单效溴化锂吸收式制冷机的工作原理解析

溴化锂吸收式制冷机可以获得0℃以上的冷量，主要用于大型空调系统作为冷源。单效溴化锂吸收式制冷装置的流程如图9－26所示（图中双点划线为虚设的分界线）。从图9－26中可以看到，这种制冷机的主要设备是由发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器等换热器组成。由管道将它们联接成封闭系统后构成了两个循环回路，即左侧的制冷循环和右侧的溶液循环。

右侧的溶液循环，主要由发生器、吸收器、溶液泵和溶液热交换器组成。3—4为稀溶液在发生器中的加热过程。溴化锂稀溶液在发生器中被热媒加热而沸腾（消耗热能作为补偿），稀溶液中的制冷剂（水）受热后由液态转变为高压过热蒸气而离开发生器，溶液中由于作为溶剂的水被气化，使溶液由稀溶液转变为浓溶液。4—5为浓溶液在热交换器中的预冷过程。离开发生器的高温浓溶液流经溶液热交换器，与低温的稀溶液通过间壁传热，浓溶液放出热量后降温（预冷）。5—6为浓溶液的节流过程。浓溶液经过节流降压后进入吸收器。6—1为浓溶液在吸收器中的吸收过程。在吸收器中具有强吸收能力的浓溶液，吸收来自蒸发器的低压水蒸气，由于溶剂质量的增加而被稀释成稀溶液。稀溶液被溶液泵吸入并升高其压力，当它流经溶液热交换器时被浓溶液加热而升温（预热），然后再进入发生器。溶液热交换器的作用就是让高温的浓溶液和低温的稀溶液在其中进行换热，前者被预冷后进入低温的吸收器，后者被预热后进入高温的发生器，这样可以降低发生器的加热负荷，以及吸收器的冷却负荷，相当于一个节能器，对于提高整体的效率具有一定的积极意义。1—2为泵的加压过程。将来自吸收器的稀溶液由蒸发压力p0下的饱和液变为冷凝压力pk下的再冷液。2—3为再冷状态稀溶液在热交换器中的预热过程。

图9－26　单效溴化锂吸收式制冷装置流程

左侧的制冷剂循环，主要由冷凝器、节流阀和蒸发器组成。7—8为制冷剂水蒸气在冷凝器内的冷凝过程，其冷凝压力为pk。在发生器中气化产生的高压过热蒸汽进入冷凝器，受到冷却介质的冷却，先冷却至饱和状态，然后液化成饱和水。8—9为制冷剂水的节流过程。当制冷剂水经过节流阀时降到低压，其状态变为湿蒸气，即少量饱和蒸汽和大部分是饱和液的两相混合流体。9—10为制冷剂水在蒸发器内的蒸发过程，其蒸发压力为p0。其中饱和状态的水在蒸发器中吸热气化而产生冷效应，使得被冷却对象降温。蒸发器中形成的水蒸气进入吸收器再度被浓溶液吸收。

将溴化锂吸收式制冷机和蒸汽压缩机进行比较，就能显而易见地找到它们之间的共同点。分界线左侧的三个设备与蒸汽压缩式制冷机中除压缩以外的三个设备是相同的。分界线右侧的设备构成的溶液循环，正是起到了蒸汽压缩式制冷机中压缩机的作用，它吸走蒸发器中产生的制冷剂蒸汽，使蒸发器中维持在低压状态，使得液态制冷剂得以在低压低温下吸热气化而制冷；同时它又向冷凝器排出高压的过热蒸汽，使冷凝器中保持在高压状态，使得气态制冷剂得以在高温下向冷却介质放出热量而液化。

溴化锂吸收式制冷机的工质对是溴化锂作为吸收剂，水作为制冷剂，溶液循环中二者成溶液状态。溴化锂是一种化学性质稳定的物质，而且对于人体无毒无害，是一种较为理想的吸收剂。它的主要性质如下：

化学式　　　　　LiBr

分子质量　　　　86.856

成分　　　　　　Li7.99％，Br92.01％(www.xing528.com)

外观　　　　　　无色结晶粒

密度　　　　　　3.464g/cm3（25℃）

熔点　　　　　　549℃

沸点　　　　　　1265℃

溴化锂具有极强的吸水性，在水中的溶解度也很大，由图9－27的曲线可见，常温（20℃）下其饱和溶液的浓度可达60％左右。溴化锂溶解度曲线还表示出，随着溶液中水分的减少或是溶液温度的降低，则由于浓度的变化，将分别有含1、2、3、5结晶水的LiBr折出，因此对于溴化锂吸收式制冷机的运行管理，必须充分了解溴化锂水溶液的工作温度和浓度范围的关系，要防止结晶析出。

图9－27　溴化锂溶解度曲线

溴化锂水溶液对一般金属有腐蚀性。腐蚀对于运行管理是一个极重要的问题，通常必须采取缓蚀措施。

溴化锂的沸点1265℃，远远高于水的沸点100℃，两者的沸点相差很大，因此溶液在发生器中被加热而沸腾时只有纯净的水蒸气发生，是制冷剂（水）纯物质，无需蒸汽精馏设备，所以系统比较简单，热力系数也比较高。