周森 劉秀 于東海

【摘要】本文以溴化鋰機(jī)組制冷工作原理為基礎(chǔ)，著重分析了影響溴化鋰機(jī)組制冷量的主要原因，以實(shí)際為出發(fā)點(diǎn)對溴化鋰吸收式制冷機(jī)的節(jié)能措施進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】溴化鋰；制冷量；下降

一、前言

溴化鋰制冷機(jī)是以流體基本狀態(tài)參數(shù)的變化和物質(zhì)的傳熱傳質(zhì)過程理論為基礎(chǔ)，利用溴化鋰二元溶液的特性及其熱力狀態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行制冷循環(huán)的。它對機(jī)組真空度要求很高，本文就影響溴化鋰機(jī)組制冷量因素進(jìn)行了探討。

二、溴化鋰吸收式冷水機(jī)組的原理

溴化鋰吸收式制冷機(jī)究其本質(zhì)而言主要是通過水相態(tài)的改變以及溴化鋰溶液本身濃度的改變達(dá)到循環(huán)制冷的目的，工作介質(zhì)首先在發(fā)生器內(nèi)被加熱，在此過程當(dāng)中冷劑蒸汽將被分離并進(jìn)一步的在冷凝器當(dāng)中凝結(jié)成為液體，最后經(jīng)過節(jié)流器后進(jìn)入到蒸發(fā)器蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)制冷，冷劑蒸汽則被吸收器內(nèi)的來自于發(fā)生器的另一部分溴化鋰溶液吸收并經(jīng)溶液泵送回至發(fā)生器循環(huán)上述過程。由此，溴化鋰吸收式制冷機(jī)的工作過程可以分為以下四個部分：發(fā)生過程、冷凝過程、蒸發(fā)過程和吸收過程，對應(yīng)于這樣四個過程的主要部件則包括發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、熱交換機(jī)以及抽氣裝置和節(jié)流裝置等。

蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機(jī)組是一種以飽和蒸汽為熱源（工作蒸汽），水為制冷劑，溴化鋰水溶液為吸收劑，在真空狀態(tài)下制取空氣調(diào)節(jié)和工藝用冷水的設(shè)備。機(jī)組由高壓發(fā)生器（簡稱高發(fā)）、低壓發(fā)生器（簡稱低發(fā)）、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器和高溫?zé)峤粨Q器、低溫?zé)峤粨Q器、凝水熱交換器等主要部件及抽氣裝置、熔晶管、屏蔽泵（溶液泵和冷劑泵）等輔助部分組成。

溶液泵將吸收器中的稀溶液抽出，經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器、凝水熱交換器、高溫?zé)峤粨Q器換熱升溫后進(jìn)入高壓發(fā)生器，在高壓發(fā)生器中被高溫工作蒸汽繼續(xù)加熱，濃縮成中間溶液，同時(shí)產(chǎn)生高溫冷劑蒸汽。中間溶液經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器傳熱管間，加熱管內(nèi)流向高壓發(fā)生器的稀溶液后，溫度降低，進(jìn)入低壓發(fā)生器，在低壓發(fā)生器中被來自高壓發(fā)生器的高溫冷劑蒸汽在此加熱，分離出冷劑蒸汽，濃縮成濃溶液。濃溶液經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器傳熱管間，加熱管內(nèi)稀溶液，溫度降低后回到吸收器。高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高溫冷劑蒸汽再低發(fā)傳熱管內(nèi)因加熱管外的溶液而冷凝成冷劑水，經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入冷凝器，低壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸汽也進(jìn)入冷凝器內(nèi)，被流經(jīng)冷凝器傳熱管內(nèi)的冷卻水冷凝成冷劑水，熱量被冷卻水帶入大氣中，兩股冷劑水經(jīng)U型管節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器內(nèi)閃發(fā)降溫后流入蒸發(fā)器冷劑水盤。進(jìn)入蒸發(fā)器水盤中的冷劑水被冷劑泵抽出噴淋在蒸發(fā)器傳熱管表面，吸收流經(jīng)傳熱管內(nèi)冷水的熱量而沸騰蒸發(fā)，成為冷劑蒸汽。產(chǎn)生的冷寂蒸汽進(jìn)入吸收器，被回到吸收器中的濃溶液吸收。冷水則在熱量被冷劑水帶走后溫度降低，流出機(jī)組，返回用戶系統(tǒng)。

三、影響溴化鋰機(jī)組制冷量的主要原因

1、真空度的影響

（一）、機(jī)組氣密性對真空度的影響

影響機(jī)組氣密性的因素有：密封性焊縫；換熱管的脹接；閥門、泵、視鏡密封處泄漏。溴化鋰制冷機(jī)組要求真空度在100Pa以下，保證制冷劑的蒸發(fā)。真空度越高，制冷能力越強(qiáng)。

（二）、溴化鋰溶液對真空度的影響

溴化鋰溶液pH值一般要求在9.0～10.5的范圍，機(jī)組運(yùn)行后，溶液的堿度會隨運(yùn)行時(shí)間的延長而增大，機(jī)組的氣密性越差，堿度增大越快，堿度太高，就會引起堿性腐蝕，造成機(jī)組氣密性進(jìn)一步下降。鐵和銅在堿性條件下的溴化鋰溶液中，與氧結(jié)合生成氫氧化物，同時(shí)鐵和銅被氧化失去電子，還可能與H結(jié)合生成不凝性氣體氫氣，影響溴冷機(jī)的真空度。

