首先介绍制冷循环特征
在标准大气压力条件(760mmHg)下,水要达到100℃才沸腾蒸发,而在低于大气压力(即真空)环境下,水的沸点会降低。如果在密封的容器里创造6mmHg的低压条件,水的沸点只有4℃。溴化锂溶液是一种吸水性极强的物质,可以连续不断地将周围的水蒸汽吸收过来,维持低压条件。
液体蒸发时必须从周围取得热量。把酒精洒在手上会感到凉爽,就是因为酒精吸收了人体的热量而蒸发。常用制冷装置都是根据蒸发除热的原理设计的。
直燃机以及其他溴化锂制冷机,都是利用这样一个原理设计的:水在真空环境下大量蒸发带走空调系统的热量,溴化锂溶液将水蒸汽吸收,将水蒸汽中的热量传递给冷却水释放到大气中去,将变稀了的溶液加温浓缩,分离出的水再次去蒸发,浓溶液再次去吸收,使制冷循环进行。
在这里,我们用通俗语言描述远大直燃机制冷循环状况:
吸收器
浓度64%、温度41℃的溴化锂溶液具有极强的吸收水蒸汽能力,当它吸收了蒸发器的水蒸汽后,温度上升、浓度变稀。从冷却塔来的流经吸收器的换热管的冷却水将溶液吸收来的热量(也就是空调系统热量)带走,而变稀为57%的溶液则被泵分别送向高温发生器和低温发生器加温浓缩。 蒸发器与吸收器在同一空间,压力约为6mmHg。 高温发生器(简称高发) 1400℃火焰将溶液加热到165℃,产生大量水蒸汽,水蒸汽进入低温发生器,将57%的稀溶液浓缩到64%,流向吸收器。高发压力约为690mmHg。
低温发生器(简称低发) 高发来的水蒸汽进入低发换热管内,将管外的稀溶液加热到90℃,溶液产生的水蒸汽进入冷凝器;57%的稀溶液被浓缩到63%,流向吸收器。而高发来的水蒸汽释放热量后也被冷凝为水,同样流入冷凝器。
蒸发器
从空调系统来的12℃冷水流经蒸发器的换热管,被换热管外的真空环境下的4℃的冷剂水喷淋,冷剂水蒸发吸热,使冷水降温到7℃。冷剂水获得了空调系统的热量,变成水蒸汽,进入吸收器,被吸收。
冷凝器
从冷却水流经冷凝器换热管,将管外的水蒸汽冷凝为水,把低发的热量(也就是火焰加热高发的热量)带进冷却塔。而冷凝水作为制冷剂流进蒸发器,进行制冷。 低发与冷凝器在同一空间,压力约为57mmHg。
高温热交换器(简称高交) 将高发来的165℃的浓溶液与吸收器来的38℃的稀溶液进行热交换,使稀溶液升温、浓溶液降温。165℃浓溶液经热交换后进入吸收器时变为42℃,回收了123℃温差的热量。
低温热交换器(简称低交) 将低发来的90℃的浓溶液与吸收器来的38℃的稀溶液进行热交换,90℃浓溶液经热交换后进入吸收器时变为41℃,回收了49℃温差的热量。 热交换器大幅度减少了高、低温发生器加温所需的热量,同时也减少了使溶液降温所需的冷却水负荷,其性能优劣对机组节能指标起决定性作用。
由于主体不参与供热运转,完全无磨损、无腐蚀,所以,分隔式供热比主体供热的直燃机寿命可以延长一倍以上,而高发全年不间断运转又减少了停机腐蚀,并且,由于整台机组只有燃烧机是旋转部件,因而故障率比制冷时降低70%以上。 分隔式供热成倍增加了产品附加值——减少设备劳损和故障,延长寿命,并提高可利用率。大幅度降低了产品生命周期成本。
供热循环特征
由于采用“分隔式供热”,使直燃机供热变得十分简单:燃烧的火焰加热溴化锂溶液,溶液产生的水蒸汽将换热管内的采暖温水、卫生热水加热,凝结水流回溶液中,再次被加热,如此循环不已。供热时,关闭3个冷热转换阀,使主体与高发分隔,主体停止运转。高发成为真空相变锅炉,采暖温水和卫生热水温度可以在95℃以内稳定运行。当热水温度为65℃时,高发内的压力约为240mmHg;热水温度为95℃时,高发内的压力约为707mmHg(比标准大气压力低53mmHg)。
与主体供热型机组不同,分隔式供热型机组可以在停止制冷、采暖时,单独提供卫生热水。