Water-lithiumbromide-lithiumnitrate三元工质双效吸收式制冷循环的研究

　　1 前言

　　众所周知,溴化锂吸收式制冷机已成功地应用于空调和工艺冷却过程。近年来,由于节能和环保的要求,这种制冷机在国内外都取得了迅猛发展。但是制冷工质的腐蚀性和结晶现象迫使人们对其物性进行深入的研究,探索添加新的组分以克服这些缺陷则成为了各国研究者的工作兴趣所在[1-8]。添加组分后的新工质对溴化锂水溶液的改善主要集中在两点:其一是降低结晶温度,改善吸收能力,提高热力系数COP;其二是防腐蚀。已有研究表明,水-溴化锂-硝酸锂三组分工质具有良好的热力性能、防腐蚀性,且价格低廉,适用于吸收式制冷系统,特别是在直燃型双效吸收式系统中具有广阔的应用前景,在高温化的三效、四效等多效吸收式系统中也有良好的发展趋势[1]。本研究的目的是分析加入硝酸锂后的溴化锂水溶液对传统溴化锂吸收式制冷系统性能的影响,若该新工质能在实际机组中推广,则将给我国的溴化锂制冷行业注入新的生机和活力。

　　2 双效吸收式制冷循环的比较

　　2.1 循环的热力计算

　　以581kW直燃溴化锂冷热水机组的热力计算为例,假定循环为稀溶液先进高压发生器的串联流程。若在蒸发温度t°C为5°C,冷凝温度tc为40°C,且溶液在高压发生器中受烟气加热后,出口温度tg1为152°C的工况下,对水-溴化锂-硝酸锂系统和水-溴化锂系统进行热力计算。

　　因为溴化锂水溶液在高温受结晶条件的限制,故浓溶液的浓度不能过高,在循环的热力计算中取浓度上限为62%,而水-溴化锂-硝酸锂溶液则可大大超过该限制。热力计算的结果如表1所示。

　　由表1可知,加入硝酸锂后,直燃型双效制冷循环的热力性能有明显的提高,热力系数COP提高32%,循环倍率f降低12%,溶液换热器的热负荷Qt减少28%。

　　2.2 变工况条件下循环的性能

　　图1给出了这两种工质的直燃双效制冷循环的热力系数COP随高压发生温度tg1的变化曲线。图2给出了两种工质的直燃双效制冷循环的溶液换热器的热负荷Qt与高压发生温度tg1的关系曲线。

　　因此,采用新工质水-溴化锂-硝酸锂后,直燃型双效制冷循环的热力系数COP提高约30%~32%,溶液热交换器的热负荷降低约28%~30%,热力系数的提高对制冷循环的改善是不言而喻的,而溶液热交换器热负荷的降低则意味着热交换器换热面积的减少。

　　3 结论

　　从前面的计算结果与性能曲线的比较,我们可得出以下结论:

　　(1)处于相同的工作条件下,对于双效吸收式制冷系统,在溴化锂水溶液中加入硝酸锂后,系统的热力系数COP有较明显的提高。由性能曲线可知,采用水-溴化锂-硝酸锂新工质后,与水-溴化锂相比,对于直燃型双效制冷循环,热力系数COP提高约30%~32%。