2023年4月18日发(作者:隆力奇会员管理系统)溴化锂吸收式制冷机的工作原理
冷水在蒸发器内被来自冷凝器减压节流后的低温冷剂水冷却,冷剂水自身吸
收冷水热量后蒸发,成为冷剂蒸汽,进入吸收器内,被浓溶液吸收,浓溶液
变成稀溶液。吸收器里的稀溶液,由溶液泵送往热交换器、热回收器后温度
升高,最后进入再生器,在再生器中稀溶液被加热,成为最终浓溶液。浓溶
液流经热交换器,温度被降低,进入吸收器,滴淋在冷却水管上,吸收来自
蒸发器的冷剂蒸汽,成为稀溶液。另一方面,在再生器内,外部高温水加热
溴化锂溶液后产生的水蒸汽,进入冷凝器被冷却,经减压节流,变成低温冷
剂水,进入蒸发器,滴淋在冷水管上,冷却进入蒸发器的冷水。该系统由两
组再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、溶液泵及热回收器组成,
并且依靠热源水、冷水的串联将这两组系统有机地结合在一起,通过对高温
侧、低温侧溶液循环量和制冷量的最佳分配,实现温度、压力、浓度等参数
在两个循环之间的优化配置,并且最大限度的利用热源水的热量,使热水温
度可降到66℃。以上循环如此反复进行,最终达到制取低温冷水的目的。
溴化锂吸收式制冷机以水为制冷剂,溴化锂水溶液为吸收剂,制取0℃以上的
低温水,多用于空调系统。
溴化锂的性质与食盐相似,属盐类。它的沸点为1265℃,故在一般的高温下
对溴化锂水溶液加热时,可以认为仅产生水蒸气,整个系统中没有精馏设备,
因而系统更加简单。溴化锂具有极强的吸水性,但溴化锂在水中的溶解度是
随温度的降低而降低的,溶液的浓度不宜超过66%,否则运行中,当溶液温
度降低时,将有溴化锂结晶析出的危险性,破坏循环的正常运行。溴化锂水
溶液的水蒸气分压,比同温度下纯水的饱和蒸汽压小得多,故在相同压力下,
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溴化锂水溶液具有吸收温度比它低得多的水蒸气的能力,这是溴化锂吸收式
制冷机的机理之一。
在溴化锂吸收式制冷机内循环的二元工质中,水是制冷剂。水在真空状态下
蒸发,具有较低的蒸发温度(6℃),从而吸收载冷剂热负荷,使之温度降低。
溴化锂水溶液是吸收剂,在常温和低温下强烈地吸收水蒸气,但在高温下又
能将其家常寿司
吸收的水分释放出来。吸收与释放周而复始制冷循环不断。制冷过程
中的热能为蒸汽,也可叫动力冷暖空调网。
溴化锂吸收式制冷原理和蒸汽压缩制冷原理有相同之处,都是利用液态制冷剂在
低温、低压条件下,蒸发、汽化吸收载冷剂的热负荷,产生制冷效应。所不
同的是,溴化锂吸收式制冷是在利用“溴化锂-水”组成的二元溶液为工质对,
完成制冷循环的。
在溴化锂吸收式制冷机内循环的二元工质中,水是制冷剂。水在真空状态下
蒸发,具有较低的蒸发温度(6℃),从而吸收载冷剂热负荷,使之温度降低。
溴化锂水溶液是吸收剂,在常温和低温下强烈地吸收水蒸气,但在高温下又
能将其吸收的水分释放出来。吸收与释放周而复始制冷循环不断。制冷过程
中的热能为蒸汽,也可叫动力。
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溴化锂吸收式制冷机性能提高途径
溴化锂吸收式制冷机的性能
溴化锂吸收式制冷机的性能,除了受冷媒水和冷却水温度、流量以及水质等因素的
影响外,还与加热蒸气的压力(温度)、溶液的流量等因素有关。了解以上因素对溴化
锂吸收式制冷机的影响,对设计、操作和正确选择溴化锂吸收式制冷机均具有重要的指
导意义。
(1) 加热蒸气压力(温度)的变化对机组性能的影响
当其它参数不变时,加热蒸气压力对制冷量的影响如图1所示。由图可知,当加热
蒸气压力提高时,制冷量增大,但蒸气压力不宜过高,萝卜炖排骨
否则,不但制冷量增加缓慢,而
且浓溶液有产生结晶的危险,同时会削弱铬酸锂的缓蚀作用,因而一般加热蒸气压力不
超过0.29Mpa(132℃)为宜。
