溴化鋰吸收式制冷原理及設(shè)計介紹

1、第六章第六章 溴化鋰吸收式制冷溴化鋰吸收式制冷 制冷原理與設(shè)備主要內(nèi)容主要內(nèi)容l6.1 溴化鋰水溶液的性質(zhì)l6.2 溴化鋰吸收式制冷機(jī)原理l6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算 l6.4 雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)l6.5 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能及提高途徑l6.6 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的冷量調(diào)節(jié)及安全保護(hù)措施l6.7 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的特點6.1 溴化鋰水溶液的性質(zhì)一、水l無毒、不燃燒、不爆炸；l氣化潛熱大（約2500kJkg，比R12大16倍）；l比容大，為43.37m3/kg；l常壓下的蒸發(fā)溫度較高，常溫下的飽和壓力很低。例如當(dāng)溫度為25時，它的飽和壓力為3.167kPa；l一般情

2、況下，水在0時就結(jié)冰，因而限制了它的應(yīng)用范圍。6.1 溴化鋰水溶液的性質(zhì)二、溴化鋰l溴化鋰（LiBr）的性質(zhì)與Nacl（食鹽）相似，屬鹽類，有咸味，呈無色粒狀晶體；l融點為549，沸點為1265，在常溫或一般高溫下可以認(rèn)為是不揮發(fā)的；l極易溶于水；l性質(zhì)穩(wěn)定，在大氣中不變質(zhì)、不分解；6.1 溴化鋰水溶液的性質(zhì)三、溴化鋰水溶液l無色液體，有咸味，無毒，加入鉻酸鋰后溶液至淡黃色；l溴化鋰在水中的溶解度隨溫度的降低而降低；l水蒸氣分壓力很低，它比同溫度下純水的飽和蒸氣壓力低得多，因而有強(qiáng)烈的吸濕性；l溴化鋰水溶液具有吸收溫度比它低的水蒸氣的能力； 當(dāng)溴化鋰水溶液濃度為50、溫度為25時，飽和蒸氣壓力

3、為0.85kPa，而水在同樣溫度下的飽和蒸氣壓力為3.167kPa。如果水的飽和蒸氣壓力大于0.85kPa，例如壓力為1kPa（相當(dāng)于飽和溫度為7）時，上述溴化鋰溶液就具有吸收它的能力。6.1 溴化鋰水溶液的性質(zhì)三、溴化鋰水溶液l由溴化鋰水溶液中產(chǎn)生的水蒸氣總是處于過熱狀態(tài)； 如果壓力相同，溶液的飽和溫度一定大于水的飽和溫度l密度比水大，并隨溶液的濃度和溫度而變；l比熱容較小，這意味著加給溶液較少的熱量水就會蒸發(fā)；l粘度、表面張力較大；l溴化鋰水溶液的導(dǎo)熱系數(shù)隨濃度之增大而降低，隨溫度的升高而增大；l對黑色金屬和紫銅等材料有強(qiáng)烈的腐蝕性，有空氣存在時更為嚴(yán)重，因腐蝕而產(chǎn)生的不凝性氣體對裝置的制

4、冷量影響很大。6.1 溴化鋰水溶液的性質(zhì)四、溴化鋰水溶液物性參數(shù)的計算公式l溴化鋰水溶液的飽和溫度；l溴化鋰水溶液的定壓比熱容；l溴化鋰水溶液的密度；l溴化鋰水溶液的質(zhì)量濃度；l溴化鋰水溶液的導(dǎo)熱率；l溴化鋰水溶液的動力粘度；l溴化鋰水溶液的表面張力6.2 溴化鋰吸收式制冷機(jī)原理一、工作原理與循環(huán)1.工作原理圖4-1 吸收式和蒸汽壓縮式制冷機(jī)工作原理a）吸收式制冷機(jī) b）蒸汽壓縮式制冷機(jī)E 一蒸發(fā)器 C 一冷凝器 EV 一膨脹閥 CO 一壓縮機(jī) G 一發(fā)生器 A 一吸收器 P 一溶液泵6.2 溴化鋰吸收式制冷機(jī)原理一、工作原理與循環(huán)1.工作原理6.2 溴化鋰吸收式制冷機(jī)原理1.工作原理6.2

