1.溴化鋰機(jī)組的組成
溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)均由若干換熱器、屏蔽泵、真空閥門、管道、抽氣裝置、控制裝置等組成。
(1)單效機(jī)組
單效溴化鋰機(jī)組主要由九大部分組成。
?、僬舭l(fā)器借助冷劑的蒸發(fā)來制造冷水，一般為管殼式結(jié)構(gòu)，噴淋式換熱器。
?、谖掌魑罩评鋭┱羝?，保持蒸發(fā)壓力恒定。一般為管殼式結(jié)構(gòu)，噴淋式換熱器。
?、郯l(fā)生器產(chǎn)生冷劑蒸汽，使吸收冷劑蒸汽后稀溶液濃縮，一般為管殼式結(jié)構(gòu)，沉浸式或噴淋式換熱器。
④冷凝器使冷劑蒸汽冷凝，一般為管殼式結(jié)構(gòu)。
?、萑芤簱Q熱器在稀溶液和濃溶液間進(jìn)行熱交換，以提高機(jī)組的熱效率。一般為管殼式或板式結(jié)構(gòu)。
?、奕芤罕煤屠鋭┍醚h(huán)溴化鋰溶液和冷劑水，為屏蔽自潤滑密封電泵。
?、叱闅庋b置抽除影響吸收和冷凝效果的不凝性氣體。抽氣管一般布置在吸收器與冷凝器中。
?、嗫刂蒲b置有冷量控制裝置、液位控制裝置等。
?、岚踩b置確保安全運(yùn)行所用的裝置。
(2)雙效機(jī)組
雙效溴化鋰機(jī)組，是以單效機(jī)組為基礎(chǔ)，增加一個(gè)高壓發(fā)生器和一個(gè)溶液換熱器便構(gòu)成雙效機(jī)組。
2.直燃型溴化鋰機(jī)組的結(jié)構(gòu)組成
(1)直燃型高壓發(fā)生器
直燃型發(fā)生器，實(shí)際是一臺溴化鋰溶液鍋爐，主要由燃燒設(shè)備和發(fā)生器本體組成，分為火管式和煙管式兩種型式。
下圖是火管式直燃發(fā)生器：
高溫?zé)煔庾吖軆?nèi)，加熱管外的溴化鋰溶液。
下圖是水管式發(fā)生器：
管內(nèi)流動(dòng)溴化鋰溶液，高溫?zé)煔庾吖芡?，傳熱管一般是光管、翅片管或螺旋槽管。其?yōu)點(diǎn)是換熱效果好，節(jié)省材料，結(jié)構(gòu)緊湊。
(2)低壓發(fā)生器
稀溶液在管外，被管內(nèi)來自高壓發(fā)生器的冷劑蒸汽加熱而沸騰，冷劑蒸汽經(jīng)過擋液板進(jìn)入冷凝器，濃溶液出液囊后流往低溫?zé)峤粨Q器。管內(nèi)冷劑蒸汽放出熱量后變成冷劑水，經(jīng)節(jié)流后進(jìn)入冷凝器。低壓發(fā)生器的壓力約為57mmHg。
低壓發(fā)生器通常有噴淋式、沉浸式兩種，均為管殼式熱交換器，其結(jié)構(gòu)如下圖：
目前比較普遍采用，優(yōu)點(diǎn)是加熱均勻，能充分發(fā)揮傳熱面積，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠。
機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果溴化鋰溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高或溫度過低，會(huì)出現(xiàn)結(jié)晶現(xiàn)象，產(chǎn)生溶液循環(huán)故障。結(jié)晶一般發(fā)生在溶液熱交換器中，尤其是低溫?zé)峤粨Q器濃溶液出口處。為解決低溫?zé)峤粨Q器的結(jié)晶問題，通常采用自動(dòng)熔晶管裝置如下圖：
自動(dòng)熔晶管裝置的一端裝在低壓發(fā)生器的液囊中，管口遠(yuǎn)高于**排傳熱管;另一端與吸收器相聯(lián)，其間有一段溶液液封，以防止壓力串通。當(dāng)?shù)蜏責(zé)峤粨Q器發(fā)生結(jié)晶后，低壓發(fā)生器的濃溶液不能回流到吸收器，使溶液液位上升。液位上升至自動(dòng)熔晶管開口位置時(shí)，濃溶液經(jīng)自動(dòng)熔晶管直接流回到吸收器中，與吸收器內(nèi)稀溶液混合溫度升高。高溫溶液由溶液泵排出進(jìn)入低溫?zé)峤粨Q器管內(nèi)，反復(fù)加熱管外結(jié)晶的濃溶液，直到結(jié)晶溶解。
(3)冷凝器
冷凝器是為冷凝冷劑蒸汽的設(shè)備，如下圖：
通常為管殼式結(jié)構(gòu)，管內(nèi)走冷卻水，冷劑蒸汽走管外表面凝結(jié)。水源貧乏的地區(qū)，也可采用風(fēng)冷式冷凝器，此時(shí)冷劑蒸汽走管內(nèi)，管外為空氣冷卻。冷凝器的傳熱系數(shù)較低，凝結(jié)一定量的蒸汽需要較大的冷卻面積。管殼式冷凝器的傳熱管，一般是光管，風(fēng)冷式冷凝器一般采用翅片管。
