影响溴化锂机组制冷量因素的探讨

周森 刘秀 于东海

【摘要】本文以溴化锂机组制冷工作原理为基础，着重分析了影响溴化锂机组制冷量的主要原因，以实际为出发点对溴化锂吸收式制冷机的节能措施进行了探讨。

【关键词】溴化锂；制冷量；下降

一、前言

溴化锂制冷机是以流体基本状态参数的变化和物质的传热传质过程理论为基础，利用溴化锂二元溶液的特性及其热力状态变化规律进行制冷循环的。它对机组真空度要求很高，本文就影响溴化锂机组制冷量因素进行了探讨。

二、溴化锂吸收式冷水机组的原理

溴化锂吸收式制冷机究其本质而言主要是通过水相态的改变以及溴化锂溶液本身浓度的改变达到循环制冷的目的，工作介质首先在发生器内被加热，在此过程当中冷剂蒸汽将被分离并进一步的在冷凝器当中凝结成为液体，最后经过节流器后进入到蒸发器蒸发实现制冷，冷剂蒸汽则被吸收器内的来自于发生器的另一部分溴化锂溶液吸收并经溶液泵送回至发生器循环上述过程。由此，溴化锂吸收式制冷机的工作过程可以分为以下四个部分：发生过程、冷凝过程、蒸发过程和吸收过程，对应于这样四个过程的主要部件则包括发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换机以及抽气装置和节流装置等。

蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组是一种以饱和蒸汽为热源（工作蒸汽），水为制冷剂，溴化锂水溶液为吸收剂，在真空状态下制取空气调节和工艺用冷水的设备。机组由高压发生器（简称高发）、低压发生器（简称低发）、冷凝器、蒸发器、吸收器和高温热交换器、低温热交换器、凝水热交换器等主要部件及抽气装置、熔晶管、屏蔽泵（溶液泵和冷剂泵）等辅助部分组成。

溶液泵将吸收器中的稀溶液抽出，经低温热交换器、凝水热交换器、高温热交换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在此加热，分离出冷剂蒸汽，浓缩成浓溶液。浓溶液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再低发传热管内因加热管外的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，热量被冷却水带入大气中，两股冷剂水经U型管节流后进入蒸发器，在蒸发器内闪发降温后流入蒸发器冷剂水盘。进入蒸发器水盘中的冷剂水被冷剂泵抽出喷淋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。产生的冷寂蒸汽进入吸收器，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。

三、影响溴化锂机组制冷量的主要原因

1、真空度的影响

（一）、机组气密性对真空度的影响

影响机组气密性的因素有：密封性焊缝；换热管的胀接；阀门、泵、视镜密封处泄漏。溴化锂制冷机组要求真空度在100Pa以下，保证制冷剂的蒸发。真空度越高，制冷能力越强。

（二）、溴化锂溶液对真空度的影响

溴化锂溶液pH值一般要求在9.0～10.5的范围，机组运行后，溶液的碱度会随运行时间的延长而增大，机组的气密性越差，碱度增大越快，碱度太高，就会引起碱性腐蚀，造成机组气密性进一步下降。铁和铜在碱性条件下的溴化锂溶液中，与氧结合生成氢氧化物，同时铁和铜被氧化失去电子，还可能与H结合生成不凝性气体氢气，影响溴冷机的真空度。

2、表面活性剂辛醇的影响

为提高热交换器的热质交换效果溶液中添加表面活性剂辛醇，用来降低溶液表面张力，溶液蒸汽分压降低，传质推动力将增大，增强了溶液和水蒸气的结合能力，资料表明，添加质量分数为0.1%～0.3%辛醇，制冷量约提高10%～15%。

3、循环冷却水的影响

循环冷却水与机组的换热效果对机组制冷量影响很大，提高冷却水冷却效果可以提高机组制冷量。由于循环冷却水为开式循环，可能导致传热铜管结甚至堵塞，将严重影响机组性能，造成吸收器、冷凝器温度过高，机组制冷量下降。