5、溴化鋰吸收式制冷機(jī)原理2.制冷系統(tǒng)6.2 溴化鋰吸收式制冷機(jī)原理2.制冷系統(tǒng)6.2 溴化鋰吸收式制冷機(jī)原理3、工作過程l發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝成冷劑水，經(jīng)U形管進(jìn)入蒸發(fā)器，在低壓下蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷效應(yīng)。l發(fā)生器中流出的濃溶液降壓后進(jìn)入吸收器、吸收由蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷劑蒸氣，形成稀溶液，用泵將稀溶液輸送至發(fā)生器，重新加熱，形成濃溶液。6.2 溴化鋰吸收式制冷機(jī)原理二、工作過程在焓濃度圖上的表示l稀溶液的加壓和預(yù)熱過程l發(fā)生器中的蒸氣發(fā)生過程 l濃溶液的冷卻與節(jié)流過程 l吸收器中的吸收過程 溴化鋰吸收式制冷循環(huán)過程 1）冷凝過程 2）節(jié)流過程 3）蒸發(fā)過程 6.2 溴化鋰吸收式制冷機(jī)原理l

6、再循環(huán)倍率l發(fā)生不足 發(fā)生終了濃溶液的濃度低于理想情況下的濃度l吸收不足 吸收終了的稀溶液濃度比理想情況下的高mfrmdramfmdraraqaqaqq：再循環(huán)倍率：稀溶液流量：冷劑水流量：發(fā)生終了濃度：發(fā)生初始濃度：放氣范圍6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算一、熱力計算 1.已知參數(shù)l制冷量Q0l冷媒水出口溫度txl冷卻水進(jìn)口溫度twl加熱熱源溫度2.設(shè)計參數(shù)的選擇l吸收器、發(fā)生器冷卻水出口溫度tw1、tw2考慮串連情況：總溫升控制在7911212wwwwwwtttttt6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算2.設(shè)計參數(shù)的選擇l冷凝溫度tk和冷凝壓力pkl蒸發(fā)溫度t0和蒸

7、發(fā)壓力p0l吸收器內(nèi)稀溶液最低溫度l吸收器內(nèi)壓力0000(2 4)()xttCpft02(2 5)( )kwkkttCpf t021(3 5)wttC0(10 70)aappp6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算2.設(shè)計參數(shù)的選擇l稀溶液濃度l濃溶液濃度l發(fā)生器內(nèi)濃溶液最高溫度l溶液熱交換器出口溫度(0.03 0.06)ra2(, )aaf p t4(,)rggktfppp082724877(15 25)()()()(,)mfmfmdattCqhhqqhhtf h6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算2. 設(shè)計參數(shù)的選擇l吸收器噴淋溶液狀態(tài)9829999()()/;()()(

8、,)mfmdmmfmdmmmdmfmdmmfmdrmaqqqhqqhq hfqqqqqqqqtf h吸收器稀溶液再循環(huán)倍率6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算3.設(shè)備熱負(fù)荷計算l冷劑水流量l發(fā)生器熱負(fù)荷00013/mdqQqqhh43 7()gm fm dm dm fQqqhqhqh6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算3. 設(shè)備熱負(fù)荷計算l冷凝器熱負(fù)荷l吸收器熱負(fù)荷33()kmdQqhh812()am fm dm dm fQqqhqhqh6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算3.設(shè)備熱負(fù)荷計算l溶液熱交換器熱負(fù)荷7248()()()exmfmfmdQqhhqqhh6

9、.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算4. 裝置的熱平衡式、熱力系數(shù)及熱力完善度l裝置熱平衡式l熱力系數(shù)l熱力完善度0gQQ0gakQQQQ321m ax321321()()TTTTTTTTTmax： 熱 源 溫 度 ；： 環(huán) 境 溫 度 ；： 冷 源 溫 度6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算5. 加熱蒸氣的消耗量及各類泵的流量l加熱蒸氣的消耗量l吸收器泵的流量333000(1)3 6 0 03 6 0 0/1 01 0:/m am dv sm aqafqqmhqk gl吸 收 器 噴 淋 溶 液 量： 噴 淋 溶 液 密 度 ，/:A1.05 1.1:/:/gmvQqAkg

