各種型式溴化鋰機組的特點 溴化鋰工作原理
溴化鋰機組又稱溴化鋰吸收式制冷機組 。
【各種型式溴化鋰機組的特點 溴化鋰工作原理】溴化鋰由堿鋰和鹵族元素組成 。其分子式為LiBr，分子量為86.844，密度為346kg/ m3 (25℃)，熔點為549℃，沸點為1265℃ 。它的一般性質(zhì)一般與食鹽相似 。它是一種穩(wěn)定的物質(zhì)，在大氣中不變質(zhì)、不揮發(fā)、不溶解，易溶于水 。常溫下為無色顆粒狀晶體，無毒無味，咸苦 。溴化鋰水溶液由溴化鋰和水組成，性質(zhì)與純水有很大不同 。純水的沸點只與壓力有關(guān)，而溴化鋰水溶液的沸點不僅與壓力有關(guān)，還與溶液的濃度有關(guān) 。
工作原理:溴化鋰吸收式制冷中，水作為制冷劑，溴化鋰作為吸收劑 。
由于溴化鋰水溶液的沸點很高，極難揮發(fā)，可以認為飽和溴化鋰溶液液面上的蒸氣是純水蒸氣 。在一定溫度下，溴化鋰溶液液面上水蒸氣的飽和分壓小于純水 。并且濃度越高，水蒸氣在液面的飽和分壓越小 。因此，在相同溫度下，溴化鋰水溶液的濃度越高，其吸水能力越強 。這就是為什么溴化鋰通常用作吸收劑，水用作制冷劑 。
溴化鋰吸收式制冷機主要由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、換熱器和循環(huán)泵組成 。
在溴化鋰吸收式制冷機運行過程中，當(dāng)溴化鋰水溶液被發(fā)生器中的熱媒水加熱時，溶液中的水不斷汽化；隨著水的不斷汽化，發(fā)生器中溴化鋰水溶液的濃度不斷升高，進入吸收器；水蒸氣進入冷凝器，被冷凝器中的冷卻水冷卻，然后凝結(jié)成高壓低溫液態(tài)水；當(dāng)冷凝器中的水通過節(jié)流閥進入蒸發(fā)器后，迅速膨脹汽化，在汽化過程中吸收了蒸發(fā)器中制冷劑水的大量熱量，從而達到降溫制冷的目的 。在這個過程中，低溫水蒸氣進入吸收器，被吸收器中的溴化鋰水溶液吸收，溶液濃度逐漸降低，然后被循環(huán)泵送回發(fā)生器，完成整個循環(huán) 。如此循環(huán)不息，不斷產(chǎn)生冷能 。由于稀溴化鋰溶液已在吸收器中冷卻，溫度較低 。為了節(jié)省加熱稀溶液的熱量，提高整個裝置的熱效率，系統(tǒng)中增加了換熱器，使得從發(fā)生器流出的高溫濃溶液可以與從吸收器流出的低溫稀溶液進行熱交換，可以提高進入發(fā)生器的稀溶液的溫度 。
優(yōu)點和缺點
優(yōu)勢
1.利用熱能作為動力，特別是低勢能熱能(太陽能、余熱、廢熱等 。);
2.整個機組除了低功率的屏蔽泵外，沒有其他運動部件，運行安靜；
3.采用溴化鋰水溶液作為工作介質(zhì)，無味無毒無害，有利于符合環(huán)保要求；
4.冰箱運行在true 空狀態(tài)，沒有高壓爆炸的危險，安全可靠；
5.制冷量調(diào)節(jié)范圍大，可在較寬的負荷下進行制冷量的五級調(diào)節(jié)；
6.對外界條件變化的適應(yīng)性強，能在熱媒水入口溫度、冷媒水出口溫度、冷卻水溫度的一定范圍內(nèi)穩(wěn)定運行 。
劣勢
1.溴化鋰水溶液對一般金屬具有強腐蝕性，不僅影響機組的正常運行，還會影響機組的使用壽命；
2.溴化鋰吸收式制冷主機氣密性要求高，即使少量空氣體泄漏也會影響機組性能，這對機組制造提出了嚴格的要求；
3.當(dāng)濃度過高或溫度過低時，溴化鋰水溶液容易結(jié)晶，因此防止結(jié)晶是溴化鋰主機設(shè)計和運行中必須注意的重要問題 。
根據(jù)能源使用的分類
1.蒸汽型:以蒸汽為驅(qū)動能量 。根據(jù)工作蒸汽的等級，可分為單效和雙效兩種 。單效工作蒸汽的壓力范圍為0.03~0.15MPa(表壓)(0.3 ~ 1.5kgf/cm \'表壓)；雙效工作蒸汽壓力范圍一般為0.4 ~ 0.8 MPa(表壓)(4 ~ 8 kgf/cm \'表壓)，特殊低壓雙效工作蒸汽壓力可低至0.25MPa(表壓)(2.5kg{/cm2表壓) 。
