溴化锂吸收式机组介绍
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溴化锂吸收式机组介绍
一、制冷基础知识
电制冷与溴化锂吸收式制冷的不同
二、溴化锂吸收式制冷机的特点
在当前制冷、空调设备突飞猛进的发展过程中,溴化锂吸收式制冷机组。以其显著的优点,成为发展速度最快的一种主机设备。它具备以下的几种优缺点。
1、优点
1)耗电量小。用热能作为动力,只需极小的电能就能正常工作。
2)对大气无污染,符合环保要求。制冷工质为溴化锂溶液,制冷机在真空状态下运行,无臭、无毒、无爆炸危险、不破坏大气层,安全可靠。
3)噪音低、振动小、运行平稳。整个制冷机除屏蔽泵外,没有别的运动部件,特别适合用于医院、写字楼、宾馆等场所。
4)调节范围宽。在外界条件发生变化时,可在10%-100%范围内进行冷量的无级调节。
5)机组安装要求低。因机组运行时振动极小,故不需要特殊的基础,可安装在中间楼层或屋顶,也可安装在室外。
6)维护保养方便。由于机组主要由换热器组成,维护保养的主要工作就是维持机组内的真空度。
7)直燃机可实现一机多用。更加适合城市对烟气排放的要求
2、缺点
1)腐蚀性强。在有空气的情况下,溴化锂溶液对金属具有较强的腐蚀性。这不仅影响机组的寿命,而且直接影响机组的性能和正常运行。
2)冷却水耗量大。由于溴化锂溶液吸收冷剂蒸汽是放热过程,冷剂蒸汽的冷凝和吸收都需要冷却,因此冷却负荷较大。
3)体积较大。溴冷机基本上是由多个换热器组成,所以占据空间较多。
4)不能制取低温。由于用水做制冷剂,不能制取0℃以下的低温。
三、溴化锂吸收式机组工作原理
3.1溴冷机组型式
溴化锂吸收式制冷按使用能源可分为:
1、蒸汽型使用蒸汽作为能源。根据做工蒸汽品味高低,还可以分为:单效和双效;
单效的工作压力范围为0.03~0.15MPa(表压)
双效的工作压力范围为0.4MPa,0.6MPa,0.8MPa(表压)
2、直燃型一般以油、气等可燃物质为燃料或空气源热泵。不仅夏天能制冷,而且冬天可以供热及提供生活用卫生热水。
3、热水型使用热水为热源的溴化锂机组。通常以工业余热、废热、地热
热水、太阳能热水为热源,根据热源温度可分为单效热水和双效热水型。
此外,还可以将以上热源联合使用的混合性机组,如蒸汽——直燃混合型,热水——直燃混合型,蒸汽——热水混合型。
下图所示的是基本溴化锂制冷机制冷循环原理,其工作过程有发生、冷凝、蒸发、吸收四个过程。因此其主要结构由发生器、冷凝器、吸收器、蒸发器四部分组成。
在发生器中,稀溶液被驱动热源加热,温度升高,并在一定的压力下沸腾,使水从溴化锂溶液中分离出来,成为冷剂蒸汽,溶液则被浓缩。这一过程称为发生过程。
发生器中产生的冷剂蒸汽进入冷凝器,被冷凝器中的冷却水冷却成为冷剂水。这一过程称为冷凝过程。
冷剂水经节流后进入蒸发器,吸收冷媒水的热量而蒸发,形成冷剂蒸汽,使冷媒水的温度降低,从而达到制冷的目的。这一过程称为蒸发过程。
蒸发器中的冷剂蒸汽进入吸收器,同时由发生器来的浓溶液进入吸收器中,吸收冷剂蒸汽而变成稀溶液,热量则由冷却水带走。这一过程称为吸收过程。
吸收器中的稀溶液由泵输送到发生器中,这样,制冷机便完成了一个制冷循环。
A、直燃型原理图
B、蒸汽型原理图
C、热水型原理图
溴冷机单效、双效区别
