溴化鋰吸收式機組原理、分類與應用
溴化鋰吸收式制冷原理
溴化鋰吸收式制冷機是以溴化鋰溶液為吸收劑，以水為制冷劑，利用水在高真空下蒸發吸熱達到制冷的目的。
輸入熱能（蒸汽、直燃機、廢煙氣）使溴化鋰溶液在發生器中受到熱源加熱，溶液溫度提高直至沸騰，溶液中的水份逐漸蒸發出來，而溶液濃度不斷增大。
發生器中蒸發出來的冷劑水蒸氣向上經擋液板進入冷凝器，擋液板起汽液分離作用，防止液滴隨蒸汽進入冷凝器。冷凝器的傳熱管內通入冷卻水，所以管外冷劑水蒸氣被冷卻水冷卻，冷凝成水，此即冷劑水。
冷劑水進入蒸發器后，由于壓力降低首先閃蒸出部分冷劑水蒸氣。因蒸發器為噴淋式熱交換器，噴啉量要比蒸發量大許多倍，故大部分冷劑水是聚集在蒸發器的水盤內的，然后由冷劑水泵升壓后送入蒸發器的噴淋管中，經噴嘴噴淋到管簇外表面上，在吸取了流過管內的冷媒水的熱量后，蒸發成低壓的冷劑水蒸氣。由于蒸發器內壓力較低，故可以得到生產工藝過程或空調系統所需要的低溫冷媒水，達到制冷的目的。例如蒸發器壓力為872Pa時，冷劑水的蒸發溫度為5℃，這時可以得到7℃的冷媒水。
蒸發出來的冷劑蒸汽經擋液板將其夾雜的液滴分離后進入吸收器，被由吸收器泵送來并均勻噴淋在吸收管簇外表的中間溶液所吸收，溶液重新變稀。中間溶液是由來自溶液熱交換器放熱降溫后的濃溶液和吸收器液囊中的稀溶液混合得到的。為保證吸收過程的不斷進行，需將吸收過程所放出的熱量由傳熱管內的冷卻水及時帶走。中間溶液吸收了一定量的水蒸氣后成為稀溶液，聚集在吸收器底部液囊中，再由發生器泵送到發生器，如此循環不已。
相關部件，暖通南社此前課件曾多次介紹，這里不再重復介紹。
溴化鋰吸收式熱泵原理與應用
| 一類熱泵 | 二類熱泵 |
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制熱量：60～1000萬大卡；（一般情況下）
種類：蒸汽、燃氣、熱水； 性能系數：1.6~1.8； 適用：利用15~60℃的廢熱源，將20~50℃的應用水加熱到50~90℃； 功能：工業工藝、采暖、利用余熱廢熱制取熱水。 |
制熱量：60～1000萬大卡；（一般情況下）
種類：熱水等廢熱源； 性能系數：0.4~0.6； 適用：用的是60~100℃的廢熱，冷卻水在10~40℃時，輸出的熱水或蒸汽的溫度可在100~150℃； 功能：工業工藝、采暖、利用余熱廢熱制取工藝用熱水。 |
熱源范圍廣：利用地下水、河水、湖水、海水、城市污水、工業廢水等水源中的熱量作為低溫熱源。
驅動熱源：利用蒸汽、燃油或燃氣等作為驅動熱源，可用于采暖、制取溫水。
出水溫度高（最高可達95℃），供熱效率大幅提升。是能夠有效回收水源余熱的節能型產品。
吸收式熱泵在熱電行業中的應用：
1、利用汽輪發電機組的循環冷卻水作為低溫熱源水；
2、利用驅動汽輪發電機的蒸汽作為吸收式熱泵驅動熱源。
利用熱電聯供系統（電廠乏汽熱回收）供熱
以垃圾焚燒發電系統為例：垃圾焚燒爐產生的蒸汽經熱電廠汽輪機發電后，排出的乏汽作為吸收式熱泵的驅動熱源。焚燒煙氣處理過程中產生的廢熱水作為吸收式熱泵的低溫熱源。有效回收垃圾焚燒廢熱及汽輪機發電余熱，制取高溫熱水，用于區域供暖。
回收橡膠生產工藝中凝聚釜頂蒸汽的熱量
合成橡膠生產工藝中凝聚釜塔頂產生大量的汽提氣，其中水蒸汽占23%，需要將其冷凝經過油水分離后循環利用，凝聚釜塔底系統需要大量蒸汽加熱。
此系統是利用凝聚釜頂部96.5℃廢熱蒸汽作為熱源，提供凝聚釜塔底加熱器所需要的106℃蒸汽熱源，大幅度降低生產過程中對蒸汽的消耗量，減少二氧化碳排放，對石化順丁橡膠項目節能降耗提高經濟性具有非常重要的作用。
