1、溴化鋰吸收式制冷機各部件作用與制冷循環(huán)
只要是利用液態(tài)制冷劑蒸發(fā)吸收載冷劑熱量完成制冷任務(wù)的，無論什么型式的制冷系統(tǒng)，都不可能離開冷凝器和蒸發(fā)器。冷凝器的作用就是把制冷過程中產(chǎn)生的氣態(tài)制冷劑冷凝成液體，進入節(jié)流裝置和蒸發(fā)器中，而蒸發(fā)器的作用則是將節(jié)流降壓后的液態(tài)制冷劑氣化，汲取載冷劑的熱負荷，使載冷劑溫度降低，達到制冷的目的。
在吸收式制冷中，發(fā)生器和吸收器兩個熱交換裝置所起的作用。相當于蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)中的壓縮機的作用，因此，常把溴冷機吸收器和發(fā)生器及其附屬設(shè)備所組成的系統(tǒng)，稱為“熱壓縮機”。發(fā)生器的作用，是使制冷劑（水）從二元溶液中汽化，變?yōu)橹评鋭┱羝?，而吸收器的作用，則是把制冷劑蒸汽重新輸送回二元溶液中去，兩熱交換裝置之間的二元溶液的輸送，是依靠溶液泵來完成的。
由此可見，溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)必須具備四大熱交換裝置，即：發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器和吸收器。這四大熱交換裝置，輔以其他設(shè)備連接組成各種類型的溴化鋰吸收式制冷機。圖5-2為吸收式制冷循環(huán)原理框圖。
圖中上半部分，貫穿四個熱交換裝置，虛線所示為制冷劑循環(huán)，由蒸發(fā)器、冷凝器和節(jié)流裝置（即調(diào)節(jié)閥10）組成，屬于逆循環(huán)。圖中下半部分，實線所示循環(huán)回路，是由發(fā)生器、吸收器、溶液泵及調(diào)節(jié)閥組成的熱壓縮系統(tǒng)的二元溶液循環(huán)，屬于正循環(huán)。以上循環(huán)是不考慮傳質(zhì)、傳熱及工質(zhì)流動的系統(tǒng)阻力等損失的理論循環(huán)。正循環(huán)為卡諾循環(huán)，具有最大的熱效率，逆循環(huán)為逆卡諾循環(huán)，具有最大的制冷系數(shù)。因此由這樣一個正循環(huán)與一個逆循環(huán)聯(lián)合組成一個以熱力為主要動力，輔以少量電能驅(qū)動溶液泵所構(gòu)成的吸收式制冷機，具有最大的熱力系數(shù)。
圖1吸收式制冷循環(huán)
冷凝器；2-蒸發(fā)器；3-發(fā)生；4-吸收器5-冷卻水管；6-蒸汽管；7-載冷劑管；8-溶液泵；9-制冷劑泵；11-調(diào)節(jié)閥
圖2為單效溴冷機原理流程圖
1-冷凝器；2-發(fā)生器；3-蒸發(fā)器；4-吸收器；5-熱交換器6-u—形節(jié)流管；7-防結(jié)晶管（“j”形管）；8-發(fā)生器泵；9-吸收器泵；10-蒸發(fā)器泵；11-抽真空裝置；12-溶液三通閥
2、單效溴化鋰吸收式制冷機工作原理
1、高、低壓筒
通常將發(fā)生器和冷凝器密封在一個筒體內(nèi)，稱為高壓筒，發(fā)生器產(chǎn)生的冷劑蒸汽，經(jīng)擋液板直接進入冷凝器。為了便于冷劑蒸汽的吸收，縮短冷劑蒸汽的流程，將工作壓力較低的蒸發(fā)器與吸收器密封于另一個筒體內(nèi)，稱為低壓筒。高壓筒在上，低壓筒在下的布置，有利于濃溶液靠重力與壓差自動從發(fā)生器回流至吸收器，減少動力消耗。