2、表面活性劑辛醇的影響

為提高熱交換器的熱質(zhì)交換效果溶液中添加表面活性劑辛醇，用來降低溶液表面張力，溶液蒸汽分壓降低，傳質(zhì)推動力將增大，增強(qiáng)了溶液和水蒸氣的結(jié)合能力，資料表明，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%～0.3%辛醇，制冷量約提高10%～15%。

3、循環(huán)冷卻水的影響

循環(huán)冷卻水與機(jī)組的換熱效果對機(jī)組制冷量影響很大，提高冷卻水冷卻效果可以提高機(jī)組制冷量。由于循環(huán)冷卻水為開式循環(huán)，可能導(dǎo)致傳熱銅管結(jié)甚至堵塞，將嚴(yán)重影響機(jī)組性能，造成吸收器、冷凝器溫度過高，機(jī)組制冷量下降。

4、冷劑水的影響

冷劑水污染大大降低蒸發(fā)器內(nèi)冷劑水蒸氣分壓，從而影響機(jī)組的制冷力。

5、熱水的影響

熱水是熱水型溴化鋰制冷機(jī)的動力來源，熱水的壓力、溫度、以及壓力穩(wěn)定程度都對制冷機(jī)造成影響。在其他條件不變時(shí)，機(jī)組的制冷量隨著熱水溫度的升高而增大。相反溫度下降制冷量下降。通常熱水進(jìn)口溫度約為95℃～110℃。

6、機(jī)組腐蝕

機(jī)組熱交換器的換熱管腐蝕穿孔，造成稀、濃溶液竄漏。高、低壓發(fā)生器銅管破裂，造成機(jī)組停機(jī)和冷劑水污染。冷劑水二次噴啉噴頭、吸收器濃溶液分布板的小孔堵塞率增加，影響吸收效果，也是降低溴化鋰制冷量的的原因之一。

四、溴化鋰吸收式制冷機(jī)的節(jié)能措施

1、提高熱交換器的傳熱效率

（一）、采用高效傳熱管

吸收式制冷機(jī)為各種熱交換器的集臺體，其熱效率與熱交換器所采用的傳熱管的性能直接相關(guān)。推廣使用各種高效傳熱管的蒸發(fā)器、吸收器、冷凝器與使用一般的平滑管相比，傳熱性能約提高1.5～2倍，并可使換熱器外形尺寸減小，從而也可減少散熱損失。

（二）、對發(fā)生器進(jìn)行表面處理

在高壓發(fā)生器中，下段噴鍍鎳鉻合金，其沸騰性能約為光滑面的2-3倍；若噴鍍氧化鋁，其沸騰性能約為光滑面的1.5倍，傳熱性能得到明顯改善，是提高高壓發(fā)生器傳熱效率的有效措施。

（三）、添加能量增強(qiáng)劑

用于溴化鋰溶液中的能量增強(qiáng)劑有異辛醇、正辛醇，這些物質(zhì)能極大地降低溶液的表面張力，使溶液與水蒸汽的結(jié)合能力增強(qiáng)，使吸收器的吸收效率提高；在冷凝器中添加能量增強(qiáng)劑后，冷凝器由膜狀凝結(jié)變?yōu)橹闋钅Y(jié)，珠狀凝結(jié)時(shí)的放熱系數(shù)可比膜狀凝結(jié)提高兩倍以上，因而提高了冷凝時(shí)的傳熱效果。

2、加強(qiáng)冷卻塔的運(yùn)行管理及維護(hù)

冷卻塔的運(yùn)行、維護(hù)不當(dāng)，冷卻塔散熱效率同樣達(dá)不到，從而造成中央空調(diào)系統(tǒng)能耗增加。例如冷卻塔布水器因水垢堵住噴嘴，致使布水器布水不均勻散熱面積過小，冷卻水與大氣熱交換不充分，冷卻水水溫過高，從而影響熱交換，導(dǎo)致機(jī)組性能下降，能耗增加。

3、提高控制性能

（一）、真空度下降

溴化鋰吸收式制冷機(jī)組是在真空下運(yùn)行，空氣容易通過密封不良的連接處進(jìn)入機(jī)內(nèi)，此外溴化鋰溶液對金屬材料的腐蝕，也會產(chǎn)生氫氣等不凝性氣體，使機(jī)組真空度下降。

（二）、溴化鋰溶液結(jié)晶機(jī)組運(yùn)行時(shí)，由于冷卻水溫度過低、流量過大、溶液閥調(diào)節(jié)不當(dāng)，有可能導(dǎo)致結(jié)晶，當(dāng)結(jié)晶嚴(yán)重時(shí)，晶體將阻塞流通路徑，致使溴化鋰溶液無法正常循環(huán)流動。

（三）、冷劑水被污染

冷卻水溫度過低會造成冷凝器壓力過低，使發(fā)生過程變得劇烈，發(fā)生器中溶液液滴可能被冷劑蒸汽帶入冷凝器中，致使進(jìn)入蒸發(fā)器的冷劑水中含有微量溴化鋰而使冷劑水被污染，影響制冷性能。

五、結(jié)束語

綜上所述，溴化鋰機(jī)組由于其使用的能源種類以及機(jī)組本身的特點(diǎn)，在各個行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，隨著吸收式制冷技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)可將機(jī)械設(shè)備、工業(yè)高溫廢氣廢水、蒸汽等余熱轉(zhuǎn)化為機(jī)組冷量和熱量，具有供應(yīng)穩(wěn)定可靠、運(yùn)行成本低等綜合優(yōu)勢，因此，我們應(yīng)通過各種有效措施提高溴化鋰機(jī)組的效率，提高控制系統(tǒng)性能保證機(jī)組高效可靠運(yùn)行，降低其運(yùn)行能耗，達(dá)到節(jié)能減排、經(jīng)濟(jì)安全可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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