溴化锂吸收式制冷机的应用分析
摘要：概述了溴化锂吸收式制冷的原理，分析了溴化锂吸收式制冷机的综合效益及其一次能源利用率，以热电厂热电冷三联供系统为例分析了溴化锂吸收式制冷机的节能效益，并指出了溴化锂吸收式制冷机在工程应用中应注意的问题。
0 引言
溴化锂吸收式制冷机，由于它具有许多独特的优点，近年发展十分迅速，特别是在空调制冷方面占有显著的地位。溴化锂吸收式制冷机的应用是否有利于提高一次能源的利用率，是否节能，在何种情况下节能，冷热源是否选用吸收式制冷机，一直是人们争论的焦点。溴化锂吸收式制冷机在实际中的应用及其使用寿命的长短直接关系到实际工程的经济效益，下面就其原理及特点分析其综合效益和实际设计、运行管理方面应注意的重要问题。
1 溴化锂吸收式制冷循环的原理
溴化锂吸收式制冷机以热能为动力，通过水在低压下蒸发吸热而进行制冷，其中水为制冷剂，溴化锂为吸收剂，因此溴化锂吸收式制冷机只能制取0℃以上的冷量。溴化锂吸收式制冷循环中由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器和溶液热交换器组成制冷剂回路，由吸收器、发生器和溶液泵组成吸收剂回路。常用的溴化锂吸收式制冷机有：单效、双效和直燃式三种。单效和双效制冷机的原理基本相同，单效吸收式冷机有一个发生器，而双效吸收式冷机有高压和低压两个发生器；直燃式冷温水机组实际上是双效冷机的另一种形式，其高位发生器的热源不是用高压蒸汽而是用燃气直接燃烧加热。直燃式冷温水机组和双效溴化锂吸收式制冷机对燃料的利用率比单效高。
2 溴化锂吸收式制冷机的应用分析
2.1 溴化锂吸收式制冷机的环保效益
溴化锂吸收式制冷机的应用有如下的环保优势：
(1)减少噪声污染。溴化锂吸收式制冷机除冷剂和溶液循环泵外，基本上无运动部件，运转平稳，振动和噪声小，因而不会对环境形成噪声污染。
(2)减少大气污染和温室效应。由于制冷剂CFC对大气臭氧层的严重危害和产生的温室效应，国际环保部门已对制冷剂CFC的使用年限加以限制，并将逐渐停止使用。溴化锂吸收式制冷机的应用对大气环境没有危害，不会对环境造成污染，在防止污染方面有明显的优势。
2.2 溴化锂吸收式制冷机的节电效益
溴化锂吸收式制冷机以热能为动力，与利用电能为动力的制冷机相比，可以明显节约电能。以一台2800kW的制冷机组为例，国产离心式制冷机耗电800kW，而溴化锂吸收式制冷机除功率较小的屏蔽泵以外，没有其他运动部件，仅耗电12kW，可节电788kW，相当于一座小型发电站的电量。溴化锂吸收式制冷机的应用可以缓解电力的紧缺，平衡冬夏电力负荷，具有现实意义，节约的电能可用于其它生产，创造更可观的价值。
2.3 溴化锂吸收式制冷机节电不节能
对于电力驱动的制冷机的制冷系数COP比吸收式制冷机的热力系数e高，前者为后者的三倍以上，这一点已有很多专家进行过论述。能源的消耗由低到高的顺序为：离心式、螺杆式、活塞式、吸收式 。若以一次能源(煤)的消耗率来做比较，制取11.6kW的冷量，标煤的耗量是：电动压缩式的煤耗为1．42kg(由电厂锅炉汽轮机发电，由电制冷机来制冷的一次能耗)，双效溴化锂吸收式的煤耗为2kg(由供热锅炉房制热，再用热能供吸收式冷机制冷的一次能耗)；单效溴化锂吸收式为4.0kg(工况同双效吸收式)。这正符合上面所说的：一次能源的消耗顺序为：离心式<螺杆式<活塞式<吸收式。
上述这种情况是基于吸收式制冷的热能动力是由供热锅炉来制取，热能为供热锅炉的惟一产品，溴化锂吸收式制冷机的一次能源消耗率比相同制冷量的电制冷机的一次能源消耗率要高，与电制冷机相比是不节能的。
2.4 溴化锂吸收式制冷机的节能效益