10、 shhAhkJ kghkJ kg考慮熱損失的附加系數(shù)，加熱蒸氣的焓，加熱蒸氣凝結(jié)水的焓，6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算5. 加熱蒸氣的消耗量及各類泵的流量l發(fā)生器泵的流量l冷媒水泵的流量3003600/1000():vxxpxxQqmhttcpCtt冷 媒 水 的 比 熱 容冷 媒 水 進(jìn) 口 溫 度冷 媒 水 出 口 溫 度33336003600/1010:/mfmdvgaaaqaqqmhkg l稀溶液密度，6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算5. 加熱蒸氣的消耗量及各類泵的流量l冷卻水泵的流量l蒸發(fā)器泵的流量33600/1000:dm dVaqqmha蒸 發(fā) 器

11、 冷 劑 水 的 再 循 環(huán) 倍 率 ， 10 2013013600/1000()bVwwpQqmhttC23213600/1000()bkVwwpQqmhttC對于吸收器對于冷凝器6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算二、傳熱計算 1.傳熱計算公式2():,:a:babababQFmKatbtFQWa btttt2傳 熱 面 積 ， m傳 熱 量 ，熱 交 換 器 中 的 最 大 溫 差 ， 即 熱 流 體 進(jìn) 口 和 冷 流 體 進(jìn) 口 溫 度 之 差常 數(shù) ， 與 熱 交 換 器 內(nèi) 流 體 流 動 的 方 式 有 關(guān)流 體在 換 熱 過 程 中 的 溫 度 變 化流 體在 換

12、熱 過 程 中 溫 度 的 變 化應(yīng) 用 此 公 式 的 前 提 是 ：6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算 1.傳熱計算公式各種流動狀態(tài)下的a、b值6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算 2. 各種換熱設(shè)備傳熱面積的計算l發(fā)生器的傳熱面積l冷凝器傳熱面積l吸收器傳熱面積2545()()0.65()ggggbghQQFmKbtKtttt2121()()0.65()kkkkbkkwwwQQFmKbtKtttt29192()()0.5()0.65()aaaaabawwwQQFmKttKtttttt 6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算 2.各種換熱設(shè)備傳熱面積的計算l蒸

13、發(fā)器的傳熱面積l溶液熱交換器傳熱面積 3.傳熱系數(shù) 由實驗數(shù)據(jù)而得2000000()()0.65()bxxxQQFmKbtKtttt2427248()()0.35()0.65()exexexexabexQQFmKttKtttttt 6.3 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計算及傳熱計算三、舉例已知：制冷量 冷媒水進(jìn)口溫度 冷媒水出口溫度 冷卻水進(jìn)口溫度 加熱工作蒸氣壓力 相當(dāng)于蒸氣溫度0.157hpMPa5xtC 15xtC01744.5QkW112.7htC6.4 雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)一、雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)的循環(huán) 1. 串聯(lián)流程1：高壓發(fā)生器2：低壓發(fā)生器3：冷凝器4：蒸發(fā)器5：吸收器6：高溫

14、熱交換器7：溶液調(diào)節(jié)閥8：低溫?zé)峤粨Q器9：吸收器泵10：發(fā)生器泵11：蒸發(fā)器泵12：抽氣裝置13：防晶管6.4 雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)2. 串聯(lián)流程焓濃度圖6.4 雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī) 3. 并聯(lián)流程圖4-4 雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)流程1高壓發(fā)生器泵 2高溫?fù)Q熱器 3吸收器 4蒸發(fā)器 5高壓發(fā)生器 6冷凝器 7低壓發(fā)生器 8、12引射器9冷劑水泵 10凝水換熱器 11低溫?fù)Q熱器 13溶液泵6.4 雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)二、雙效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)的熱力計算（略）6.5 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能及提高途徑一、溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能 1.加熱蒸氣壓力（溫度）變化對性能的影響加熱蒸氣壓力

15、與制冷量的關(guān)系加熱蒸氣壓力變化對循環(huán)的影響6.5 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能及提高途徑2. 冷媒水出口溫度的變化對性能的影響冷媒水出口溫度與制冷量的關(guān)系冷媒水出口溫度變化對循環(huán)的影響6.5 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能及提高途徑3.冷卻水進(jìn)口溫度變化對性能的影響冷卻水進(jìn)口溫度變換對循環(huán)的影響6.5 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能及提高途徑4.冷卻水水量、冷媒水量對性能的影響6.5 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能及提高途徑5. 冷卻水、冷媒水水質(zhì)變化對性能的影響6.5 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能及提高途徑6. 稀溶液循環(huán)量變化對性能的影響稀溶液循環(huán)量的變化對制冷量的影響6.5 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能及提高途徑7.

