溴化鋰機組的制冷原理基于吸收式制冷循環,其核心是利用熱能(如蒸汽、熱水或廢熱)驅動制冷過程,而非傳統壓縮機的機械能。以下是其工作原理的詳細步驟:
1. 主要組件與工質
- 制冷劑:水(在低壓下蒸發吸熱)。
- 吸收劑:溴化鋰溶液(具有強吸水性,用于吸收水蒸氣)。
- 關鍵部件:發生器、冷凝器、蒸發器、吸收器、溶液泵、熱交換器。
2. 制冷循環步驟
(1) 發生器(Solution Heating)
- 過程:溴化鋰稀溶液(低濃度)被外部熱源(如蒸汽或熱水)加熱,溶液中的水分蒸發為水蒸氣,剩余溶液因水分減少變為濃溶液。
- 作用:分離出制冷劑(水蒸氣),同時濃縮溴化鋰溶液。
(2) 冷凝器(Vapor Condensation)
- 過程:水蒸氣進入冷凝器,通過冷卻水降溫,凝結為液態水。
- 作用:釋放熱量,將氣態水轉化為液態,為后續蒸發制冷做準備。
(3) 蒸發器(Evaporation Cooling)
- 過程:液態水通過節流閥進入低壓蒸發器,迅速蒸發為水蒸氣,吸收周圍環境(如冷凍水)的熱量,實現制冷。
- 作用:利用水的蒸發潛熱帶走熱量,降低冷凍水溫度(通常降至約7℃)。
(4) 吸收器(Vapor Absorption)
- 過程:蒸發器中產生的水蒸氣被溴化鋰濃溶液強力吸收,形成稀溶液。此過程釋放吸收熱,由冷卻水帶走。
- 作用:維持蒸發器內的低壓環境,確保水持續蒸發吸熱。
(5) 溶液循環與熱回收
- 溶液泵:將吸收器中的稀溶液泵回發生器,重新加熱濃縮。
- 熱交換器:在稀溶液與濃溶液之間進行熱量交換,提高系統效率。
3. 關鍵特點
- 熱能驅動:依賴外部熱源(余熱、太陽能、工業廢熱等),節能環保。
- 無壓縮機:運行安靜,振動小,維護成本低。
- 適用場景:大型中央空調、工業余熱回收、區域供冷等。
4. 為何選擇溴化鋰與水?
- 溴化鋰:吸水性極強,可高效吸收水蒸氣,維持蒸發器低壓。
- 水:作為制冷劑,無毒且蒸發潛熱大,適合低溫制冷(0℃以上)。
總結
溴化鋰機組通過熱能使溴化鋰溶液濃度變化,驅動水在低壓下蒸發吸熱,實現制冷循環。這一過程巧妙利用熱能替代電力,特別適合有余熱資源的場合,是一種高效、環保的制冷技術。