(4)蒸發(fā)器與吸收器
蒸發(fā)器是制取冷量的設(shè)備，常用的有噴淋式，即冷劑水經(jīng)冷劑泵噴淋在蒸發(fā)管束上，吸取管內(nèi)冷水的熱量。在直燃型機(jī)組中，采暖時(shí)蒸發(fā)器還起到冷凝器的作用。吸收器是吸收冷劑蒸汽的設(shè)備，蒸發(fā)器中冷劑蒸汽不能及時(shí)吸收，真空度就不能保證，蒸發(fā)過程不能進(jìn)行。吸收器多數(shù)是噴淋式的。由于吸收器和蒸發(fā)器同處同一壓力區(qū)，通常將它們放置在同一筒中，如下圖：
(5)節(jié)流裝置
冷凝器與蒸發(fā)器之間存在壓差和位差，冷凝器中的冷劑水在進(jìn)入蒸發(fā)器前必須進(jìn)行節(jié)流，常用的節(jié)流裝置有U形管節(jié)流裝置和孔板節(jié)流裝置，如下圖：
U形管節(jié)流裝置，結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，對機(jī)組的變工況運(yùn)行具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，被廣泛應(yīng)用到溴化鋰機(jī)組中。U形管的高度是保證液封節(jié)流的關(guān)鍵，該數(shù)值與冷凝器和蒸發(fā)器之間的壓差有關(guān)。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)不緊湊，外形尺寸大。
孔板節(jié)流裝置結(jié)構(gòu)緊湊，但自平衡能力差，對機(jī)組變工況運(yùn)行適應(yīng)性不強(qiáng)，適合單筒機(jī)組。小孔的孔徑是關(guān)鍵，是根據(jù)小孔前的液柱高度與小孔前后的壓差來計(jì)算，并驗(yàn)確定。直徑過小會(huì)增加冷劑水流向蒸發(fā)器的阻力，影響流量。直徑大則起不到節(jié)流作用。
(6)溶液熱換熱器
溶液換熱器的作用是回收熱量，提高機(jī)組的效率，一般為管殼式結(jié)構(gòu)或板式換熱器。
(7)屏蔽泵
屏蔽泵的作用是輸送液體。輸送冷劑水的泵為冷劑泵，輸送溴化鋰溶液的泵是溶液泵。屏蔽泵是機(jī)組的重要運(yùn)動(dòng)設(shè)備，決定機(jī)組的運(yùn)行可靠性，因此對屏蔽泵的設(shè)計(jì)、選型和維修相當(dāng)重要。
(8)自動(dòng)抽氣裝置
溴化鋰機(jī)組是在真空狀態(tài)下工作的設(shè)備，空氣極容易通過密封不良的連接處滲漏進(jìn)機(jī)組。溴化鋰溶液對金屬的腐蝕，本身也產(chǎn)生氫氣等不凝性氣體。空氣和不凝性氣體的存在，不僅影響制冷量，嚴(yán)重時(shí)機(jī)組無法運(yùn)轉(zhuǎn)?？諝膺€會(huì)加速對金屬材料的腐蝕，影響機(jī)組的壽命。機(jī)組必須設(shè)置抽氣裝置，及時(shí)將聚集的不凝性氣體排出。常用的抽氣裝置有機(jī)械真空泵抽氣裝置和自動(dòng)抽氣裝置。自動(dòng)抽氣裝置型式較多，基本原理是:利用溶液泵排出的高壓液流的射流沖擊，在引射器出口端形成低壓區(qū)，抽出不凝氣體，形成氣液兩相流體進(jìn)入氣液分離器。分離后的溶液回到吸收器，通過管道排出機(jī)組外。自動(dòng)抽氣裝置有抽氣集氣分離器、抽氣集氣一體型和鈀管排氫裝置。
下圖是一種抽氣集氣分離型自動(dòng)抽氣裝置：
設(shè)有集氣室2，用來存儲(chǔ)抽取到的不凝性氣體。溶液泵將高壓稀溶液泵入引射器1，利用引射器噴嘴出口端形成的低壓區(qū)，抽取機(jī)組內(nèi)的不凝性氣體，形成氣液混合物進(jìn)入氣液分離器3?；旌衔锓蛛x后，溶液回到吸收器，氣體通過管道進(jìn)入集氣室2，并聚集于其頂部的空間中。排氣時(shí)，先關(guān)閉抽氣管路和回液管路上的閥門。此時(shí)溶液仍不斷進(jìn)入引射器，集氣室內(nèi)的氣體被壓縮，壓力升高。當(dāng)高于大氣壓力時(shí)可打開排氣隔膜閥5，直接排氣。排氣時(shí)，先通過透明塑料管，將帶有氣泡的溶液排到盛有溴化鋰溶液的排氣瓶4中，氣體由瓶口排出，溶液留在瓶中，當(dāng)從透明塑料管內(nèi)觀察到溶液中已不夾帶氣泡時(shí)，則排氣過程結(jié)束。裝在集氣室頂部的薄膜式真空壓力計(jì)6，用來測量儲(chǔ)氣室內(nèi)不凝性氣體的壓力。根據(jù)薄膜真空壓力計(jì)變化，也可判斷機(jī)組氣密性的好壞。