2.直燃式一般使用油氣等可燃物質(zhì)作為燃料 。它不僅可以制冷，還可以供熱(采暖)和衛(wèi)生熱水 。
根據(jù)燃料的不同，直燃式可分為:
(1)燃料類型:燃料類型可燃輕油和重油 。
(2)氣體類型:氣體類型燃料的范圍很廣，包括液化氣、城市煤氣、天然氣等 。
(3)雙燃料型:雙燃料型可以一機使用兩種燃料，分為輕油燃氣型和重油燃氣型 。此外，粉煤和其他可燃廢物也可以作為燃料，使特殊的直燃機組 。
3.熱水型:以熱水為熱源的溴化鋰機組 。通常以工業(yè)余熱、廢熱、地?zé)釤崴⑻柲軣崴疄闊嵩矗礋嵩礈囟确譃閱涡崴秃碗p效熱水型 。單效機組的熱水溫度范圍為85 ~ 140℃，高于140℃的熱水可作為雙效機組的熱源 。
1)熱水型兩級溴化鋰吸收式制冷機當(dāng)熱水進口溫度為120℃，熱水最大溫差為62℃，熱水出口溫度為68℃，冷卻水進出口溫度分別為32℃和38℃，冷水出口溫度為7℃(進口水為12℃) 。
該裝置由發(fā)電機、冷凝器、吸收器、蒸發(fā)器和熱交換器以及相應(yīng)的主要部件如屏蔽泵、真空泵空泵等組成 。其中，吸收器中的稀溶液通過換熱器送入發(fā)生器，被熱水加熱濃縮成濃溶液，同時產(chǎn)生制冷劑蒸汽 。制冷劑蒸汽在冷凝器中冷凝成制冷劑水，其潛熱被冷卻水帶出機器 。
冷媒水進入蒸發(fā)器后，由冷媒泵通過噴嘴噴出 。在高溫空時，冷媒水吸收蒸發(fā)器管內(nèi)冷水的熱量，在低溫時沸騰，再次形成冷媒蒸汽 。同時產(chǎn)生低溫冷水(本機提供的冷源) 。濃縮液經(jīng)過換熱器后直接進入吸收器，通過液體分布器噴灑在吸收器的換熱管上 。濃縮液一方面吸收蒸發(fā)器產(chǎn)生的制冷劑蒸汽，然后變成稀溶液；另一方面，它將吸收制冷劑蒸汽時釋放的熱量傳遞給冷卻水 。
制冷是溴化鋰溶液在機器中稀釋濃縮，再濃縮稀釋，制冷劑水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，再由氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)的循環(huán) 。兩個循環(huán)同時進行，循環(huán)往復(fù) 。換熱器是高低溫溶液之間進行熱交換的裝置，有利于提高機組的熱效率 。
兩級熱水機組有兩個發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器，形成兩個基本分離又相互聯(lián)系的獨立的制冷劑和吸收劑工作循環(huán)系統(tǒng) 。熱水、冷水、冷卻水串聯(lián)在兩個循環(huán)系統(tǒng)之間，熱水、冷水、冷卻水逆流換熱 。
在兩個獨立的循環(huán)中，合理分配制冷量和溫差的比例，選擇溫度、壓力、濃度等參數(shù)，使發(fā)生、冷凝、蒸發(fā)、吸收的過程達到最理想的狀態(tài)，使作為熱源的熱水溫度降得更低 。
2)雙效溴化鋰制冷機，一般為三缸 。主要部件有:高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、冷凝器、吸收器、蒸發(fā)器、高溫換熱器、低溫換熱器、冷凝液再生器、冷卻水冷卻器和發(fā)生器泵、吸收器泵、蒸發(fā)器泵和電氣控制系統(tǒng) 。制冷原理是:吸收器中的稀溶液由發(fā)生器泵分兩路輸送到高溫換熱器和低溫換熱器 。進入高溫換熱器的稀溶液被從高壓發(fā)生器流出的高溫濃溶液加熱，然后進入高壓發(fā)生器 。進入低溫換熱器的稀溶液被從低壓發(fā)生器流出的濃溶液加熱，然后通過冷凝液再生器繼續(xù)升溫，再進入低壓發(fā)生器 。進入高壓發(fā)生器的稀溶液被工作蒸汽加熱，溶液沸騰產(chǎn)生高溫制冷劑蒸汽，進入低壓發(fā)生器 。稀溶液在低壓發(fā)生器中加熱后，通過節(jié)流進入冷凝器，被冷卻冷凝成冷媒水 。進入低壓發(fā)生器的稀溶液被高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高溫制冷劑蒸汽加熱，產(chǎn)生的低溫制冷劑蒸汽直接進入冷凝器，也被冷卻冷凝成制冷劑水 。由高低壓發(fā)生器產(chǎn)生的制冷劑水被合并到冷凝器的集水盤中，混合并被引入蒸發(fā)器 。
