蒸汽双效溴化锂制冷机组串联流程的一种改进设计

　　引言

　　双效溴化锂吸收式制冷机组已经得到广泛应用,我们为了提高机组的COP及能效,在串联流程的改进设计中增加一个冷剂水热交换器部件来回收机组内部的热量。根据制冷量、冷媒水温度及加热介质和冷却介质的条件,进行制冷循环的计算,以确定制冷机的运转参数,进而求出各换热设备的热负荷和各工作介质的流量,并为制冷机的结构设计提供必要的数据。

　　1 机组工作流程的设计

　　双效溴化锂吸收式制冷机组的制冷循环,根据稀溶液进入高、低压发生器的情况,分为串联流程、并联流程、倒串联流程。

　　1.1 串联流程

　　稀溶液全部先进入高压发生器,溶液循环通过溶液泵变频来调节,控制方便可靠,为大多数厂家所采用。图1为常规串联流程的结构循环图。

　　串联流程如下:吸收器出口的稀溶液,由发生器泵输送,经三只热交换器(分别为:低温热交换器、凝水热交换器、高温热交换器)后温度升高,进入高压发生器,被传热管内的工作蒸汽加热,发生冷剂蒸汽,溶液的温度和浓度升高。由高压发生器出来的浓度较高的溶液,经高温热交换器后温度降低,进入低压发生器,被传热管内来自高压发生器的冷剂蒸汽所加热,再次发生冷剂蒸汽,溶液的浓度从而再次提高。

　　另一方面,由低压发生器出来的浓溶液,经低温热交换器降低温度后,进入吸收器与稀溶液混合,由吸收泵输送并喷淋在吸收器管簇上,被传热管内的冷却水冷却,吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽,使蒸发器中的制冷效应不断地产生。喷淋溶液吸收水蒸汽后浓度降低,再由发生泵送往高压发生器。这样,制冷机组便完成一个制冷循环。

　　1.2 并联流程

　　如图2稀溶液同时进入高、低压发生器,必须很好进行控制,增加了一只溶液调节阀,操作比较麻烦。此外,来自高温热交换器的溶液需减压后才能与低压发生器中的溶液混合,增加了一只混合阀,如设计不当,还可能产生倒灌现象。

　　1.3 倒串联流程

　　和串联流程恰好相反,即稀溶液全部先进入低压发生器,然后进入高压发生器(见图3)。与串联流程相比,这种循环方式有利于低压发生器中发生过程的进行;缺点主要是溶液循环倍率大,机组的热效率低,此外还必须有一台高压发生泵把低压发生器出来的中间溶液送入高压发生。

　　1.4 改进串联流程

　　常规的串联流程是将3个换热器串联使用,我们设计改进的串联流程增加了一个冷剂热交换器,目的是为了回收从高压发生器流出的冷剂蒸汽凝水的热量、减小冷凝器的冷凝负荷、并以此来提高串联流程蒸汽双效机组的COP。结构布置设计上将冷剂热交换器和低温热交换器并联,再经过凝水和高温换热器,这样形成的新串联流程见图4,新流程的焓-浓度循环图见图5。