溴化鋰吸收式制冷機(jī)組概述

關(guān)于溴化鋰吸收式制冷機(jī)中的溴化鋰溶液及緩蝕劑

 

　　(1)溴化鋰溶液為無(wú)色液體，有咸味，無(wú)毒，加入鉻酸鋰（高毒性，高致癌）或鉬酸鋰緩蝕劑后溶液呈淡黃色

理化性質(zhì)

　　(2)使用后的溴化鋰溶液會(huì)產(chǎn)生異鋅醇。異鋅醇急易揮發(fā)，刺激人的皮膚產(chǎn)生皮疹，同時(shí)傷害人的神經(jīng)。溴化鋰在水中的溶解度隨溫度的降低而降低。所謂溶解度是指飽和液體中所含溴化鋰無(wú)水化合物的質(zhì)量成分，也就是溴化鋰水溶液的質(zhì)量濃度。溴化鋰的質(zhì)量濃度不宜超過66%，否則在運(yùn)行中當(dāng)溶液溫度降低時(shí)將有結(jié)晶析出，破壞制冷機(jī)的正常運(yùn)行。

　　(3)水蒸汽分壓力很低，它比同溫度下純水的飽和蒸汽壓力低得多，因而有強(qiáng)烈的吸濕性。液體與蒸汽之間的平衡屬于動(dòng)平衡，此時(shí)分子穿過液體表面到蒸汽中去的速率等于分子從蒸汽中回到液體內(nèi)的速率。因?yàn)殇寤嚾芤褐袖寤嚪肿訉?duì)水分子的吸引力比水分子之間的吸引力強(qiáng)，也因?yàn)樵趩挝灰后w容積內(nèi)溴化鋰分子的存在而使水分子的數(shù)目減少，所以在相同溫度的條件下，液面上單位蒸汽容積內(nèi)水分子的數(shù)目比純水表面上水分子數(shù)目少。由于溴化鋰的沸點(diǎn)很高，在所采用的溫度范圍內(nèi)不會(huì)揮發(fā)，因此和溶液處于平衡狀態(tài)的蒸汽的總壓力就等于水蒸汽的壓力，從而可知溫度相等時(shí)，溴化鋰溶液面上的水蒸汽分壓力小于純水的飽和蒸汽壓力，且濃度愈高或溫度愈低時(shí)水蒸汽的分壓力愈低。當(dāng)濃度為50%、溫度為25℃時(shí)，飽和蒸汽壓力0.85kPa，而水在同樣溫度下的飽和蒸汽壓力為3.167kPa。如果水的飽和蒸壓力大于0.85kPa，例如壓力為1kPa（相當(dāng)于飽和溫度為7℃）時(shí)，上述溴化鋰溶液就具有吸收它的能力，也就是說(shuō)溴化鋰水溶液具有吸收溫度比它低的水蒸汽的能力，這一點(diǎn)正是溴化鋰吸收式制冷機(jī)的機(jī)理之一。同理，如果壓力相同，溶液的飽和溫度一定大于水的飽和溫度，由溶液中產(chǎn)生的水蒸汽總是處于過熱狀態(tài)的。

　　(4)密度比水大，并隨溶液的濃度和溫度而變。

　　(5)比熱容較小。當(dāng)溫度為150℃、濃度為55%時(shí)，其比熱容約為2kJ/(kg•K)，這意味著發(fā)生過程中加給溶液的熱量比較少，再加上水的蒸發(fā)潛熱比較大這一特點(diǎn)，將使機(jī)組具有較高的熱力系數(shù)。

　　(6)粘度較大。

　　(7)表面張力較大。

　　(8) 溴化鋰水溶液的導(dǎo)熱系數(shù)隨濃度之增大而降低，隨溫度的升高而增大。

　　(9)對(duì)黑色金屬和紫銅等材料有強(qiáng)烈的腐蝕性，有空汽存在時(shí)更為嚴(yán)重，因腐蝕而產(chǎn)生的不凝性汽體對(duì)裝置的制冷量影響很大。

　　所以，以溴化鋰水溶液為工質(zhì)時(shí)的吸收式制冷系統(tǒng)主要缺點(diǎn)是：①熱效率低；②冷卻水消耗量大；③設(shè)備的密封性要求較高④對(duì)碳鋼和銅有強(qiáng)腐蝕性。

 