加热蒸气的压力变化时,溶液循环的变化如图2所示。当压力降低时,加热温度降
低,发生器出口浓溶液的温度由降至,浓度由 降为 ,发生出来的水蒸气量减少,
因而制冷量减少。随着制冷量的减少,冷凝及吸收器的热负荷均减少,冷凝压力由降
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为 ,稀溶液出吸收器的温度由 降至 。由于冷媒水出口温度升高,导致蒸发压力
由上升至 ,稀溶液出口浓度由 降为 。综上所述,随加热蒸气压力的降低,溶
,因为 ,故总的放气液的循环过程由原来的2-5-4-6-2变为
范围减少,制冷量下降,热力系数降低。
(2)冷媒水出口温度的变化对机组性能的影响
当其它参数不变时,冷媒水出口温度对制冷量的影响如江西省政协
图3所示。由图可以看出,
冷媒水出口温度降低时,制冷量随之下降。
冷媒水出口温度变化时,溶液循环的变化如图4所示。当冷媒水出口温度降低时,
蒸发压力由 降至 ,吸收能力减弱,吸收终了稀溶液浓度 升高,放气范围变小,
制冷量下降。由于冷媒水量不变,制冷量的下降使冷媒水出口温度稍有回升,蒸发压力
由 回升至 ,同时冷凝器、发生器以及吸收器的热负荷也随之下降,导致发生器出
降至 。吸收器出口稀溶液温度由 降口浓溶液温度由 升高到 ,冷凝压力由
。因为,故总至 ,溶液的循环过程由原来的2-5-4-6-2变为
的放气范围减少,制冷量下降,热力系数降低。
(3)冷却水进口温度的变化对机组性能的影响
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其它参数不变时,冷却水进口温度对制冷量的影响如图5所示。由图可以看出,随
冷却水进口温度的降低,制冷量增大。
冷却水进口温度变化时,溶液循环的变化如图6所示。当冷却水进口温度降低时,
吸收器出口稀溶液的温度由 降至 ,浓度 也随之下降,冷凝压力由 下降至 莲藕排骨汤怎么做
,
从而使发生器出口浓溶液的浓度 增加,显然,它将使循环的放气范围增大,制冷量增
加。但随着制冷量的增大,吸收器热负荷增加,稀溶液出口温度由 回升至 ;冷媒水
出口温度降低,蒸发压力由 降为 ;冷凝器负荷增加,冷凝器负荷增加,冷凝压力
由 回升至 ;发生器负荷增加,发生器出口浓溶液的温度由 降至 。从而使原来
。由于放气范围增大,故制冷量增加,热力系数的循环2-5-4-6-2变为
提高。
必须指出,对于溴化锂吸收式制冷机,冷却水进口温度不宜过低,否则会引起浓溶
液结晶、蒸发器泵吸空或冷剂水污染等问题。当冷却水温度低于16℃时,应减少冷却水
量,使其出口温度适当提高。
(4)冷却水量与冷媒水量的变化对机组性能的影响
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其它参数不变时,冷却水量的变化将引起冷却水温的改变,因而冷却水量变化对制
冷量的影响与冷却水温度变化对制冷量的影响相似,但它除了引起循环各参数的变化外,
还将引起吸收器和冷凝器中传热系数的变化。冷却水量的变化对制冷量的影响如图7所
示。
冷媒水出口温度不变时,冷媒水量的变化对制冷量的影响很小。例如当泠媒水量增
大时,一方面使得蒸发器传热管内流速增加,传热系数增大,制冷量增加;另一方面,
由于外界负荷不变,从而使冷媒水回水温度(即冷媒水的进口温度)降低,导致平均温
差降低,制冷量减少。两者综合的结果是机组的制冷量几乎不发生变化,见图8。
(5)冷媒水与冷却水水质的变化对机组性能的影响
水中的污垢对换热器的传热性能影响很大,水质越差越易形成污垢,表1列出了污
垢系数与制冷量的关系。
(6)稀溶液循环量的变化对机组性能的影响
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稀溶液循环量与系统制冷量的变化关系如图9所示。当溶液的循环倍率a保持不变
