情況的綜合,這里不再重復(fù)敘述。(4)冬季運(yùn)行工況閥門(mén)17、19、20打開(kāi),閥門(mén)15、16、18,以及冷卻水泵關(guān)閉,則系統(tǒng)在供暖的同時(shí)制取衛(wèi)生熱水。參見(jiàn)圖1,高壓發(fā)生器中溶液被燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔馑訜?產(chǎn)生高溫水蒸氣。水蒸氣進(jìn)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(shí)際應(yīng)用中,以(3)和(4)這兩種工況為主,一般不會(huì)單獨(dú)制冷或只制取衛(wèi)生熱水。3工作過(guò)程如圖2所示,點(diǎn)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?zé)峤粨Q器中等濃度條件下的加熱過(guò)程;10—11—12為高壓發(fā)生器中稀溶液的加熱和發(fā)生過(guò)程;12—13表示中間溶液高溫?zé)峤粨Q器中的冷卻過(guò)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(guò)程;4—8表示濃溶液在低溫?zé)峤粨Q器中的冷卻過(guò)程,8、9和2、9表示濃溶液和稀溶液的混合過(guò)程;9—9′表示噴淋溶液在吸收器中的閃發(fā)過(guò)程;9′—2表示噴淋溶液在吸收器中的吸收和冷卻過(guò)程。3ue087表示由高壓發(fā)生器出來(lái)的高溫冷劑水蒸氣(以開(kāi)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(jìn)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(guò)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(lái)的冷劑水蒸氣3′一起進(jìn)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(guò)程,3′—3表示低壓發(fā)生器出來(lái)的冷劑水蒸氣在冷凝器中的冷卻和冷凝過(guò)程。點(diǎn)3狀態(tài)的冷劑水經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器,由于壓力降低,部分冷劑水氣化,形成由點(diǎn)1和點(diǎn)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(diǎn)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(guò)程,也就是制冷過(guò)程。產(chǎn)生的冷劑水蒸氣被狀態(tài)點(diǎn)為9′的噴淋溶液所吸收。直燃機(jī)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(jiǎn)單,這里將不再贅述。4實(shí)際空調(diào)工程運(yùn)行費(fèi)用直燃式溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組一機(jī)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(lè)場(chǎng)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(yīng)用的迅速推廣,有必要對(duì)其進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析。下面為幾種實(shí)際中央空調(diào)工程中,對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)在相同制冷、供暖和制取衛(wèi)生熱水條件下,對(duì)比系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用的對(duì)比結(jié)果:表1為上海市靜安區(qū)四星級(jí)國(guó)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(lè)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(jī)組和電制冷、油鍋爐采暖相比較初期投資要小22%;它和風(fēng)冷熱泵機(jī)組相比較,初期投資費(fèi)用要小58%;它和集中供熱蒸氣型溴冷機(jī)組相比較,初期投資要小12.7%。四種系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用基本持平。因而在選用中央空調(diào)系統(tǒng)時(shí),直燃型機(jī)組不失為一種很好的選擇。5直燃式與熱風(fēng)熱泵機(jī)組的比較從雙效直燃型吸收式溴化鋰制冷機(jī)組自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以看出,直燃型機(jī)組具有安全可靠、操作簡(jiǎn)便、功率可自動(dòng)調(diào)節(jié)范圍寬廣