回收多晶硅生產工藝中余熱水熱量
多晶硅生產工藝中氫還原爐有100~120℃循環水，需要冷卻到90℃供氫還原工藝使用。而在精餾工藝中需要大量低壓蒸汽，同時在冷凍干燥、精餾塔冷凝回流、辦公樓空調等場所都需要冷水。
應用吸收式二類熱泵，利用循環余熱水的熱量，制取高溫熱水，閃發產生低壓蒸汽，為精餾塔提供低壓蒸汽，可以節省為提供蒸汽而消耗的天然氣或煤等燃料。
應用熱水型溴化鋰機組，利用循環余熱水的熱量，制取低溫冷水用于冷凍干燥、精餾塔冷凝回流，辦公空調等，可以節省為提供冷水所消耗的電能或蒸汽等。
直燃式溴化鋰空調機房設計
直燃型溴化鋰吸收式制冷機(以下簡稱直燃機)適用于以下地區，本文講解直燃型溴化鋰吸收式制冷機機組機房設計的總體方案，以及具體措施：
? 用戶所在地區具有豐富的燃油，燃氣資源；
? 當地環保要求不允許采用燃煤鍋爐，且用電緊張或電費昂貴；
? 燃油、燃氣均可使用的場合，應認真研究、權衡使用燃氣或燃油的得失。一般優先考慮使用城市煤氣，若無城市煤氣供應時，應考慮使用輕油。重油的含硫量較高，一般不宜采用。
直燃機機型的選擇
直燃機從其利用的能源可分為燃油型、燃氣型及油、氣兩用型；從功能上可分為三用型(具備制冷、采暖、衛生熱水三種功能)、空調型(具備制冷、采暖功能)和單冷型(只具備制冷功能)。單冷型較前兩種便宜，三用型與空調型價格接近。選用時應根據用戶的供水參數要求；還應進行經濟比較，以減少機房的一次投資。
負荷的確定
確定直燃機的冷(熱)負荷，除在計算空調負荷的基礎上，增加機組本身和水系統的冷(熱)損失(一般為l0％～15％)外，尚應考慮冷(熱)水和冷卻水產生的污垢因素，對產冷(熱)量進行修正。機組在制冷的同時制衛生熱水，則制冷量相應降低，除非加大高壓發生器，這一因素亦應考慮。不同的冷(熱)負荷的建筑物，應選擇相應的直燃機。
一般直燃機的額定供熱量是其額定制冷量的80％左右。但也可根據用戶的要求，選擇供熱量大于或等于制冷量的特殊機型。直燃機的供熱量是指供暖熱量與衛生用熱水熱量之和，或二者之一(二者均能單獨達到額定供熱量)。
臺數的確定
一般選用2—4臺直燃機，中小型工程選用2臺，較大型選3臺，大型選4臺。機組之間考慮互為備用和輪換使用的可能性。從便于維修管理的角度考慮，盡量選用同機型、同規格的機組，從節能的角度考慮，必要時也可選用不同機型、不同負荷的機組搭配組合的方案。
工作壓力的確定
直燃機的工作壓力，直接影響其成本造價及系統運行的安全可靠性，應根據相應空調水系統、供暖水系統、衛生熱水系統在機組設置標高處的工作壓力，來分別確定直燃機蒸發器、冷凝器及熱水器的工作壓力。國產直燃機的蒸發器、冷凝器及熱水器管束的工作壓力為0.8MPa(普通型)，可滿足一般建筑物的使用要求，設計選型時，應優先考慮，以降低設備成本。對于設在高層或超高層建筑物地下室或底層的直燃機組，其承壓往往超過0,80MPa。如果認為采用空調水系統豎向不分區的方案安全可靠且經濟合理時，可向廠方特殊訂貨選用工作壓力為0.81—1.6MPa的加強型機組。否則，應采取水系統分區等減壓措施，降低底部機組的承壓，使成本較低的普通型機組得以應用。
燃料的確定
選用何種燃料，應根據當地燃料供應情況和經濟技術比較結果確定。當有可靠的氣源(城市煤氣或天然氣等)，應首先采用燃氣；當只有油源(輕油或重油)，應首先考慮采用輕油(柴油)。輕油系統較重油系統簡單，運行管理方便，不需要加熱輸油管。當然，如果有便宜的重油來源，也應加以考慮。如果用戶預知燃氣不能完全滿足需要(每天的用氣高峰致使氣量不足或年內某一季節氣量不足)時，可選擇油、氣雙燃料兩用型機組，以滿足不同階段供應不同燃料的特殊情況。雙燃料機組由于它備有雙重功能，價格較貴，用戶應將初投資的增加與運轉費的降低加以比較，進行合理選擇。
