[科普中国]-两效溴化锂吸收式制冷循环

为了充分利用温度较高的热源，如0.25～1.0MPa表压的蒸汽，或160～200℃的高温水，必须采用两效制冷循环。与之相应的机器则称为两效溴化锂吸收式制冷机。由于两效机型装设有高压发生器、低压发生器、高温热交换器与低温热交换器等．所以溶液的流向就有所不同，可以是串流流程，也可以是分流流程。1

串流流程图1（1-爆破板；2-高压发生器；3-液位调节；4-高温热交换器；5-凝水热交换器；6-疏水器；7-低温热交换器；8-溶液泵；9-稀释阀；10-冷剂泵；11-蒸发器；12-吸收器；13-低压发生器；14-冷凝器）所示为串流流程工作系统原理图，图2是其串联流程制冷循环图。这种循环在两效机型上应用最早也最为广泛。其工作过程如下：浓度为ζ2、温度为t2(点2状态)的稀溶液，由发生器泵输送，经低温热交换器7加热，温度升高为t7，(点7状态)，再经高温热交换器4加热，温度继续升高到t10(点10状态)。过程2-7和7-10分别表示稀溶液在低温热交换器7和高温热交换器4中的加热过程。1

从高温热交换器4流出的稀溶液，进入高压发生器2，被管内工作蒸汽加热，温度升高，先达到对应于高压发生器工作压力Pr的饱和状态(点11状态)，然后沸腾，产生点3。状态的冷剂蒸汽。过程线10—11—12表示稀溶液在高压发生器2中的加热和发生过程。过程终了，溶液的温度和浓度分别升高至t12和ζr0(点12状态)，这种溶液称为中间溶液。1

高压发生器出来的中间溶液，经高温热交换器4，把热量传给稀溶液，温度由t12降低至t13。而浓度ζr0不变(点13状态)。过程线12—13表示中间溶液在高温热交换器中的冷却过程。点13状态的中间溶液进入低压发生器13，被来自高压发生器2的点3状态的冷剂蒸汽加热，产生点3状态的冷剂蒸汽，溶液的温度由t13升高至t6，浓度由ζr0升高为ζr2，即到达点4状态。过程线3-4表示中间溶液在低压发生器13中的发生过程。

低压发生器13出口点4状态的浓溶液，流经低温热交换器7，把热量传给稀溶液，浓度不变而温度由t4降至t8(点8状态)。过程线4-8表示浓溶液在低温热交换器7中的冷却过程。1

低温热交换器7出口，点8状态的浓溶液与吸收器12中点2状态的稀溶液相混合，由吸收器泵输送，喷淋在吸收器管簇上，吸收来自蒸发器点1′状态的冷剂蒸汽。吸收过程终了，变为点2状态的稀溶液。过程线8—9—2为浓溶液与稀溶液的混合过程，其中9—9′为混合溶液的闪发过程，9′—2为喷淋溶液的冷却、吸收过程。

高压发生器2产生的冷剂蒸汽(点3)，进入低压发生器管内，加热低压发生器中的稀溶液，放出汽化潜热而凝结成为点3(压力为pr，)的冷剂水。过程线3—3扩为冷剂蒸汽在低压发生器管中的冷凝过程。1

低压发生器13产生的冷剂蒸汽(点3′)，进入冷凝器14中，被冷却水冷却，凝结成点3状态(压力为pr)的冷剂水。3′—3为低压发生器中产生的冷剂蒸汽在冷凝器中的冷凝过程。低压发生器管内的冷剂水，也引入冷凝器14中，经减压闪发和闪发汽的再冷凝，最后也转变为点3状态的冷剂水(过程3—3)，与在冷凝器中凝结的冷剂水相混合。1

冷凝器中的冷剂水经节流后进入蒸发器中，压力由ph降低至p0。在蒸发器中冷剂水吸取了管内冷媒水的热量而蒸发成为点1′状态的冷剂蒸汽。3—1′表示了冷剂水的节流及蒸发过程。1

分流流程分流流程一般有两种分流方式。一种为稀溶液在低温热交换器前分流，其循环过程示于图3中；另一种为稀溶液在低温热交换器后分流，其循环过程如图4所示，图中，pr、ph、p0。分别表示高压发生器、冷凝器和蒸发器的工作压力，点2为吸收器出口稀溶液的状态；温度t2，浓度ζ2。1

