4　蒸汽双效溴化锂吸收式制冷循环

4.1　热驱动制冷系统介绍

热驱动制冷系统利用太阳热能而不是电能来产生制冷效应。常用的制冷技术有吸收式制冷、吸附式制冷和热驱动除湿。其利用工质对的物理或化学吸引力来产生制冷效应，可以不经过机械能或者电能直接将热能转换成冷能。吸收式制冷机常用的吸附剂为液态，如LiBr-H2O及NH3-H2O；而吸附式制冷则采用固体吸附剂，如沸石。［52-54］

吸收式制冷是最常用的太阳能制冷方式。吸收式制冷系统的选择主要是依据太阳能集热器而定的，当太阳能集热器的温度可以达到150℃左右时，一般会选择COP可达1.4的双效吸收式制冷，而温度较低的时候选择C0P在0.6～0.8间的单效吸收式制冷。

表4-1　吸收式制冷及概况［4，53-56］

吸收式制冷及概况见表4-1。根据复杂程度可以分为单效、双效和三效等。单效溴化锂是溴化锂制冷机中的基本形式，这种制冷剂可采用低势热能，通常采用0.03～0.15MPa（表）的饱和蒸汽或80～150℃的热水为热源。但是机组热力系数较低，专门配锅炉提供驱动热源是不经济的。而利用余热、废热、太阳能等预案，特别在冷热电联供中配套使用有明显的节能效果。

溴化锂（LiBr）是一种强电解质，由卤族中的溴元素（Br）和碱金属锂（Li）组成。即使在常温下，它的溶解度也非常大，其饱和溶液质量分数在常温可达60%左右。

本文针对一双效并联溴化锂吸收式制冷进行模拟。蒸汽双效并联溴化锂吸收式制冷机的主要部件有高压发生器HG、低压发生器LG、高温换热器HX、低温换热器LX、冷凝器CO、蒸发器EV、吸收器AB、节流装置V、溶液泵及冷剂泵等。图4-1为系统流程示意图，图4-2为各状态点示意图，Ph为高压发生器压力曲线，Pl为低压发生器压力曲线，Pk为吸收器压力曲线。

图4-1　吸收式制冷机原理图［56］

图4-2　吸收式制冷各状态点

溶液回路：在吸收器AB中吸收了冷剂浓度变低的稀溶液（过程6-2），被溶液泵加压，经过溶液热交换器（HX，LX）中被来自于发生器（HG，LG）的高温浓溶液加热后进入发生器（过程2H-7H，21-7L）；发生器的浓溶液经过溶液热交换器被来自于吸收器的稀溶液降温（4H-8H，4L-8L）。 8H点的浓溶液与8L点的稀溶液混合形成8点的中间溶液然后进入吸收器AB中。

冷剂回路：高温蒸汽等进入高压发生器HG，将其中溴化锂浓溶液加热（7H-4H），进一步浓缩，产生的水蒸气（3Hv）进入低压发生器中充当热源，被冷却至3H状态后进入冷凝器。相似的过程发生在低压发生器中，处于状态点3 Lv的水蒸气进入冷凝器中。进入冷凝器中的冷剂蒸汽被冷却水冷却成液态（3）。液态制冷剂经过节流降压到状态点1，进入蒸发器，吸收来自于冷冻水的热量，使冷冻水温度降低。气化后的冷剂蒸汽1v进入到吸收器中被其中的溴化锂稀溶液吸收。