1、单效机组:稀溶液加热浓缩一次,形成的冷剂蒸汽不利用,直接送入冷凝器冷凝;
2、双效机组:稀溶液加热浓缩两次,第一次浓缩产生的冷剂蒸汽作为第二次浓缩的热源,利用后再送入冷凝器冷凝;
溴化锂溶液基础理论
在吸收式机组中完成吸收式循环的工质,通常是由两种沸点不同的物质所组成的二元溶液,其中低沸点的组分(又称易挥发组分)做制冷剂,高沸点的组分(又称难挥发组分)作吸收剂。一般又将制冷剂和吸收剂统称为“工质对”。常用的工质对有溴化锂水溶液和氨水溶液。溴化锂水溶液就是溴化锂吸收式机组中的工质对,其中水是制冷剂,溴化锂水溶液是吸收剂。
1、溴化锂溶液的物理性质
1.1 一般性质
溴化锂LiBr 是由碱金属元素锂Li和卤族元素溴Br两种元素组成,其一般性质和食盐大体类似,属于强碱弱酸盐(PH=9≈10.5),是一种稳定的物质,在大气中不变质、不挥发、极易溶解于水、不分解。常温下是无色粒状晶体,无毒、无臭、有咸苦味。
1.2 溶解度
物质的溶解度通常用在某一温度下100g溶剂中所能溶解的该物质的最大质量来表示。溴化锂极易溶于水,20℃时食盐的溶解度只有35.9g,而溴化锂的溶解度是其3倍左右。
1.3 密度
溴化锂溶液的密度比水大,当温度一定时,随着质量分数增大,其密度增大;如质量分数一定,则随着温度的升高,其密度减小。
1.4 质量定压热容
溴化锂溶液的质量定压热容就是在压力不变的条件下,单位质量溶液温度升高(或降低)1℃时所吸收(或放出)的热量。在溴化锂吸收式机组实际使用的质量分数范围内,溴化锂溶液的质量定压热容仅为1.68~2.51kj/(kg·K)[0.4~0.6kcal/(kg·℃)],比水小得多。这一点有利于提高吸收式机组的效率。因为溶液的质量低压热容小,在发生过程中加热溶液到沸腾所需的热量就较少,在吸收过程中冷却溶液所放出的热量的也较小。
1.5 溴化锂溶液的腐蚀性
溴化锂溶液对金属的腐蚀性表现为如下化学反应:
Fe+H
2O+0.5O
2
→Fe(OH)
2
Fe(OH)
2 +0.5 H
2
O+ 0.25O
2
→Fe(OH)
3
4Fe(OH)
2 →Fe
3
O
4
+Fe+ 4 H
2
O
2Cu+0.5O
2 →Cu
2
O
2Cu+2H
2O+0.5O
2
→2Cu(OH)
2
这些反应式主要以电化学途径进行,在氧的作用下,金属铁和铜在通常呈碱性的溴化锂溶液中被氧化,失去2个或3个电子,生成铁和铜的氢氧化物,最有形成腐蚀的产物,如四氧化三铁等,铁和铜被氧化失去的电子与溶液中的氢离子(H+)结合,生成不凝性气体氢气(H2)。
1.6 溴化锂溶液对金属材料腐蚀的几个因素:
(1)溶液的质量分数:在常压下,稀溶液中氧的溶解度比浓溶液的大,随着溴化锂质量分数的减小,腐蚀加剧;
(2)溶液的温度:当温度低于165OC时,温度对腐蚀的影响不大;而当温度超过165OC的时候,无论是碳刚或紫铜,腐蚀率急剧增大;
(3)溶液的碱度:溶液呈酸性时,对金属材料的腐蚀十分严重,故一般溶液呈碱性;
总结:由于溴化锂对人体和环境无害、极易溶于水,溴化锂溶液沸点高(沸点高达1265℃,在溶液沸腾时所产生的蒸汽中没有溴化锂的成分)、吸水性强、性能稳定。其缺点是对金属有腐蚀性,会出现结晶现象。因此,溴化锂水溶液是目前吸收式机组中应用最为广泛的工质对。
溴化锂溶液的腐蚀性