时,由于单位制冷量变化不大,因此机组的制冷量几乎与溶液的循环量成正比。
(7)不凝性气体对机组性能的影响
不凝性气体是指在制冷机的工作温度、压力范围内不会冷凝、也不会被溴化锂溶液
所吸收的气体。不凝性气体的存在增加了溶液表面的分压力,使冷剂蒸气通过液膜被吸
收时的阻力增加,传质系数关系小,吸收效果降低。另外,倘若不凝性气体停滞在传热
管表面,会引成热阻力,影响传热效果。它们均导致制冷量下降。
由图10可以看出,若机组中加入 ,就会使机组的制冷量由原来的
2267.4kw降为1162.8kw,几乎下降50%。
提高溴化锂吸收式制冷机性能的途径
由上面分析可知,溴化锂吸收式制冷机的性能不仅与外界参数有关,而且与机组的
溶液循环量、不凝性气体含量及污垢热阻有关。此外,机组的性能还与溶液中是否添加
能量增强剂,热交换器管簇的布置方式等因素有关。我们可望通过下列途径来提高机组
的性能。
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(1)及时抽除不凝发音不准
性气体
由于溴化锂吸收式制冷机是处于真空中运行的,蒸发器和吸收器中的绝对压力极低,
故外界空气很容易漏入,即使少量的不凝性气体也会明显地降低机组的制冷量。如果不
凝性气体积聚到一定的数量,就能破坏机组的正常工作状况。因而及时抽除机组内的不
凝性气体是提高溴化锂吸收式制冷机性能的根本措施。
为了及时抽除漏入系统的空气,以及系统内因腐蚀产生的不凝性气体(氢),机组
中备有一套抽气装置。图11表示一套常用的抽气系统。不凝性气体分别由冷凝器上部和
吸收器溶液上部幼儿园发展规划
抽出。由于抽出的不凝性气体中仍含有一定数量的冷剂水蒸气,若将它
直接排走,不仅会降低真空泵的抽气能力,而且会使机组内冷剂水量减少。同时,冷剂
水和真空泵油接触后会使真空泵油乳化,使油的粘度降低、恶化甚至丧失抽气能力。因
此,应将抽出的冷剂水蒸气回收。为此,在抽气装置中设有水气分离器,让抽出的不凝
性气体进入水气分离器,在分离器内,用来自吸收器泵的中间溶液喷淋,吸收不凝气体
中的冷剂水蒸气,吸收了水蒸气的稀溶液由分离器底部返回吸收器,吸收过程中放出的
热量由在管内流动的冷剂水带走,末被吸收的不凝性气体从分离器顶部排出,经阻油室
进入真空泵,压力升高后排至大气。阻油室内设有阻油板,防止真空泵停止运行时大气
压力将真空泵油压入制冷机系统。
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图12示出另一种抽气装置,它属于自动抽气装置类型。自动抽气装置虽有多种形式,
但其基本原理都是利用溶液泵排出的高压流体作为抽气动力,通过引射器引射不凝性气
体,然后不凝性气体随同溶液一起进入储气室(又称气液分离器),在储气室内部,不
凝性气体与溶液分离后上升至顶部,溶液由储气室返回吸收器。当不凝性气体积聚到一
定数量时,关闭回流阀,依靠泵的压力将不凝性气体压缩到大气压力以上,然后打开放
气阀,将不凝性气体排至大气。
自动抽气装置的抽气效率较低,抽气量也很小,因此在机组中仍需设置如图12所示
的机械真空泵抽气系统,以便在机组开始投入运行前或机组内积存较多的不凝性气体时
使用。
(2)调节溶液的循环量
机组运行时,如果进入发生器的稀溶液量调节不当,可导致机组性能下降。发生器
热负荷一定时,如果循环量过大,一方面使溶液的浓度差减小,产生的冷剂蒸气量减少;
另一方面,进入吸收器的浓溶液量增大,吸收液温度升高,影响吸收效果。两者均使机
组的制冷量下降,热力系数降低。如果循环量过小,机组处于部分负荷下运行,制冷能
力得不到充分发挥,而且由于循环量过小,溶液的浓度差增大,浓溶液浓度过高,有结
晶的危险。因此,机组运行时,应适当地调节溶液的循环量,以期获得最佳的制冷效果。
溶液循环量的调节可通过三通阀来完母亲的文章
成。它将部分稀溶液旁通到由发生器返回到溶
液热交换win7激活工具
器的浓溶分岁酒