溴化锂吸收式制冷机又是节能的。当作为动力的热能源为余热、废热、排热等低势能时，溴化锂吸收式制冷机可以节约能耗，提高能源的一次利用率。例如：利用热电站背压式供热机组或抽汽式供热机组的做过功的蒸汽作为热源集中供冷，或利用工业生产中产生的废烟气和化学反应产生的废热中的热量制冷等，都可以达到降低能耗，节约一次能源的目的。
从总体考虑，在有合适热源特别是热能作为附产品或有废热、余热等低势能热源的场所或电力缺乏的场所选用吸收式制冷机制冷，实现能量的梯级利用，其节能效果优于电制冷机。
由此可见，溴化锂吸收式制冷机是否节能是相对于相同制冷量的电制冷机而言的，在 电站供变电效率一定的条件下，制冷机的制冷量一定时，电制冷机的制冷系数也一定时，溴化锂吸收式制冷机的一次能源利用率的高低取决于其热源的供热效率，供热效率越高，其一次能源利用率就越高；同样，当其供热效率一定时，其制冷系数越高，一次能源利用率也就越高。那么它与电制冷机相比是否节能取决于相同制冷量的两种冷机的一次能源利用率的大小。
2.5 直燃式溴化锂吸收式制冷机冷热水机组的优势
直燃式溴化锂吸收式冷热水机组和双效溴化锂吸收式制冷机的燃料的利用率比单效机要高，大约为0.8。直燃式溴化锂制冷热水机组可以实现一机多用，冬季供热水，夏季供冷水，兼供生活热水，使用方便，在实际应用中具有独特的优势。它的燃烧效率高，对大气污染小；体积小，占地省，可省去锅炉房，减少基建投资；夏季在空调用电紧张而煤气消耗降低的情况下，采用燃气型冷热水机组，可以减少夏季的电耗，增加煤气的耗量，实现能源消耗的季节平衡。因而对于煤气气源丰富，建筑面积又比较紧张的场所更适合用直燃式溴化锂冷热水机组。
3 溴化锂吸收式制冷机在工程应用中的几个重要问题
3.1 在工程设计中，由于溴化锂吸收式制冷的特性——水为制冷剂，溴化锂为吸收剂，因而在长江以北地区制冷机房要设置采暖设施，采暖温度宜保持在10℃以上，以免冬季停机时制冷剂水结冰，将管束冻裂造成溴化锂溶液的泄漏。溴化锂溶液对普通碳钢和紫铜等金属材料有腐蚀作用，有空气存在时腐蚀更为严重，它的泄漏不仅影响机组的性能，而且影响机组的寿命。机组寿命的长短直接影响系统的经济性。
3.2 在运行维护过程中，要经常清洗冷却水和冷冻水管的杂质，以免造成管路堵塞或影响机组的换热效率。冬季冷机停运时要将冷却水及冷冻水管路的水放净，防止冻裂管束。
3.3 在运行管理过程中要保证热源的供热参数，冷冻水和冷却水的额定流量计温度参数。比如：蒸汽双效溴化锂吸收式制冷机的制冷量要降低10%左右。
3.4 单效溴化锂制冷机的优点是可利用高于60℃的热水、0.07MPa的低压蒸汽，而双效溴化锂吸收式制冷机的热效率比单效制冷机的热效率高，但是其热源的供汽压力需在0.4~0.7MPa之间。
4 结论
4.1 溴化锂吸收式制冷机的应用避免了 的使用，有利于环境保护。
4.2 溴化锂吸收式制冷机的应用可以缓解电力紧张，具有节电效应。
4.3 溴化锂吸收式制冷机的一次能源利用率的高低，在其热力系数一定时取决于其热源的供热效率，共热效率越高，其一次能源利用率就越高；但其与相同制冷量的电制冷机相比是否节能，取决于相同制冷量的两种制冷机的一次能源利用率的大小。
4.4 溴化锂吸收式制冷机的应用在利用废热、余热、排热等低势能的情况下，可实现能源的梯级利用，有利于节能。
4.5 热电站在汽轮机发电的同时，有供热抽气或排气，可以用作吸收式制冷机制冷的热源，热电站在供热、供电的同时供冷可以节约一次能源，应大力发展热电冷三联供事业。
4.6 溴化锂吸收式制冷机在设计、运行、管理过程中一个较为重要的问题是机组的防冻问题，它可以直接影响到机组的性能、寿命及其系统的经济性。
参考文献
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