應遵循的規范
GB50736-2012 民用建筑供暖通風與空氣調節設計規范
06R201 直燃型溴化鋰吸收式制冷（溫）水機房設計與安裝(國家建筑標準設計圖集)
GB50041-2008 鍋爐房設計規范
GB50016-2014 建筑設計防火規范
GB50028-2006 城鎮燃氣設計規范
機房設計要點
一、機房設備布置
機房的設備布置和管道連接,應符 合工藝流程，并應便于安裝、操作與維修。
首先滿足直燃機組本身的要求，應留出維護空間，機組周圍基本空間不小于上方1.2m，左右各 1.2m，前后的一端1.5m，另一端留出洗管空間(相當于機體長度的70 %以上，以利于清洗機內換熱管)。洗管空間亦可以利用門、窗，其次還應考慮泵房 、水處理設備間 、配電控制室、日用油箱油泵間等附屬用房的尺寸。油箱間按防火規范作防火處
二、機房排水
機組冷凍水進出口接管處會產生凝結水，外部管路系統閥門會有泄漏，遇到緊急情況時，還必須從放水閥排出大量的水，一旦漲水，將引起電路故障和機組銹蝕 。因此，機房排水十分重要。由此，設備基礎應高出機房地坪50～100mm ，機組四周地面設置100×100mm排水明溝，排水溝底設坡度使水能順利排出機房；機房內所有泄水管、信號管均置于排水溝上可見處，不能埋入溝內。
三、機房通風
機房通風量應滿足直燃機燃料燃燒所需 的空氣量，避免機房出現負壓而引起燃燒不良，另一方面應保證機房的正常通風換氣次數(3～10次/h)，以防止形 成爆炸混合物和因機房潮濕而腐蝕機組。因此，直燃機機房應設置可靠的通風裝置。設計時機房設置一臺軸流風機，其送風量為上述兩值之和 (即必需燃燒空氣量與通風換氣量之和)。單位燃料燃燒發熱量所需空氣量按0.36m3/kJ設計。
機房水系統設計
水系統包括制冷冷水系統、供暖熱水系統、衛生熱水系統和冷卻水系統，見下圖
1) 空調冷、熱媒采用閉式機械循環系統，水路系統設計為雙管制，冬、夏季切換使用，冷、熱水循環泵采用同一組水泵。機房內設集水器和分水器，分3支路，分別供給3個使用區使用。集、分水器之間設壓差旁通閥，以保證通過直燃機流量的穩定。
2) 水系統管徑按經濟流速確定，管徑計算公式如下：
d= 103(4L /πv3600)1/2 ( mm)
=1818 (L/v)1/2( mm)
式中 L —水流量 (m3/ h) ;
v —計算流速 ( m/ s) 。
3) 水泵揚程確定 。冷溫水泵的揚程為設備阻力和管路 及各部件阻力之和，再乘以 1.1～1.2 的安全系數。冷卻水泵的揚程為冷卻水供、回水管道和部件(控制閥 、過濾器、冷凝器)的阻力、冷卻塔積水盤水位到布水器之間的高差和布水器所需壓頭之和，再乘以 1.1～1.2 的安全系數。
4) 減少水系統阻力的措施。減少水系統阻力，降低水泵揚程，從而減少電耗，對空調用戶有長遠的影響。減少阻力，除按經濟流速合理選擇管徑外，還應重點減少局部阻力，本設計考慮以下措施：
①用阻力很小的蝶閥代替截止閥；
②選用阻力較小的過濾器，過濾器前后設壓力表，以便運行中觀察堵塞狀況，及時清洗(運行中經常遇到過濾器消耗 0.1～0.2MPa的壓力，極力避免)；
③較大管徑的管路三通連接處采用斜三通方式 ，以減少水流阻力；
④參考局部阻力值，選取阻力小的閥門、管件 、三通方式。
5) 機組冷溫水 、冷卻水和衛生熱水的出、入口均設置 減振軟接頭，機組外管路的重力均由支架或吊架承受，以避免直燃機承受重力和震動。同時各水泵進出管口均設隔震軟接頭，水泵基座下采用減震墊，以減輕其運轉噪聲。