下圖是一種抽氣集氣一體型自動(dòng)抽氣裝置：
工作原理與分離型相同，只是將分離器和集氣室設(shè)置在同一根大直徑的垂直管內(nèi)，且集氣室6的儲(chǔ)存空間比較小，使得結(jié)構(gòu)緊湊。排氣是通過真空泵10實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)集氣室6內(nèi)的壓力達(dá)到設(shè)定值后，真空測量儀表8發(fā)出信號，自動(dòng)進(jìn)行排氣操作，即真空泵10啟動(dòng)，真空電磁閥9開啟，進(jìn)行排氣操作。
當(dāng)機(jī)組的氣密性較好，產(chǎn)生的氫氣是不凝性氣體的主要來源。為了排除氫氣，設(shè)置了鈀管排氫裝置，如下圖：
鈀及其合金對氫氣具有選擇透過性，可將氫氣排到機(jī)組外。通常將其安置在集氣室上。在此裝置工作時(shí)，必須保持300℃左右的高溫，需要利用加熱器進(jìn)行加熱。除長期停機(jī)外，一般不切斷加熱器的電源。
(9)自動(dòng)控制裝置
自動(dòng)控制裝置主要有安全裝置和能量調(diào)節(jié)裝置。吸收式制冷機(jī)特有的安全裝置有防止結(jié)晶裝置、自動(dòng)熔晶裝置及冷卻水溫度控制裝置。控制結(jié)晶主要是通過測定溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來判斷。如有結(jié)晶的預(yù)兆，關(guān)小發(fā)生器熱源閥門，減少加熱量，降低溶液濃度，防止結(jié)晶發(fā)生。
對直燃型溴化鋰吸收制冷機(jī)，必須配備燃燒安全裝置，主要有保護(hù)繼電器、燃?xì)鈮毫﹂_關(guān)、風(fēng)壓開關(guān)、排氣高溫切斷等安全裝置。保護(hù)繼電器主要進(jìn)行點(diǎn)火確認(rèn)和火焰的實(shí)時(shí)監(jiān)視。燃?xì)鈮毫﹂_關(guān)，主要是保持燃?xì)鈮毫Φ南鄬Ψ€(wěn)定，防止產(chǎn)生回火、脫火或熄火。風(fēng)壓開關(guān)，是判斷風(fēng)機(jī)是否運(yùn)行的關(guān)鍵。排氣高溫切斷，主要是發(fā)生器內(nèi)液位較低，造成排煙溫度高。因此需要設(shè)置低水位開關(guān)，保證發(fā)生器的水位。
直燃機(jī)組的制冷量調(diào)節(jié)是采取燃燒量控制和溶液循環(huán)量控制的組合運(yùn)用。燃燒量控制就是同時(shí)對燃?xì)饬亢腿紵諝饬窟M(jìn)行控制，以保證一定的空燃比。采用微型計(jì)算機(jī)控制代替溫度控制器控制冷水出口溫度，即冷水出口溫度比例積分控制，經(jīng)過微型計(jì)算機(jī)的演算、檢測、判斷功能實(shí)現(xiàn)能量調(diào)節(jié)。隨著外界熱負(fù)荷減小，溶液循環(huán)量減少，高壓發(fā)生器溶液濃縮所必需的顯熱量也相應(yīng)減少。因?yàn)閾Q熱器流通的溶液量減少，溫度效率上升，即發(fā)生器進(jìn)口稀溶液溫度接近發(fā)生器中開始的溫度，因此機(jī)組的性能系數(shù)提高。但是溶液循環(huán)量減少過多，溴化鋰溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)差增大，有引起結(jié)晶的危險(xiǎn)。所以在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，通過微型計(jì)算機(jī)判斷相對結(jié)晶線的富裕度，得到溶液循環(huán)量減少的許可值。
當(dāng)外界熱負(fù)荷減小，從而冷水出水溫度下降時(shí)，必須進(jìn)行機(jī)組負(fù)荷的調(diào)節(jié)。因?yàn)殡S著冷水出水溫度下降，機(jī)組效率降低，燃?xì)庀牧吭黾?。另外，可根?jù)外界溫度制定冷水溫度控制值，達(dá)到與負(fù)荷的平衡。燃?xì)忾y門比例控制是對燃燒量進(jìn)行調(diào)節(jié)，將降低燃?xì)獾南穆?，提高機(jī)組部分負(fù)荷特性。
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