4、冷剂水的影响

冷剂水污染大大降低蒸发器内冷剂水蒸气分压，从而影响机组的制冷力。

5、热水的影响

热水是热水型溴化锂制冷机的动力来源，热水的压力、温度、以及压力稳定程度都对制冷机造成影响。在其他条件不变时，机组的制冷量随着热水温度的升高而增大。相反温度下降制冷量下降。通常热水进口温度约为95℃～110℃。

6、机组腐蚀

机组热交换器的换热管腐蚀穿孔，造成稀、浓溶液窜漏。高、低压发生器铜管破裂，造成机组停机和冷剂水污染。冷剂水二次喷啉喷头、吸收器浓溶液分布板的小孔堵塞率增加，影响吸收效果，也是降低溴化锂制冷量的的原因之一。

四、溴化锂吸收式制冷机的节能措施

1、提高热交换器的传热效率

（一）、采用高效传热管

吸收式制冷机为各种热交换器的集台体，其热效率与热交换器所采用的传热管的性能直接相关。推广使用各种高效传热管的蒸发器、吸收器、冷凝器与使用一般的平滑管相比，传热性能约提高1.5～2倍，并可使换热器外形尺寸减小，从而也可减少散热损失。

（二）、对发生器进行表面处理

在高压发生器中，下段喷镀镍铬合金，其沸腾性能约为光滑面的2-3倍；若喷镀氧化铝，其沸腾性能约为光滑面的1.5倍，传热性能得到明显改善，是提高高压发生器传热效率的有效措施。

（三）、添加能量增强剂

用于溴化锂溶液中的能量增强剂有异辛醇、正辛醇，这些物质能极大地降低溶液的表面张力，使溶液与水蒸汽的结合能力增强，使吸收器的吸收效率提高；在冷凝器中添加能量增强剂后，冷凝器由膜状凝结变为珠状凝结，珠状凝结时的放热系数可比膜状凝结提高两倍以上，因而提高了冷凝时的传热效果。

2、加强冷却塔的运行管理及维护

冷却塔的运行、维护不当，冷却塔散热效率同样达不到，从而造成中央空调系统能耗增加。例如冷却塔布水器因水垢堵住喷嘴，致使布水器布水不均匀散热面积过小，冷却水与大气热交换不充分，冷却水水温过高，从而影响热交换，导致机组性能下降，能耗增加。

3、提高控制性能

（一）、真空度下降

溴化锂吸收式制冷机组是在真空下运行，空气容易通过密封不良的连接处进入机内，此外溴化锂溶液对金属材料的腐蚀，也会产生氢气等不凝性气体，使机组真空度下降。

（二）、溴化锂溶液结晶机组运行时，由于冷却水温度过低、流量过大、溶液阀调节不当，有可能导致结晶，当结晶严重时，晶體将阻塞流通路径，致使溴化锂溶液无法正常循环流动。

（三）、冷剂水被污染

冷却水温度过低会造成冷凝器压力过低，使发生过程变得剧烈，发生器中溶液液滴可能被冷剂蒸汽带入冷凝器中，致使进入蒸发器的冷剂水中含有微量溴化锂而使冷剂水被污染，影响制冷性能。

五、结束语

综上所述，溴化锂机组由于其使用的能源种类以及机组本身的特点，在各个行业得到了广泛应用，随着吸收式制冷技术的发展，现可将机械设备、工业高温废气废水、蒸汽等余热转化为机组冷量和热量，具有供应稳定可靠、运行成本低等综合优势，因此，我们应通过各种有效措施提高溴化锂机组的效率，提高控制系统性能保证机组高效可靠运行，降低其运行能耗，达到节能减排、经济安全可靠运行。

参考文献：

[1]空气调节用制冷技术（第三版）中国建筑工业出版社

[2]民用建筑空调设计化学工业出版社