6) 由于直燃機的冷卻水、冷溫水、衛生熱水必須采取過濾措施，本設計中機組冷溫水、冷卻水入口及各循環泵入口均設過濾器，規格為 8～10 目。
7) 直燃機衛生熱水出口設置了安全閥(常規鍋爐安全閥)，以便在其出口閥門關閉后而又忘記開泄水閥時，能將機組加熱引起的壓力消除。安全閥啟動值為該管道工作壓力的1.05～1.15 倍，但不小于工作壓力+0.07MPa，最高不能超過0.8MPa。安全閥泄水口接至地面排水溝 。
8) 冷溫媒水系統用水一律為軟化水。系統的補水由空氣定壓裝置中的壓力控制器控制，以保證系統穩定的工作壓力。冷卻水系統及衛生熱水系統采用電子水處理方法，即在直燃機入口管道上安裝電子水處理裝置，以達到除垢防垢、除銹防銹、防腐脫色等目的 。
機房水系統節能設計
由于直燃機房水泵的耗電量占到了全部中央空調系統耗電量的70%以上，減少水泵運行電耗是機房水系統節能 設計的重要環節。另一方面，直燃機能力是按照全年最大負荷確定的，而全年最熱及最冷的天氣只有幾天，中央空調系統大多是在低負荷下運行。單機組運行的空調系統，為了提高機組運行可靠性及在低負荷運行時降低能耗，除直燃機采用了人工智能控制，機組負荷的調節通過檢測水溫的變化以控制燃燒器的火焰及燃料供應量來實現(出力可在10 %～100%之間無級調節)外 ，水系統中冷卻水泵、冷溫水泵的控制均采用了變頻器，以達到節電運行的目的。另冷卻塔風機啟停調節也利用變頻器控制 。
1) 冷溫水泵配變頻器，夏季冷負荷變化時，變頻器可使循環流量在100%～ 50% (下限)間變化，泵電耗明顯減少。流量減少為額定流量的70%時，電機功率為額定功率的40 % 。流量減少到 50 %時，電機功率減少到約15%。冬季供暖時，可將循環流量調至額定流量的50 %，此時，電機功率為額定功率的15% 。
2) 冷卻水泵配變頻器，夏季低負荷時，可使循環流量在額定流量的20%～100%間變化，此時，電機功率約在10%～100%間變化 。
由于變頻器的啟動 、停止過程是漸快 、漸慢式，故能消除電機啟動對電網的沖擊。并且使用變頻器后電機經常處于低負荷運行，延長了電機及水泵、風機的使用壽命，并可避免電機因過載而引起的故障。另一方面設備運行噪 音及振動均減小，減輕了對工作人員的干擾，同時因系統流量的減小，故對管路承壓及所受沖擊力減小，由此延長了管道、閥門 、末端設備的使用壽命 。
機房燃油系統設計
1） 油路系統設計
采用單管系統，在燃燒器附近設自動排氣閥，見下圖。
2) 室外貯油罐的設置。為減少占地面積、貯油罐與建筑物的防火間距，且便于安裝，貯油罐采用直埋臥式金屬貯油罐。其容積控制在10m3 ，直接埋于機房附近，并將面向油罐一面4m范圍內的建筑物外墻改造為防火墻。油罐設置檢查孔 (人孔) 和操作井，并通向地面。其注油閥、油位探測器 、呼吸閥等設置在地面以上安全處。油罐通氣管公稱直徑≥50mm 。
3) 室內日用油箱的設置 。在機房油箱間 (耐火等級不低于二級的單獨房間) 內設鋼板制作密閉式油箱一個，容積為1m3。油箱底高于直燃機燃燒器的油泵2m , 以保證燃燒器的供油泵有足夠的灌注頭，油箱上向室外接通氣管，其上設阻火透氣帽，油箱內設油位控制器，油位高、低位報警裝置與供油設備連鎖，油箱緊急排油管通至室外貯油罐中。
4) 供油泵的設置。室外貯油罐中的油通過供油泵送至室內日用油箱。日用油箱同設在油箱間內，供油泵揚程按供油管線總阻力及貯油罐和日用油箱之間的油位高差確定。供油泵的啟停由日用油箱的油位傳感器信號控制，低油位時開泵，高油位時停泵。