高、低壓筒之間的壓差平衡，由裝在兩筒之間管路上的節(jié)流裝置來保持。在溴冷機系統(tǒng)中，這一壓差相當小，一般只有6.5~8kpa，只要7.0~8.5kpa就可控制住上下筒的壓力平衡。因此，節(jié)流裝置多采用u形管就可滿足需要。當然也可用節(jié)流短管或節(jié)流小孔做節(jié)流裝置。
2、熱交換器
為充分利用熱能，提高整機熱效率，更加完善制冷循環(huán)，需增添熱交換器。因為從發(fā)生器流出的濃溶溫度較高，離開吸收器的稀溶液溫度又相當?shù)汀馊芤涸谖幢焕鋮s到吸收器壓力相對應(yīng)的溫度前，不能夠很好地吸收冷劑水蒸氣。而稀溶液又必須升溫，加熱到與發(fā)生器壓力相對應(yīng)的溶液飽和溫度，方可開始沸騰。因此，通過增加溶液熱交換器，使?jié)馊芤汉拖∪芤涸诟髯赃M入吸收器與發(fā)生器之前，高溫液體與低溫液體在熱交換器中彼此進行熱量傳遞，冷熱互換充分發(fā)揮熱效應(yīng)。稀溶液溫度升高后進入發(fā)生器，就使制冷劑蒸汽在發(fā)生器內(nèi)即刻發(fā)生。而濃溶液的溫度下降，可使冷劑蒸汽在吸收器內(nèi)很容易被吸收。如此就能保證溴冷機組的良性循環(huán)，提高整機的制冷效率（見圖2中5）。
3、抽真空的必要性
由于溴冷機內(nèi)部是處于真空狀態(tài)下運行的，因此必須使蒸發(fā)器及吸收器在運行中保持穩(wěn)定的真空度，所以對設(shè)備的氣密性要求較高。全部溶液泵均采用結(jié)構(gòu)緊湊、密封性能良好的屏蔽泵，調(diào)節(jié)閥門采用真空隔模閥，以及其他的密封性措施等等。盡管全部系統(tǒng)都采用嚴格的密封措施，但因制冷系統(tǒng)內(nèi)的絕對壓力很低，與系統(tǒng)外的大氣壓力存有較大的壓差，外界空氣仍有可能滲入系統(tǒng)內(nèi)。同時，運行中因溴化鋰對金屬的腐蝕作用，也會產(chǎn)生一些不凝性氣體。當不凝性氣體積聚到一定數(shù)量，就會破壞機組的正常工作狀況，嚴重時甚至?xí)怪评錂C組的制冷循環(huán)停止。故要及時地排除滲入機內(nèi)的空氣及不凝性氣體，溴冷機組必須配備一套專門抽真空的裝置。
4、溴化鋰吸收式制冷循環(huán)過程
1）發(fā)生過程
發(fā)生器泵8汲取吸收器4內(nèi)的溴化鋰稀溶液經(jīng)熱交換器5被高溫濃溶液加熱升溫后，輸送至發(fā)生器2內(nèi)。發(fā)生器內(nèi)的稀溶液被通過發(fā)生器管簇內(nèi)的蒸汽加熱，溫度繼續(xù)升高，并在發(fā)生器內(nèi)沸騰，冷劑水不斷地從稀溶液中以水蒸氣的形式析出。溴化鋰溶液被濃縮，溶液的濃度逐漸增加。
在發(fā)生器內(nèi)，溴化鋰稀溶液被升溫加熱產(chǎn)生冷劑蒸汽，變?yōu)殇寤嚌馊芤?，是有一定變化范圍，單效溴化鋰制冷機一般控制在3.5%~6%。這一溶液濃度的變化范圍，稱放氣范圍（也叫濃度差）。放氣范圍是溴冷機運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟性能指標，對制冷量控制及其能耗有重要意義。
2）冷凝過程
在發(fā)生器內(nèi)，稀溶液中析出的冷劑水蒸氣進入冷凝器1中，淋灑在冷凝器管簇外表面釋放出凝結(jié)熱，凝結(jié)成冷劑水，該凝結(jié)熱通過流經(jīng)管簇內(nèi)的冷卻水吸收，由冷卻水將凝結(jié)熱量攜帶排至制冷系統(tǒng)外。
3）節(jié)流過程
冷凝過程產(chǎn)生的冷劑水，通過u形管節(jié)流進入蒸發(fā)器3。u形管不僅起到控冷劑水流量和維持上下筒之間壓力差的作用，而且還起到一定的水封，防止上下筒之間壓力串通，破壞上下筒之間的壓力差，影響制冷劑的蒸發(fā)與吸收。
4）蒸發(fā)過程