稀溶液在低温热交换器前的分流流程中，点2状态的稀溶液出吸收器后，由发生器泵输送，一部分经高温热交换器进入高压发生器，另一部分经低温热交换器和凝水回热器，进入低压发生器。其循环过程如下。1

2—10稀溶液在高温热交换器中的加热过程，溶液的浓度不变，而温度由t2升高到t10

10—11—12稀溶液在高压发生器中的加热过程和发生过程。相对于高压发生器的压力点10状态的稀溶液尚处于过冷状态，进入高压发生器后，先被加热到饱和状态(点11)，然后继续被加热，溶液沸腾，产生点3状态的冷剂蒸汽，溶液的温度和浓度升高，过程终了达点12状态：温度t12，浓度ζr1。

12—13高压发生器出口的浓溶液在高温热交换器中的冷却过程，溶液的浓度ζr1不变，而温度由t12降低至t13。

2—7 稀溶液在低温热交换器中的加热过程，溶液的浓度不变，而温度由t2升高至t7。7—7′稀溶液在凝水回热器中被进一步加热的过程，溶液浓度不变，温度由t7升高至t7′。

相对于冷凝压力ph，点7′状态的稀溶液已处于过热状态。

7′—5′ 稀溶液在低压发生器中的闪发过程。点7′状态的稀溶液进入低压发生器后，闪发出部分冷剂蒸汽，溶液的温度降低至t5′，浓度略有升高。

5′—4 稀溶液在低压发生器中的发生过程。点5′状态的稀溶液被来自高压发生器的点3状态的冷剂蒸汽加热，产生点3′状态的冷剂蒸汽，溶液的温度和浓度分别升高为t4和ζr2(点4状态)。

4—8 低压发生器出口的浓溶液在低温热交换器中的冷却过程，溶液的浓度ζr2不变，温度由t4降低至t8。

13—8—2—9 点13和点8状态的浓溶液在吸收器中与点2状态的稀溶液的混合过程，过程终了溶液的状态为点9，即温度t0，浓度ζr0。

9—9′混合溶液在吸收器中的闪发过程。相对于蒸发压力p0，点9处于过热状态，经吸收器泵输送，出喷淋装置后，部分冷剂闪发出来，使溶液的温度降低，浓度略有升高。

9′—2混合溶液在吸收器中的冷却和吸收过程，吸收来自蒸发器点1′状态的冷剂蒸汽，溶液的温度和浓度分别降至t2和ζ0。

3′—3高压发生器产生的冷剂蒸汽在低压发生器传热管内的凝结过程，过程终了为点3状态的冷剂水。

3—3低压发生器管内冷剂水进入冷凝器后的减压闪发及闪发气的再冷凝过程，压力由pr，降低至pt。 ’

3—1′冷凝器中的冷剂水节流及在蒸发器中的蒸发过程。蒸发器中的冷剂水吸收管内冷媒水的热量而蒸发，成为点1′状态的冷剂蒸汽。

稀溶液在低温热交换器后分流的流程，与稀溶液在低温热交换器前分流的流程所不同的只是下述几个方面：

2—7 全部稀溶液在低温热交换器中的加热过程。

7—10送往高压发生器的稀溶液在高温热交换器中的加热过程，稀溶液的温度由t7，继续升高至t10。

13—4—14 高温热交换器出口点13状态的浓溶液，与低压发生器出口点4状态浓溶液的混合过程，混合后为点14状态，即温度为t14，浓度为ζr0的浓溶液。

14—8 点14状态的浓溶液(包括高、低压发生器出口浓溶液)，在低温换热器中的冷却过程，过程终了为浓度ζr0、温度t8(点8状态)的浓溶液。

8—2—9 点8状态的浓溶液在吸收器中与点2状态稀溶液的混合过程。1

两效制冷循环与单效型机器的区别两效溴化锂吸收式制冷机组装有高压与低压两个发生器和两个溶液热交换器。高压发生器产生的冷剂蒸汽，再次作为低压发生器的热源。这样，不仅有效地利用了冷剂蒸汽的热能，而且减少了机器的排热量，因而制取单位冷量所需的加热量和冷凝器的热负荷均可减少，机组的热效率大为提高。根据计算与实际测量的数据，加热量约为单效溴化锂机型的1/2～2/3，冷凝负荷约为1/2，热力系数可提高到0.95以上，从而达到节能40%以上的效果。1

本词条内容贡献者为:

郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学