高壓發(fā)生器中稀溶液的工作蒸汽不冷凝，通過凝結(jié)水再熱器進入凝結(jié)水管道 。高壓發(fā)生器中的稀溶液被加熱并蒸發(fā)制冷劑蒸汽，從而將濃度提高至濃溶液，然后通過高溫?zé)峤粨Q器引入吸收器 。低壓發(fā)生器中的稀溶液被加熱放出制冷劑蒸汽，制冷劑蒸汽也變成濃溶液，然后通過低溫換熱器進入吸收器 。濃縮液在吸收器中與原溶液混合，形成中等濃度的溶液 。混合溶液被吸收泵吸收，輸送到噴淋系統(tǒng)，噴淋在吸收管簇的外表面，吸收蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的制冷劑蒸汽，再次成為稀溶液，用于下一個循環(huán) 。吸收過程中產(chǎn)生的吸收熱被冷卻水帶出制冷系統(tǒng)，完成了溴化鋰溶液從稀溶液到濃溶液，再回到稀溶液的循環(huán)過程 。即熱壓循環(huán)過程 。
高低壓發(fā)生器產(chǎn)生的制冷劑蒸汽在冷凝器管簇的外表面冷凝，流經(jīng)管簇的冷卻水吸收冷凝過程中產(chǎn)生的冷凝熱并將其帶出制冷系統(tǒng) 。冷凝的制冷劑水通過節(jié)流裝置被收集并噴灑在蒸發(fā)器管束的外表面上 。由于蒸發(fā)器內(nèi)壓力較低，部分冷媒水閃蒸吸收冷媒水的熱量，產(chǎn)生部分制冷效果 。大部分未被蒸發(fā)的冷媒水被蒸發(fā)器泵噴到蒸發(fā)器管簇的外表面，吸收流經(jīng)管簇的冷媒水的熱量，蒸發(fā)成冷媒蒸汽，進入吸收器 。
吸收制冷劑水的熱量降低水溫，從而達到制冷的目的，完成制冷循環(huán) 。中濃度混合溶液噴入吸收器吸收制冷劑蒸汽，使蒸發(fā)器處于低壓狀態(tài) 。在溶液吸收制冷劑蒸汽后，制冷劑蒸汽被壓縮系統(tǒng)再生 。確保制冷過程的循環(huán) 。
4.太陽能式:利用太陽能集熱器獲得的能量加熱溴化鋰機組發(fā)生器中的稀溶液，進行制冷循環(huán) 。該機可分為兩種，一種是利用太陽能集熱器直接加熱發(fā)生器管內(nèi)的稀溶液；另一種是先加熱循環(huán)水，再將熱水送入發(fā)生器加熱溶液 。后一種加熱方式與熱水裝置相同 。
目前更多的是綜合以上分類，如蒸汽單效型、蒸汽雙效型、直燃式冷熱水機組等等 。
此外，還有將上述熱源組合在一起的混合單元 。如蒸汽燃燒混合型、熱水燃燒混合型、蒸汽熱水混合型 。
溴化鋰特性
名稱:溴化鋰
化學(xué)式:LiBr
分子量:86.85
物理性質(zhì):易潮解 。無水物質(zhì)可以通過干燥一水合溴化鋰并失去水來獲得 。
狀態(tài):白色立方晶體或顆粒狀粉末 。
密度:3.64克/立方厘米
熔點:560℃
沸點1265℃
溶解性:溶于水、乙醚和乙醇，溶于甲醇、丙酮、乙二醇等有機溶劑，微溶于吡啶 。熱的溴化鋰溶液可以溶解纖維 。其水溶液具有很強的吸濕性，室溫下飽和溴化鋰水溶液的濃度達到60% 。濃度越高，溫度越低，吸濕性越強 。
化學(xué)性質(zhì):性質(zhì)穩(wěn)定，在大氣中不易變質(zhì)分解 。可與氨或胺形成一系列加成化合物，如一銨溴化物、二銨溴化鋰、三銨溴化鋰、四銨溴化鋰等 。它能與溴化銅、溴化汞、碘化汞、氰化汞和溴化鍶形成可溶性鹽 。溴化鋰在空氣體中對鋼有很強的腐蝕作用，但在真空狀態(tài)下加入緩蝕劑基本不腐蝕金屬 。
毒性:大劑量服用溴化鋰會抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，長期吸入會導(dǎo)致皮疹和中樞神經(jīng)系統(tǒng)紊亂 。
