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第一章 溴冷机的工作原理
一、吸收式制冷技术
图1－1　吸收式制冷机原理图
图1－1表示吸收式制冷的工作原理。吸收式制冷机由发生器1、冷凝器2、蒸发器3、冷剂泵4、溶液泵5、吸收器6及溶液热交换器7等部件组成。工作介质除制取冷量的制冷剂外，还有吸收、解吸制冷剂的吸收剂，二者组成工质对。在发生器中工质对被加热介质加热，解吸出制冷剂蒸汽。制冷剂蒸汽在冷凝器中被冷凝冷却成液体，然后降压进入蒸发器吸热蒸发，产生制冷效应。蒸发产生的制冷剂蒸汽进入吸收器，被来自发生器的工质对吸收，再由溶液泵加压后送入发生器，如此循环不息制取冷量。为提高机组的热效率，设有溶液热交换器；为增强蒸发器的传热效果设有冷剂泵。由于它是利用工质对的质量分数(浓度)变化，完成制冷剂的循环，因而被称为吸收式制冷。目前常用的吸收式制冷有氨水吸收式与溴化锂水溶液吸收式两种。而应用最广泛的是以水为制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂，以制取5℃以上冷水为目的的溴化锂吸收式冷水机组。
二、溴化锂吸收式制冷机的一般特点
1、主要优点
1）利用热能为动力，不但能源利用范围广，而且具有两个重要特点：①能利用低势热能(余热、废热)，使溴化锂吸收式制冷机可以大量节约能耗；②以热能为动力，溴化锂吸收式制冷机比利用电能为动力的压缩式制冷机可以明显节约电耗。以一台3500KW的制冷机为例，压缩式制冷机耗电约600KW，而溴化锂吸收式制冷机仅耗电10多KW。在电力比较紧缺的地区，使用这种机型有着现实意义。

2）运转安静，整个机组除功率较小的屏蔽泵外，无其他运动部件，噪声值仅75－80dB(A)。
3）以溴化锂水溶液为工质，无臭、无毒，有利于满足环保要求。特别是蒙特利尔协议书签订后，国际止禁用氟氯烃化合物，迫切要求寻找代用工质。除对新工质的开发研究外，对不含氟氯烃化合物的溴化锂水溶液的发展更加重视。
4）制冷机在真空状态下运行，无高压爆炸危险，安全可靠。
5）制冷量调节范围广。在20－100%的负荷内可进行冷量的无级调节，并且随着负荷的变化调节溶液循环量，有着优良的调节特性。
6）对安装基础的要求低。无需特殊的机座，可安装在室内、室外，甚至地下室、屋顶上。
2、主要缺点
1）腐蚀性强。溴化锂水溶液对普通碳钢有较强的腐蚀性，不仅影响到机组的性能与正常运行，而且影响到机组的寿命。因此对所用材料有较高的抗腐蚀性要求。
2）对气密性的要求高。实践证明，即使漏入微量的空气也会影响机组的性能。这就对制造有严格的要求。
三、蒸汽型溴冷机的工作原理
1）制冷循环
图1－2　蒸汽双效H型溴化锂吸收式机组流程图
如图1－2所示。溶液泵将吸收器中的稀溶液抽出，经低温热交换器、凝水热回收器、高温热交换器和高发辅助发生器换热升温后进入高压发生器，在高压发生器中被高温工作蒸汽继续加热，浓缩成中间溶液，同时产生高温冷剂蒸汽。中间溶液流经高温热交换器传热管间，加热管内流向高压发生器的稀溶液后，温度降低，进入低压发生器，在低压发生器中被来自高压发生器的高温冷剂蒸汽再次加热，分离出低温冷剂蒸汽，浓缩成浓溶液。浓溶液流经低温热交换器传热管间，加热管内稀溶液，温度降低后回到吸收器。高压发生器产生的高温冷剂蒸汽在低发传热管内因加热管外的中间溶液而冷凝成冷剂水，经节流后进入冷凝器，低压发生器中产生的冷剂蒸汽也进入冷凝器内，被流经冷凝器传热管内的冷却水冷凝成冷剂水，热量被带入大气中。上述两股冷剂水经U形管节流后进入闪发箱，一部分冷剂水汽化成冷剂蒸汽，流入吸收器底部的再吸收箱，而另一部分冷剂水则降温成低温冷剂水后流入蒸发器中的液囊。进入蒸发器液囊中的冷剂水被冷剂泵抽出淋激在蒸发器传热管表面，吸收流经传热管内冷水的热量而沸腾蒸发，成为冷剂蒸汽。产生的冷剂蒸汽进入吸收器，被回到吸收