進入蒸發(fā)器3的冷劑水，由于壓力急劇下降，一部分冷劑即刻閃發(fā)，溫度降低。尚未閃發(fā)的冷劑水經(jīng)蒸發(fā)器管簇外表面向下，積聚至蒸發(fā)器水盤與液囊內(nèi)，由蒸發(fā)器泵10輸送并噴淋在蒸發(fā)器管簇外表面下。吸收通過蒸發(fā)器管簇內(nèi)載冷劑的熱量而蒸發(fā)為制冷劑蒸汽，進入吸收器4。在蒸發(fā)器內(nèi)被冷卻后的載冷劑，由載冷劑泵送至使用低溫水降溫、去濕的空氣調(diào)節(jié)室，或生產(chǎn)工藝過程冷卻用低溫水的設(shè)備。
5）吸收過程
發(fā)生器內(nèi)的稀溶液由于發(fā)生出冷劑蒸汽而形成溫度較高的濃溶液，依靠上下筒的壓力差和溶液本身的重量，流經(jīng)熱交換器被低溫稀溶液吸熱降溫后，自流進入吸收器4，與吸收器中的溶液混合成中間濃度的濃溶液，由吸收器泵9輸送并噴淋到吸收器管簇外，吸收從蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的冷劑蒸汽后使溶液濃度降低。由中間濃度的濃溶液變成稀溶液后集至發(fā)生器泵進口處的液囊中。吸收過程中放出的吸收熱，被通過吸收器管簇內(nèi)的冷卻水汲取帶到制冷系統(tǒng)外。液囊中的稀溶液再次經(jīng)發(fā)生器泵壓入發(fā)生器 ，溴化鋰溶液從此進入第二個制冷循環(huán)。
吸收器和冷凝器所需要的冷卻水，由冷卻水系統(tǒng)輸送?？刹捎弥绷魇嚼鋮s水系統(tǒng)或采用冷卻塔循環(huán)式冷卻水系統(tǒng)。冷卻水通過冷凝器與吸收器的管路聯(lián)接方式，采用串聯(lián)或并聯(lián)均可。目前溴化鋰吸收式制冷機組采用串聯(lián)流程方式的為多。
單效溴化鋰吸收式制冷機，除了雙筒式制冷機外，還有一種用于小型制冷量的單筒式溴化鋰吸收式制冷機。就是將發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器四部分均設(shè)置于同一筒體內(nèi)。按壓力大小分為高壓艙，上部為高壓艙，下部為低壓艙。兩艙之間采用真空絕熱或隔層中填充絕熱材料的方法，防止熱量傳遞。如圖3為單筒式溴化鋰吸收式制冷機原理流程圖
圖3單筒式溴化鋰制冷機原理圖
1-發(fā)生器；2-冷凝器；3-蒸發(fā)器；4-吸收器；5-熱交換器；
6-u形管；7-蒸發(fā)器泵；8-發(fā)生器泵；9-吸收器泵
3、雙效溴化鋰吸收式制冷機制冷原理
雙效溴化鋰吸收式制冷機，比單效制冷機增加了一個高壓發(fā)生器，又稱高壓筒，低壓部分與單效機的結(jié)構(gòu)相近，也是由上下兩筒組成，因此，雙效機的一般形式為三筒式。圖4為雙效溴冷機原理圖。
圖4雙效溴化鋰吸收式制冷機原理圖
1-高壓發(fā)生器；2-冷凝器；3-低壓發(fā)生器；4-蒸發(fā)器；5-吸收器；6-高溫?zé)峤粨Q器；7-低溫?zé)峤粨Q器； 8-凝水回?zé)崞鳎?-發(fā)生器泵；10-吸收器泵；11-蒸發(fā)器泵；12-抽真空裝置；
為了提高熱交換效率，更好地完成制冷循環(huán)，雙效溴冷機設(shè)有兩套溶液熱交換器，從高壓發(fā)生器流出的溫度較高的濃溶液與來自吸收器低溫的稀溶液進行熱交換的熱交換器稱為高溫?zé)峤粨Q器。從低壓發(fā)生器流出的濃溶液（溫度比高壓發(fā)生器出口的溶液溫度低）與稀溶液進行熱交換的換熱器，同時，為使進入低壓發(fā)生器的稀溶液溫度再接近低壓發(fā)生器內(nèi)的發(fā)生溫度，充分利用加熱蒸汽的余熱，在稀溶液離開低溫?zé)峤粺崞鬟M入低壓發(fā)生器前，增設(shè)一套凝水回?zé)崞?，把?jīng)過低溫?zé)峤粨Q器升溫后的稀溶液，利用高壓發(fā)生器發(fā)生過程使用的蒸汽余熱，通過凝水回?zé)崞骼^續(xù)升溫，使稀溶液進入低壓發(fā)生器后，依靠高壓發(fā)生器產(chǎn)生的高溫冷劑水蒸氣，足以讓稀溶液在低壓發(fā)生器內(nèi)很快發(fā)生出冷劑水蒸氣，進入冷凝器。