16、 不凝性氣體對機(jī)組性能的影響不凝性氣體對制冷量的影響6.5 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能及提高途徑二、提高制冷系統(tǒng)性能的途徑 1.及時抽取不凝性氣體6.5 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能及提高途徑 2. 調(diào)節(jié)溶液的循環(huán)量l過大：溶液濃度差減少，冷劑蒸氣量減少，吸收液溫度升高；l過?。簷C(jī)組部分負(fù)荷運(yùn)行，溶液濃度差增大濃度過高有結(jié)晶危險 3. 強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)過程l添加能量添加劑辛醇（可提高制冷量1020）l減少冷劑蒸氣流動阻力l提高換熱管內(nèi)介質(zhì)流速l傳熱管表面進(jìn)行脫脂和防腐蝕處理l改善噴淋溶液的霧化情況l提高水質(zhì)（冷卻水和冷媒水）l采用強(qiáng)化傳熱管l合理調(diào)節(jié)噴淋密度6.5 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能及提高途徑4.

17、 采取適當(dāng)?shù)姆栏胧?防止腐蝕產(chǎn)生的不凝性氣體影響l采用鋼制材料成本高l加入鉻酸鋰和適量的氫氧化鋰l其它緩蝕劑6.6 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的冷量調(diào)節(jié)及安全保護(hù)措施一、冷量調(diào)節(jié)（1）加熱蒸氣量調(diào)節(jié)法（2）加熱蒸氣壓力調(diào)節(jié)法（3）加熱蒸氣凝結(jié)水量調(diào)節(jié)法（4）冷卻水量調(diào)節(jié)法（5）溶液循環(huán)量調(diào)節(jié)法（6）溶液循環(huán)量與蒸氣量組合調(diào)節(jié)法（7）溶液循環(huán)量與加熱蒸氣凝結(jié)水量組合調(diào)節(jié)法7.6 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的冷量調(diào)節(jié)及安全保護(hù)措施二、安全保護(hù)措施 1. 防止溴化鋰結(jié)晶措施l設(shè)置自動溶晶管只能消除結(jié)晶，不能防止結(jié)晶l在發(fā)生器出口濃溶液管道上設(shè)溫度繼電器，用它控制加熱蒸氣閥門的開啟度l在蒸發(fā)器液囊中裝液位控制器，使

18、冷劑水旁通到吸收器中，從而防止溶液因濃度過高而結(jié)晶l裝設(shè)溶液泵和蒸發(fā)器泵延時繼電器，使機(jī)組在關(guān)閉加熱蒸氣閥門后，兩泵能繼續(xù)運(yùn)行10分鐘左右，使吸收器中的稀溶液和發(fā)生器中的濃溶液充分混合，也可使蒸發(fā)器中的冷劑水能被噴淋溶液充分吸收，溶液得到稀釋，就能防止停車后溶液因溫度降低而結(jié)晶。l加設(shè)手動閥門控制的冷劑水旁通管。如果運(yùn)行時突然停電，打開手動閥門，使蒸發(fā)器中的冷劑水旁通到吸收器中，溶液被稀釋，從而防止了結(jié)晶的產(chǎn)生。6.6 溴化鋰吸收式制冷機(jī)的冷量調(diào)節(jié)及安全保護(hù)措施 2. 預(yù)防蒸發(fā)器中冷媒水或冷劑水凍結(jié)的措施l可在冷劑水管道上裝設(shè)溫度繼電器，在冷媒水管道上裝設(shè)壓力繼電器或壓差繼電器3. 屏蔽泵的保護(hù)l在蒸發(fā)器和吸收器液囊中裝設(shè)液位控制器，保證屏蔽泵有足夠的吸入高度l在屏蔽泵電路中裝設(shè)過負(fù)荷繼電器，對電機(jī)和葉輪等起保護(hù)作用l在屏蔽泵出口管道上裝沒溫度繼電器，以防潤滑油溫度過高使軸承受到損壞 4. 預(yù)防冷劑水污染的措施發(fā)生在冷卻水溫度過低時l在冷卻水進(jìn)口處