淺談溴化鋰吸收式機組的應用

蔣世杰 齊帥 潘曉東 韋杰（呼和浩特石化公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070）

工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中往往產(chǎn)生大量的余熱。對高、中溫（200℃以上）余熱資源，主要采用直接回收和動力回收（如余熱鍋爐）。對于大量品位較低的低溫余熱（≤200℃）回收，吸收式機組就可以充分發(fā)揮作用。溴化鋰吸收式機組以水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑，靠消耗一定熱能，把低溫介質(zhì)的熱量傳遞給高溫介質(zhì)，完成制冷或制熱的過程。

1 機組簡介

公司制冷站有2臺溫水型單效溴化鋰制冷機組，是大連三洋制冷有限公司生產(chǎn)的LCC-72溫水型吸收式制冷機組，為公司綜合辦公樓、中心化驗室、中心控制室、職工食堂和重整裝置配電室提供7℃的空調(diào)冷水。制冷機主要由發(fā)生器、冷凝器、吸收器、和蒸發(fā)器四部分組成，其中發(fā)生器和冷凝器作為一個連通的整體，位于機體上部；吸收器和蒸發(fā)器作為一個連通的整體，位于機體下部。

機組利用余熱回收站供水（95/80℃）的熱量作為驅(qū)動熱源，加熱發(fā)生器（再生器）中的溴化鋰稀溶液，使其蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)出的制冷劑（水蒸汽）進入冷凝器。由于循環(huán)水場的循環(huán)水冷卻冷凝器，其中的水蒸氣冷凝，壓力為該溫度下的水的飽和蒸汽壓。由于此壓力很低（絕壓約為0.075MPa），且冷凝器與發(fā)生器直接連通，所以稀溶液即使由溫度較低的余熱加熱也同樣能夠濃縮再生。冷凝器中的凝液水噴淋進入下部的蒸發(fā)器，吸收空調(diào)回水（12℃）中的熱量后，使其變?yōu)?℃的空調(diào)冷水。由于此壓力很低（絕壓約為0.008MPa），且蒸發(fā)器與吸收器連通，從發(fā)生器再生后噴淋進入吸收器的溴化鋰濃溶液吸不斷的吸收水蒸氣，所以制冷劑水可以在蒸發(fā)器中汽化。吸收器下部的稀溶液由泵加壓后進人上部的發(fā)生器，完成溶劑循環(huán)。

2 系統(tǒng)優(yōu)點

單效型溴化鋰吸收式制冷機的熱力系數(shù)較低，約0.65-0.7，若專配鍋爐提供驅(qū)動熱源當然是不經(jīng)濟的。其優(yōu)勢在于可以利用余熱、廢熱、生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的排熱等為能源，有著明顯的節(jié)能效果。從運行角度上，吸收器的稀溶液泵功率為5.5KW，蒸發(fā)器的冷機泵功率為3.7KW，制冷機組運行耗電很少；外送冷水泵單臺功率為185KW，是集中式制冷站的主要耗電設備。夏季工況各建筑物總空調(diào)設計冷負荷3733KW，同比情況下，按照1級能源效率等級指標的冷水機組COP為6.10，電機驅(qū)動壓縮機的蒸汽壓縮循環(huán)冷水機組額定功率為612KW。不計循環(huán)水場的額外負擔時，吸收式制冷機組的電耗遠低于常規(guī)蒸汽壓縮式制冷機組。

3 節(jié)能運行

夏季工況溴化鋰制冷機組的實際運行時，由于空調(diào)房間人員逐時在室率的變化很大，夜間制冷機組常常需要停運。同時，部分室內(nèi)空調(diào)冷水管線由于保溫不善，其外壁的凝水聚集，影響了室內(nèi)的環(huán)境和衛(wèi)生。所以，調(diào)整空調(diào)冷水送出溫度存在必要性。呼和浩特地區(qū)的夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算干球溫度30.6℃，夏季空氣調(diào)節(jié)室外計算濕球溫度21℃，由此查濕空氣焓濕圖可知，狀態(tài)點的相對濕度約為43%，含濕量為露點溫度約為16.51℃。參考供冷工況人員長期逗留的舒適性空調(diào)的室內(nèi)設計參數(shù)，熱舒適度Ⅰ級的相對濕度為40%-60%，機房環(huán)境相對濕度適宜的范圍是45%-50%，故呼市地區(qū)室外新風夏季工況除濕需求不大，慮到輸送過程的損耗，故可適當提高供水溫度，以便保持系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運行。

4 拓寬使用范圍

溴化鋰吸收式機組工作的實質(zhì)是使用一定的熱能為代價，實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移。所以，溴化鋰吸收式機組除了用于制冷以外，也可以制熱。吸收式熱泵就是以溴化鋰溶液為吸收劑，以水為制冷劑，利用吸收式原理回收利用低品位熱源（30-70℃最佳）的熱量，向高溫處輸送熱量，制取高溫水。它具有節(jié)約能源、保護環(huán)境的雙重作用。類似于制冷機組的循環(huán)水路徑，熱泵機組以吸收器中的吸收熱和冷凝器中的冷凝熱制取高溫熱水。第一類吸收式熱泵也稱增溫型，著眼于提高供熱性能系數(shù)（1.2-2.5），以少量高溫熱能為驅(qū)動熱源，產(chǎn)生大量中溫熱能。第二類吸收式熱泵也稱升溫型，以中溫熱為驅(qū)動熱源，制取熱量少于但溫度高于中溫熱源的熱量。熱量核算時，輸入再生器和蒸發(fā)器的總低溫熱能，接近50%的熱量在吸收器內(nèi)升溫后輸出，稍大于50%的熱量在冷凝器中由循環(huán)水帶入環(huán)境排放，故第二類吸收式熱泵性能系數(shù)較低（0.4-0.5），但是利用余熱制取175℃以下的熱水或蒸汽，節(jié)能效果顯著，并得到推廣。

5 結語

工業(yè)企業(yè)在生產(chǎn)過程中往往產(chǎn)生大量的余熱，根據(jù)行業(yè)不同，余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%-67%，可回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60%。除了吸收式機組以外，低溫余熱發(fā)電技術也逐漸興起。將余熱資源利用好，勢必給企業(yè)和社會帶來巨大的經(jīng)濟效益。

[1]彥啟森,石文星,田長青.空氣調(diào)節(jié)用制冷技術[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010.

[2]趙榮義,范存養(yǎng),薛殿華,錢以明.空氣調(diào)節(jié)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2009.

[3]馬最良,姚楊,姜益強.暖通空調(diào)熱泵技術[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2008.