綜上所述，與單效機相比，雙效機增加了高壓發(fā)生器、高溫?zé)峤粨Q器和凝水回?zé)崞鳎篃崃ο禂?shù)有很大提高，有利于節(jié)約能耗和推廣應(yīng)用。
雙效溴冷機制冷原理：吸收器5中的稀溶液，由發(fā)生器泵9分兩路輸送至高溫?zé)峤粨Q器6和低溫?zé)峤粨Q器7，進入高溫?zé)峤粨Q器的稀溶液，被從高壓發(fā)生器1流出的高溫濃溶液加熱升溫后，進入高壓發(fā)生器，而進入低溫?zé)峤粨Q器的稀溶液，被從低壓發(fā)生器3流出的濃溶液加熱升溫后，再經(jīng)凝呂回?zé)崞?繼續(xù)升溫，然后進入低壓發(fā)生器3。
進入高壓發(fā)生器的稀溶液被工作蒸汽加熱，溶液沸騰，產(chǎn)生高溫冷劑蒸汽，導(dǎo)入低壓發(fā)生器，加熱低壓發(fā)生器中的稀溶液后，經(jīng)節(jié)流進入冷彈簧器2，被冷卻凝結(jié)為冷劑水。
進入低壓發(fā)生器的稀溶液被高壓發(fā)生產(chǎn)生出的高溫冷劑蒸汽所加熱，產(chǎn)生低溫冷劑蒸汽直接進入冷凝器，也被冷卻凝結(jié)為冷劑水。高、低壓發(fā)生器產(chǎn)生的冷劑水匯合于冷凝器集水盤中，混合后導(dǎo)入蒸發(fā)器4中。
加熱高壓發(fā)生器中稀溶液的工作蒸汽的凝結(jié)水，經(jīng)凝水回?zé)崞鬟M入凝水管路，而高壓發(fā)生器中的稀溶液因被加熱蒸發(fā)出了冷劑蒸汽，使?jié)舛壬叱蓾馊芤?，又?jīng)高溫?zé)峤粨Q器導(dǎo)入吸收器5，低壓發(fā)生器中的稀溶液，被加熱升溫放出冷劑蒸汽也成為濃溶液，再經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器進入吸收器，濃溶液與吸收器中原有溶液混合在中間濃度溶液，由吸收器泵汲取混合溶液，輸送至噴淋系統(tǒng)，噴淋在吸收器管簇外表面，吸收來自蒸發(fā)器4蒸發(fā)出來的冷劑蒸汽，再次變?yōu)橄∪芤哼M入下一循環(huán)，吸收過程所產(chǎn)生的吸收熱被冷卻水帶到制冷系統(tǒng)外，完成溴化鋰溶液從稀溶液到濃溶液，再回到稀溶液循環(huán)過程，即熱壓縮循環(huán)過程。
高、低壓發(fā)生器所產(chǎn)生的冷劑蒸汽。凝結(jié)在冷凝器管簇外表面上，被流經(jīng)管簇里面的冷卻水吸收凝結(jié)過程產(chǎn)生的凝結(jié)熱，帶到制冷系統(tǒng)外，凝結(jié)后的冷劑水匯集起來經(jīng)節(jié)流裝置，淋灑在蒸發(fā)器管簇外表面上，因蒸發(fā)器內(nèi)壓力低，部分冷劑水閃發(fā)吸收冷媒水的熱量，產(chǎn)生部分制冷效應(yīng)，尚未蒸發(fā)的大部分冷劑水，由蒸發(fā)器泵11噴淋在蒸發(fā)器管簇外表面，吸收通過管簇內(nèi)流經(jīng)的冷媒水熱量，蒸發(fā)成冷劑蒸汽，進入吸收器。
冷媒水的熱量被吸收使水溫降低，從而達到制冷目的，完成制冷循環(huán)，吸收器中噴淋中間濃度混合溶液吸收制冷劑蒸汽，使蒸發(fā)器處于低壓狀態(tài)，溶液吸收冷劑蒸汽后，靠熱壓縮系統(tǒng)再產(chǎn)生制冷劑蒸汽，保證了制冷過程的周而復(fù)始的循環(huán)。
雙效溴冷機除用蒸汽作為加熱熱源外，燃燒油或液化氣等直燃式雙效溴冷機也廣泛應(yīng)用。