　　緩蝕劑能抑制腐蝕的發(fā)生，原理是緩蝕劑與金屬通過化學(xué)反應(yīng)，在金屬表面形成了一層致密保護(hù)膜（主要成分是Fe3O4）,使溶液與金屬隔離，從而達(dá)到防腐效果。

　　⑴毒理學(xué)特性：①具有高毒性和致癌性；②對(duì)環(huán)境易造成嚴(yán)重污染；③現(xiàn)國(guó)家嚴(yán)格限制使用。

　　⑵優(yōu)點(diǎn)：①抗腐蝕性好；②可以檢測(cè)；③容易管理；④可隨時(shí)添加。

　　⑶缺點(diǎn)：①高毒性和致癌性；②對(duì)環(huán)境易造成嚴(yán)重污染；③國(guó)家嚴(yán)格限制使用。

　　⑴毒理學(xué)特性：①急性毒性；②刺激皮膚和粘膜；③對(duì)眼睛的影響是未知的。

　　⑵優(yōu)點(diǎn)：毒性和對(duì)環(huán)境污染相對(duì)較小。

　　⑶缺點(diǎn)：①高溫腐蝕產(chǎn)生氫汽，氫汽量是鉻酸鋰的3倍，要更大的設(shè)備隨時(shí)抽汽；②防腐劑消耗里大，每季需要投入兩次；③不易檢測(cè)，分析管理困難，不知何時(shí)添加。

 

　　在一定溫度下，溴化鋰水溶液液面上的水蒸汽飽和分壓力小于純水的飽和分壓力；而且濃度越高，液面上的水蒸汽飽和分壓力越小。在相同的溫度條件下，溴化鋰水溶液濃度越大，其吸收水分的能力就越強(qiáng)。這也就是通常采用溴化鋰作為吸收劑，水作為制冷劑的原因。溴化鋰吸收式制冷機(jī)主要由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、換熱器、循環(huán)泵等幾部分組成。在溴化鋰吸收式制冷機(jī)運(yùn)行過程中，當(dāng)溴化鋰水溶液在發(fā)生器內(nèi)受到熱媒的加熱后，溶液中的水不斷汽化；隨著水的不斷汽化，發(fā)生器內(nèi)的溴化鋰水溶液濃度不斷升高，進(jìn)入吸收器；水蒸汽進(jìn)入冷凝器，被冷凝器內(nèi)的冷卻水降溫后凝結(jié)，成為高壓低溫的液態(tài)水。當(dāng)冷凝器內(nèi)的水通過節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)，急速膨脹而汽化，并在汽化過程中大量吸收蒸發(fā)器內(nèi)冷媒水的熱量，從而達(dá)到降溫制冷的目的；在此過程中，低溫水蒸汽進(jìn)入吸收器，被吸收器內(nèi)的溴化鋰水溶液吸收，溶液濃度逐步降低，再由循環(huán)泵送回發(fā)生器，完成整個(gè)循環(huán)。

　　1966年我國(guó)首臺(tái)溴化鋰吸收式制冷機(jī)誕生，距今已有55年歷史。在這55年間，溴化鋰制冷機(jī)為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了應(yīng)有的貢獻(xiàn)。然而，隨著時(shí)間的推移，用戶的銳增，溴化鋰機(jī)組的弊端也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：

　　⑴制冷能力不足：設(shè)計(jì)溫差7℃，實(shí)際運(yùn)行溫差只有2℃-5℃。實(shí)際運(yùn)行制冷能力只有設(shè)計(jì)能力的30%-70%。以500萬(wàn)大卡溴化鋰制冷機(jī)組為例，實(shí)際運(yùn)行制冷能力一般只有150萬(wàn)大卡-350萬(wàn)大卡。

　　⑵使用壽命短：3年-10年，平均使用壽命在6.5年左右。

　　⑶故障率高：后期維護(hù)維修費(fèi)用大，每年的維修費(fèi)備件費(fèi)少則幾十萬(wàn)多則上百萬(wàn)。

　　2016年之后，各廠商相繼推出了熱氨型溴化鋰制冷機(jī)、溫?zé)崴弯寤囍评錂C(jī)。

　　經(jīng)過近幾年的推廣使用，制冷效果并不理想，故障率更高，維修費(fèi)用更大，使用壽命更短。雖然節(jié)省了蒸汽，但是增加了大量的循環(huán)水泵，增加了電耗，節(jié)省的蒸汽費(fèi)用難以彌補(bǔ)增加電耗的費(fèi)用。所以，節(jié)能效果也不明顯。