它是一種高效的水蒸氣吸收劑和空空氣濕度調(diào)節(jié)劑 。制冷行業(yè)廣泛用作吸收式制冷劑，有機行業(yè)用作氯化氫脫酸劑和有機纖維膨脹劑 。在醫(yī)學(xué)上用作催眠劑和鎮(zhèn)靜劑 。電池在工業(yè)上用作高能電池和微型電池的電解質(zhì) 。此外，它還用于照相工業(yè)和分析化學(xué) 。
溴化鋰水溶液的性質(zhì)
(1)無色液體，含鹽，無毒 。加入鉻酸鋰后，溶液呈淡黃色 。
(2)溴化鋰在水中的溶解度隨著溫度的降低而降低 。溴化鋰的質(zhì)量濃度不能超過66%，否則在運行中溶液溫度降低時會有晶體析出，破壞冰箱的正常運行 。
(3)水蒸氣的分壓很低，遠低于同溫度下純水的飽和蒸汽壓，因此具有很強的吸濕性 。與液體蒸氣的平衡屬于動態(tài)平衡 。此時，分子穿過液體表面進入蒸氣的速率等于分子從蒸氣返回液體的速率 。由于溴化鋰溶液中溴化鋰分子對水分子的吸引力強于水分子之間的吸引力，且單位液體體積中由于溴化鋰分子的存在，水分子的數(shù)量減少，所以在相同溫度下，液體表面單位蒸氣體積中水分子的數(shù)量比純水表面少 。由于溴化鋰的沸點較高，在所采用的溫度范圍內(nèi)不會揮發(fā)，所以與溶液平衡的蒸氣的總壓力等于水蒸氣的壓力 。可以看出，溫度相等時，溴化鋰溶液表面的水蒸氣分壓小于純水的飽和蒸氣壓，濃度越高或溫度越低，水蒸氣分壓越低 。濃度為50%，溫度為25℃時，飽和蒸汽壓為0.85kPa，而相同溫度下水的飽和蒸汽壓為3.167kPa 。如果水的飽和蒸汽壓大于0.85kPa，比如壓力為1kPa(相當(dāng)于7℃的飽和溫度)，上述溴化鋰溶液就有吸收它的能力，也就是說溴化鋰水溶液有吸收溫度比它低的水蒸氣的能力，這就是溴化鋰吸收式制冷機的機理之一 。同樣，如果壓力相同，溶液的飽和溫度必然大于水的飽和溫度，溶液產(chǎn)生的水蒸氣始終處于過熱狀態(tài) 。
(4)密度高于水的密度，并隨溶液的濃度和溫度而變化 。
(5)比熱容小 。當(dāng)溫度為150℃，濃度為55%時，其比熱容約為2kj/(kg·k)，這意味著在發(fā)生過程中加到溶液中的熱量相對較少，水的蒸發(fā)潛熱相對較大的特性會使機組具有較高的熱力學(xué)系數(shù) 。
(6)粘度高 。
(7)表面張力大 。
(8)溴化鋰水溶液的導(dǎo)熱系數(shù)隨著濃度的增大而減小，隨著溫度的升高而增大 。
(9)對黑色金屬和紫銅有很強的腐蝕性，尤其是在空氣體存在的情況下 。腐蝕產(chǎn)生的不凝性氣體對設(shè)備制冷量影響很大 。
以溴化鋰水溶液為工質(zhì)對的吸收式制冷系統(tǒng)的主要缺點是:熱效率低，冷卻水消耗量大，對設(shè)備的密封性要求高，有一定的腐蝕性 。但由于它可以直接利用低參數(shù)熱源作為動力，是一種理想的利用太陽能低品位熱源的制冷裝置 。整個機組除了小功率的屏蔽泵外沒有其他運動部件，運行安靜，運行時基本沒有噪音和振動；溴化鋰~水作為工質(zhì)對，無毒無味，有利于符合環(huán)保要求 。冰箱在true 空狀態(tài)下運行，不存在高壓爆炸的危險；制冷量可大范圍調(diào)節(jié)，制冷量可在20% ~ 100%負荷范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié) 。對外界條件的變化有很強的適應(yīng)性，在加熱蒸汽壓力0.2 ~ 0.8 MPa(表壓)、冷卻水溫度20 ~ 35℃、冷卻水出口溫度5 ~ 15℃范圍內(nèi)能穩(wěn)定運行 。該機組結(jié)構(gòu)簡單，對安裝基礎(chǔ)要求低，不需要特殊的機器底座；體積小，節(jié)省土地，易于生產(chǎn)管理，維護成本低；手術(shù)非常安全 。
以溴化鋰溶液為工質(zhì)制備低溫冷凍水，可作為空調(diào)制系統(tǒng)和工藝流程中的冷源 。可廣泛應(yīng)用于紡織、化工、電子、食品等工礦企業(yè) 。，以及酒店、劇院、醫(yī)院、樓宇等場合 。
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