5) 油過濾器的設置。油過濾器的選型與位置，對直燃機的安全運行極為重要 。如渣物流入燃燒機，將導致燃燒惡化、爆燃、熄火，會很快使燃燒器油泵、電磁閥損壞。因此，在直燃機供油管路上設置二級過濾器：日用油箱出口處設60目中過濾器 , 燃燒器入口處設小于120目細過濾器 。供油泵入口設8～12 目過濾器，以濾除油中的雜質 ,減少油泵的磨損，延長油泵的壽命。
6) 管材及安裝：油管采用無縫鋼管焊接，施工前應徹底清除管內銹渣，安裝后進行吹灰和0.8MPa試壓，確保不漏 。管徑按管內油速≤0.3m /s設計，采用順坡敷設，坡≥0.003 。油管及附件的外表面涂刷防腐涂層,室外埋地油管外表面采用加強級的防腐保護層，管道進入建筑物處設置密封隔斷。管道避免形成集氣彎和集污彎，在管道局部最高處和管道系統的最高處設排氣閥，最低處設排污閥。管道設靜電接地裝置。
機房排氣系統設計
機房的排氣系統系直燃機的排煙，機組的排煙量由設備制造廠提供，煙氣由鋼煙道通至室外高空排放。
1） 煙道及煙囪截面尺寸
直燃機的排氣口尺寸直接定為煙道煙囪尺寸，保證水平方向長度超出8m 后，每超出1m截面積增大5%。
F（截面積m2）=Q/V（Q為機組排氣量m3，V為煙道內煙氣流速，一般取3-5m）
2) 煙囪高度
按經驗公式確定：H = 0.6L +1.2N
式中H —煙囪高度，m ；
N —彎頭個數，不宜超過 4 個 ;
L —水平煙道長度 (不宜超過25m)，m 。
3) 煙道及煙囪材料及保溫。煙道采用4mm 普通鋼板制作，外壁刷煙囪漆。室內鋼煙道作保溫處理，室外煙道部分在鋼煙道沿墻安裝完后再砌磚煙道。
4) 附件：煙道出口設置防雨、防風及避雷裝置，設置 水封結構凝水排放管(管徑DN25)，連續排除凝水，延緩煙道腐蝕和結垢；在立式煙囪底部設除塵門，水平煙道適當部位設檢查門，檢查門法蘭處以石棉帶密封；穿越墻壁的煙道應保溫，并用保溫材料填實縫隙；煙道重量由支架或吊架承受，絕不可由機組承受。
5) 煙囪口的位置：煙囪口的位置應考慮煙氣中CO2及熱量對環境的影響。遠離或高于冷卻塔，高于周圍1m內建筑物1m 以上，盡可能讓機房人員便于觀察。
故障分析與維護
雙效溴化鋰吸收式制冷機：
應網友要求解釋下，雙效溴化鋰吸收式制冷機：所謂雙效溴化鋰吸收式制冷機，就是在機組中同時裝有高壓發生器和低壓發生器，在高壓發生器中采用壓力較高的蒸汽加熱，所產生的高溫冷劑水蒸汽用來加熱低壓發生器，使低壓發生器中的溴化鋰溶液產生溫度更低的冷劑水蒸汽。進一步提高了機組的熱效率。
工作原理
1、在1個大氣壓下（760mmHg）水在100℃沸騰蒸發。如果把水送到山上去燒，水的沸點就會降低。
2、把一個密閉的容器分成兩部分，中間用格柵隔開。在容器一側中裝入部分水，用真空泵抽真空，當容器中的壓力在6mmHg的時候，水4℃就沸騰蒸發。
3、在這個密閉的容器一側中放置一個冷水回路，如果進水是12 ℃，經過密閉的容器，出來后水的溫度就是7 ℃，外界的冷水溫度被降低了5 ℃。有水的部分稱為蒸發器。
4、隨著水的蒸發，使容器中的壓力不斷上升，蒸發溫度上升，使得冷媒在4℃不能蒸發，排出的冷水溫度也逐步上升，為了連續排出7 ℃的冷水，容器中的壓力必須保持在6mmHg。
5、為此，在容器另一側中裝入部分溴化鋰溶液，由于溴化鋰溶液的特性吸水性強、沸點：1265℃，溴化鋰溶液通過柵板，吸收蒸發的水蒸氣，溴化鋰溶液的濃度為此降低。有溴化鋰溶液的部分稱為吸收器。
6、把溴化鋰溶液送到有外部加熱的地方提純后，用冷卻水冷卻后返回吸收器。外部有熱源的地方，稱為高、低溫再生器。
