吸收式制冷原理,單效溴冷機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理
吸收式制冷是以熱能為驅(qū)動(dòng)能源,利用工質(zhì)對(duì)(吸收劑-制冷劑)的吸收和解吸特性實(shí)現(xiàn)制冷劑的循環(huán)。
一、吸收式制冷原理
吸收式制冷的核心是借助吸收劑濃溶液對(duì)制冷劑蒸氣的吸收與釋放,引發(fā)物質(zhì)狀態(tài)變化,伴隨吸熱和放熱過程來制取冷量。
吸收式制冷的基本原理,制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱蒸發(fā)時(shí)制冷,到吸收器中被吸收劑吸收,再到發(fā)生器中受到外部加熱,因沸點(diǎn)不同而解吸分離,分離出來的制冷劑蒸汽繼續(xù)制冷循環(huán)。
吸收式制冷常見的工質(zhì)對(duì)有溴化鋰(LiBr高沸點(diǎn)吸收劑)-水(H?O低沸點(diǎn)制冷劑)、氨(NH3低沸點(diǎn)制冷劑)-水(H2O高沸點(diǎn)吸收劑),前者是空調(diào)系統(tǒng)常用的工質(zhì)對(duì),后者適用于低溫制冷場景。
吸收式制冷相比于壓縮式制冷,以熱能驅(qū)動(dòng)的(吸收器-發(fā)生器)替代以電能驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī),其中吸收器的吸收過程如同壓縮機(jī)的吸氣過程,發(fā)生器的解吸過程如同壓縮機(jī)的排氣過程。
二、單效溴冷機(jī)系統(tǒng)
單效溴冷機(jī)系統(tǒng)由一套發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器以及節(jié)流裝置、換熱器、冷劑泵、溶液泵等組成,通入蒸汽加熱,以“熱”驅(qū)動(dòng)吸收式制冷循環(huán)。
單效溴冷機(jī)系統(tǒng)的工質(zhì)對(duì)為溴化鋰(LiBr ,高沸點(diǎn)吸收劑)和水(H?O ,低沸點(diǎn)制冷劑),工作流程如下:
1、發(fā)生器
將蒸汽通入發(fā)生器,加熱吸收了冷劑水的溴化鋰稀溶液,溶液中的水因沸點(diǎn)低先汽化,形成制冷劑水蒸氣,溴化鋰稀溶液因水分減少變濃,濃溶液(LiBr)經(jīng)溶液熱交換器換熱降溫后前往吸收器,分離出來的制冷劑水蒸氣(H2O)前往冷凝器。
2、冷凝器
發(fā)生器產(chǎn)生的制冷劑水蒸氣(H2O)進(jìn)入冷凝器,被冷卻水冷卻,放熱冷凝為液態(tài)的冷劑水,放出的熱量換熱給冷卻水帶走,冷劑水前往節(jié)流裝置。
3、U型節(jié)流
來自冷凝器的液態(tài)冷劑水(H2O)流經(jīng)經(jīng)U形管,產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng),壓力、溫度降低后進(jìn)入蒸發(fā)器,為后續(xù)在低壓下蒸發(fā)創(chuàng)造條件。
4、蒸發(fā)器
低溫低壓的冷劑水(H2O)進(jìn)入蒸發(fā)器,在低壓下吸熱蒸發(fā),迅速汽化為低溫低壓的冷劑水蒸氣。吸收的熱量通過換熱取自冷凍水,冷凍水降溫后送往用戶制冷。冷劑泵保障冷劑水循環(huán)。冷劑泵抽取蒸發(fā)器水盤內(nèi)未完全蒸發(fā)的冷劑水,加壓后送至蒸發(fā)器上部二次噴淋,使冷劑水在蒸發(fā)器內(nèi)不斷循環(huán),保證制冷過程連續(xù)。
5、吸收器
來自蒸發(fā)器的制冷劑水蒸氣(H2O),在吸收器內(nèi)被來自發(fā)生器的濃溴化鋰溶液(LiBr)吸收。濃溶液因吸水變稀,同時(shí)吸收過程釋放的熱量與冷卻水換熱后帶走。稀溶液經(jīng)溶液泵、熱交換器送回發(fā)生器,完成一個(gè)完整的吸收式制冷循環(huán)。
6、溶液熱交換器
實(shí)現(xiàn)發(fā)生器流出的濃溶液與吸收器流出的稀溶液間的熱量交換,濃溶液被預(yù)冷后送往吸收器(降溫后有利于后續(xù)的放熱吸收),稀溶液被預(yù)熱后送往發(fā)生器(升溫后有利于后續(xù)的加熱解吸),提升能源的利用效率,從而降低制冷過程的能耗。
整個(gè)循環(huán)依靠各部件協(xié)同,利用溴化鋰溶液對(duì)水的吸收和解吸特性,實(shí)現(xiàn)熱能到冷量的轉(zhuǎn)換,完成制冷任務(wù)。