器中的浓溶液吸收。冷水则在热量被冷剂水带走后温度降低，流出机组，返回用户系统。浓溶液在吸收了冷剂蒸汽后，浓度降低，成为稀溶液，流经再吸收箱吸收闪发箱中产生的冷剂蒸汽后被溶液泵再次送往高、低压发生器加热浓缩。这个过程不断循环进行，蒸发器就连续
图1－2　蒸汽双效H型溴化锂吸收式机组流程图
不断地制取所要求温度的冷水。
2）几种不同的流体
从图1－2可知，在H型蒸汽双效机组中包含了浓溶液、稀溶液、中间溶液、冷剂水、高低温冷剂蒸汽、高温蒸汽、凝结水、冷媒水、冷却水等流体。

3）不同流体的循环过程
流体在机组中流动路径为：
a、稀溶液：吸收器→液囊溶液泵→低温热交换器→凝结水热回收器→高温热交换器→高压辅助发生器→高压发生器。
b、中间溶液：高压发生器→高温热交换器→低压发生器
c、浓溶液：低压发生器→低温热交换器→吸收器
d、从高发来的冷剂蒸汽：高压发生器→低压发生器→冷凝器
　 从低发来的冷剂蒸汽：低压发生器→冷凝器
e、冷剂水：d中产生的冷剂水冷剂蒸汽被冷却水冷凝冷却变成冷剂水→U形管→
闪发箱→蒸发器底部（降温后的冷剂水）→冷剂泵→蒸发器上部进行淋激
吸收器底部的吸收箱（冷剂水降压汽化生成的冷剂蒸汽）
f、工作蒸汽：锅炉房→高压发生器→形成蒸汽凝结水
g、凝结水：高压发生器→高压辅助发生器(部分闪发生成的高温蒸汽)→凝结水热回收器→凝结水回收装置→锅炉房
h、冷却水：冷却水池→冷却水泵→冷凝器、左右吸收器→冷却塔→冷却水池
i、冷媒水：外部冷水池→冷水泵→蒸发器→外部以水池
四、机组名义工况及工作范围
机组名义工况： 见机组铭牌。
机组允许使用范围：
冷水出口温度(t)范围 名义工况温度减2℃ £ t £ 名义工况温度加3℃
冷却水进口温度(t)范围 18℃ £ t £ 34℃
饱和工作蒸汽压力 不大于额定工作蒸汽压力加0.05MPa
过热蒸汽允许范围 蒸汽最高温度不大于180℃
电源电压允许范围 380V AC ± 10%
四、溴冷机的基本结构
溴化锂吸收式制冷机组的制冷功能是由发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器四个主要部件共同完成的，其它热交换器的设置中是为了提高机组的效率，同时配以一些辅机、辅件，如屏蔽泵、真空泵和专用阀门等。其主要部件的功能见表1-3所示。
部件名称
部件的功能
1)蒸发器
冷剂水在其中蒸发，吸收冷水的热量，使冷水降温
2)吸收器
浓溶液在其中吸收冷剂蒸汽以保持蒸发压力、溶液稀释，用冷却水散热
3)高压发生器
驱动热源在其中直接加热溶液使之浓缩，并产生高温冷剂蒸汽
4)低压发生器
来自高压发生器的冷剂蒸汽在其中加热溶液使之浓缩，并产生低温冷剂蒸汽
5)冷凝器
使溶液浓缩时生成的冷剂蒸汽凝结，为保持冷凝压力用冷却水散热
6)高发辅助发生器
利用工作蒸汽凝水闪发产生的部分高温蒸汽与稀溶液进行热交换
7)高温溶液热交换器
稀溶液和温度较高的中间溶液在其中进行热交换
8)低温溶液热交换器
稀溶液和温度较低的浓溶液在其中进行热交换
9)凝水换热器
来自高压发生器的驱动热源蒸汽凝水和稀溶液在其中进行热交换
10)溶液泵和冷剂泵
溶液泵将稀溶液送往发生器，冷剂泵使冷剂水在蒸发器管束上喷淋
11)抽气装置
抽除机组内的不凝性气体
表1-3 蒸汽双效型溴化锂吸收式制冷机组的主要部件