吸收式制冷原理,單效溴冷機系統結構及工作原理
吸收式制冷是以熱能為驅動能源,利用工質對(吸收劑-制冷劑)的吸收和解吸特性實現制冷劑的循環。
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制冷劑蒸氣的吸收與釋放,引發物質狀態變化,伴隨吸熱和放熱過程來制取冷量。
吸收式制冷的基本原理,制冷劑在蒸發器內吸熱蒸發時制冷,到吸收器中被吸收劑吸收,再到發生器中受到外部加熱,因沸點不同而解吸分離,分離出來的制冷劑蒸汽繼續制冷循環。
吸收式制冷常見的工質對有溴化鋰(LiBr高沸點吸收劑)-水(H?O低沸點制冷劑)、氨(NH3低沸點制冷劑)-水(H2O高沸點吸收劑),前者是空調系統常用的工質對,后者適用于低溫制冷場景。
吸收式制冷相比于壓縮式制冷,以熱能驅動的(吸收器-發生器)替代以電能驅動的壓縮機,其中吸收器的吸收過程如同壓縮機的吸氣過程,發生器的解吸過程如同壓縮機的排氣過程。
二、單效溴冷機系統
單效溴冷機系統由一套發生器、冷凝器、蒸發器、吸收器以及節流裝置、換熱器、冷劑泵、溶液泵等組成,通入蒸汽加熱,以“熱”驅動吸收式制冷循環。
單效溴冷機系統的工質對為溴化鋰(LiBr ,高沸點吸收劑)和水(H?O ,低沸點制冷劑),工作流程如下:
1、發生器
將蒸汽通入發生器,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
發生器產生的制冷劑水蒸氣(H2O)進入冷凝器,被冷卻水冷卻,放熱冷凝為液態的冷劑水,放出的熱量換熱給冷卻水帶走,冷劑水前往節流裝置。
3、U型節流
來自冷凝器的液態冷劑水(H2O)流經經U形管,產生節流效應,壓力、溫度降低后進入蒸發器,為后續在低壓下蒸發創造條件。
4、蒸發器
低溫低壓的冷劑水(H2O)進入蒸發器,在低壓下吸熱蒸發,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。冷劑泵抽取蒸發器水盤內未完全蒸發的冷劑水,加壓后送至蒸發器上部二次噴淋,使冷劑水在蒸發器內不斷循環,保證制冷過程連續。
5、吸收器
來自蒸發器的制冷劑水蒸氣(H2O),在吸收器內被來自發生器的濃溴化鋰溶液(LiBr)吸收。濃溶液因吸水變稀,同時吸收過程釋放的熱量與冷卻水換熱后帶走。稀溶液經溶液泵、熱交換器送回發生器,完成一個完整的吸收式制冷循環。
6、溶液熱交換器
實現發生器流出的濃溶液與吸收器流出的稀溶液間的熱量交換,濃溶液被預冷后送往吸收器(降溫后有利于后續的放熱吸收),稀溶液被預熱后送往發生器(升溫后有利于后續的加熱解吸),提升能源的利用效率,從而降低制冷過程的能耗。
整個循環依靠各部件協同,利用溴化鋰溶液對水的吸收和解吸特性,實現熱能到冷量的轉換,完成制冷任務。