液管路中,直接流回吸收器,达到调节稀溶液环量的目的。
(3)强化传热与传质过程
溴化锂吸收式制冷机基本上是一些热交换器的组合体,它的工作过程实质上是由传
热和传质过程组成的,因此强化传热和传质过程将使机组的性能有所改善。
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①添加能量增强剂 在溴化锂吸收式制冷机循环系统中往往添加一种名叫辛醇的能
量增强剂,它可使传热和传质过程都得到强化。
辛醇是一种表面活性剂,它能减少溴化锂溶液的表面张力,从而增加溶液与水蒸气
的结合能力。此外,还能降低溴化锂水溶液的分压力,从而增加吸收推动力,使传质过
程得到增强。
铜管表面几乎完全被辛醇浸润,在管表面形成一层液膜,而水蒸气与液膜几乎不溶,
因而在辛醇液膜上呈珠状凝结,放热系数大大增强,强化了传热效果。
实验表明,辛醇的添加量约为溴化锂溶液量的0.1%~0.3%,添加辛醇后制冷量可提高
10%~20%。
辛醇的密度约为0.83kg/l,基本上不溶于溴化锂水溶液,因此随着机组的运行,辛
醇会不断地积聚在蒸发器和吸收器液面上,逐渐丧失提高机组制冷量的作用。因此必须
定期地将蒸发器水盘中的冷剂水旁通到吸收器中,使辛醇聚层和溶液充分混合,然后循
环使用。
②减少冷剂蒸气的流动阻力 减少冷剂蒸气的流动阻力可增强吸收推动力,强化传热
和传质过程。通常采用的措施是改进挡液板结构型式,增大流通截面;布置蒸发器和吸
收器管簇时留有气道,减少管簇部的流动阻力;吸收器采用热、质交换分开进行的结构
形式等。
③提高换热器管内工作介质的流速 对于冷却水和冷媒水,流速一般取1.5~3.0m/s,
加热蒸气的流速为15~30m/s,溶液的流速一般高于0.3m/s。
④传热管表面进行脱脂和防腐蚀处理。
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⑤改进喷嘴结构,改善喷淋溶液的雾化情况。
⑥提高冷却水和冷媒水的水质,减少污垢热阻。
⑦采用强化传热管 例如采用锯齿形低肋管和多孔性镀层金属管等,提高传热效果。
⑧合理地调节喷淋密度 在溴化锂吸收式制冷机中,因蒸发器冷剂水的蒸发压力很
低,为克服静液柱高度对蒸发过程的影响,通常将蒸发器做成喷淋的型式。合理地调节
喷淋密度,可以得到最佳的经济效果。如果喷淋密度过小,有可能使部分蒸发器管簇外
表面没有淋湿,影响制冷效果;但如果喷淋密度过大,管子表面的液膜增厚,冷剂策划方案格式
水的
蒸发受影响,阻力损失增大,吸收推动力减少,影响吸收效果,同时液膜形成热阻,影
响外层冷剂水与管内冷媒水的热交换,同样也影响制冷效果。吸收器中的喷淋密度也应
作适当调节。尽管喷淋量增大时在一定范围内对传热传质有利,但同样也存在着液膜增
厚的问题,它将增加传热和传质的阻力,影响吸收效果。另外,随喷淋量的增大,溶液
泵和蒸发器泵的功率消耗也增大,这也是值得注意的问题。
(4)采取适当的防腐措施
由于溴化锂溶液对一般金属有强烈的腐蚀作用,特别是有空气存在的情况下腐蚀更
为严重,因腐蚀而产生的不凝性气体又进一步降低了机组的制冷量,因此除了严格防止
空气的漏入并加设抽气装置外,还必须采取适当的防腐措施。
最初人们采用昂贵的耐腐蚀材料,如不锈钢等,结果使装置的成本过高,推广受到
限制。后来大量的试验研究和运行实践表明,在溴化锂溶液中加入0.1~0.3(按质量计)
的铬酸锂作为缓蚀剂,同时加入适量的氢氧化锂,使溶液呈弱碱性(pH=9.5~10.5),可
以有效地延缓溴化锂溶液对金属的腐蚀作用。这是因为铬酸锂能在金属表面形成一层保
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护膜,使之不能与氧直接接触,达到了防腐蚀的目的。
除铬酸锂外,还有其它的缓蚀剂,如SO,CrO等。
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