溴化鋰吸收式制冷

1、漠化鋰吸收式制冷吸收式制冷是液體氣化制冷的一種形式，它和蒸汽壓縮式制冷一樣，是利用液態(tài)制冷 劑在低溫低壓下氣化以達(dá)到制冷的目的。所不同的是：蒸汽壓縮式制冷是靠消耗機(jī)械功 （或電能）是熱量從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移，而吸收式制冷則是靠消耗熱能來(lái)完成這種 非自發(fā)過(guò)程的。吸收式制冷的基本原理如下圖表示出了吸收式制冷的基本原理。蒸汽壓縮式制冷機(jī)的整個(gè)工作循環(huán)包括壓縮、 冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)死個(gè)過(guò)程，其中壓縮機(jī)的作用是，一方面不斷的將完成了吸熱過(guò)程而氣 化的制冷劑蒸汽從蒸發(fā)器中抽吸出來(lái)，是蒸發(fā)器維持低壓狀態(tài)，便于蒸發(fā)吸熱過(guò)程能持續(xù) 不斷地進(jìn)行下去；另一方面，通過(guò)壓縮作用，提高制冷劑的壓力和溫度，為制冷劑蒸汽向

2、 冷卻介質(zhì)（空氣或水）釋放熱量創(chuàng)造條件。QkX建發(fā)疆Ww吸收式制冷系統(tǒng)兩類制冷劑相比較，流程是相同的，所不同的是蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中的壓縮機(jī)被發(fā) 生器、吸收器和溶液泵組成的溶液循環(huán)系統(tǒng)所取代。吸收式制冷機(jī)中的溶液是由兩種沸點(diǎn) 不同的物質(zhì)組成的，低沸點(diǎn)的物質(zhì)是制冷劑，高沸點(diǎn)的物質(zhì)是吸收劑。溶液循環(huán)代替了壓 縮機(jī)的工作過(guò)程。因此，吸收式制冷機(jī)的工作過(guò)程實(shí)際上由兩個(gè)循環(huán)完成，積制冷循環(huán)和 溶液循環(huán)。制冷循環(huán)：從發(fā)生器出來(lái)的高壓制冷劑蒸汽（可能會(huì)含有少量的吸收劑蒸汽）在冷凝 器中冷凝成高壓制冷劑液體，釋放出冷凝熱量Qk被冷卻介質(zhì)帶走。高壓液體經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流到蒸發(fā)壓力下的液體，進(jìn)入蒸發(fā)器中汽化吸熱，產(chǎn)生制

3、冷量Qo,低壓蒸汽被吸收器吸收。溶液循環(huán)：吸收器中的稀溶液吸收蒸發(fā)器來(lái)的低壓蒸汽而成為濃溶液。吸收過(guò)程使制冷劑轉(zhuǎn)化為液體，吸收過(guò)程放出熱量被冷卻介質(zhì)帶走。吸收器中濃溶液經(jīng)溶液泵提高壓力， 并輸送到發(fā)生器中，在發(fā)生器中利用蒸汽或熱水對(duì)濃溶液進(jìn)行加熱（輸入熱量Qh）濃溶液中的低沸點(diǎn)制冷劑氣化成高壓蒸汽。吸收式制冷的循環(huán)溶液吸收式制冷機(jī)中常用二組分溶液，習(xí)慣稱低沸點(diǎn)組分為制冷劑，高沸點(diǎn)組分為吸收齊I。對(duì)于吸收劑，應(yīng)有如下特性：1有強(qiáng)烈吸收制冷劑的能力；2在相同壓力下，它的沸騰溫度應(yīng)比制冷劑的沸騰溫度高得多；3不應(yīng)有爆炸、燃燒的危險(xiǎn)，并對(duì)入體無(wú)毒害；4對(duì)金屬材料的腐蝕性??；5價(jià)格低，易獲得。以常用的澳

4、化鋰水溶液為例，澳化鋰水溶液的特性1 .澳化鋰具有強(qiáng)烈的吸水性；2 .澳化鋰水溶液具有很強(qiáng)的吸濕性；3 .溶液溫度過(guò)低或濃度過(guò)高，均易發(fā)生結(jié)晶；4 .對(duì)金屬具有較強(qiáng)的腐蝕性；5 .無(wú)毒，對(duì)人體無(wú)害。單效澳化鋰吸收式制冷流程與結(jié)構(gòu)如下圖為單效澳化鋰吸收式制冷系統(tǒng)的流程單效湃化鋰吸叫式制冷標(biāo)準(zhǔn)的單效澳化鋰吸收式制冷機(jī)，一般是以0.1MPa的低壓蒸汽或75c以上的熱水作為驅(qū)動(dòng)熱源的。它的優(yōu)點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單、使用熱源的品位較低、造價(jià)便宜， 但其性能系數(shù)較低，一般只有 0.7左右。單效澳化鋰吸收式制冷機(jī)主要由以下部分組成：1）發(fā)生器 其作用是使從吸收器來(lái)的稀溶液沸騰濃縮，產(chǎn)生冷劑蒸汽和濃溶

5、液;2）冷凝器其作用是使發(fā)生器產(chǎn)生的冷劑蒸汽冷凝成冷劑水并送往蒸發(fā)器；3）蒸發(fā)器其作用是使冷劑水蒸發(fā)吸熱，供出低溫冷媒水；4）吸收器 其作用是使發(fā)生器來(lái)的濃溶液吸收蒸發(fā)器來(lái)的冷劑蒸汽產(chǎn)生稀溶液；5）溶液熱交換器其作用是使從吸收器來(lái)的低溫稀溶液和從發(fā)生器來(lái)的高溫濃溶液之間進(jìn)行熱量交換，從而減輕發(fā)生器和吸收器的熱負(fù)荷，提高機(jī)組的性能系數(shù)。6）其他裝置主要有使溶液和冷劑水循環(huán)的溶液泵和冷劑水泵，抽出機(jī)內(nèi)不凝氣體并產(chǎn)生高度真空的抽氣裝置以及冷量調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。從澳化鋰吸收式制冷機(jī)的原理可知，發(fā)生器和冷凝器的壓力較高，而吸收器和蒸發(fā)器 的壓力較低，因此，通常把發(fā)生器和冷凝器布置在一個(gè)空間內(nèi)，而把吸收器和蒸發(fā)

6、器布置 在另一個(gè)空間內(nèi)。又由于澳化鋰吸收式制冷機(jī)工作時(shí)處于高真空狀態(tài)下，因此都把它的外殼設(shè)計(jì)成圓筒 形結(jié)構(gòu)。把高壓部分布置在上方，低壓部分布置在下方，中間用溶液槽隔開，如圖所示。單效澳化鋰吸收式制冷機(jī)的性能分析單效澳化鋰吸收式制冷機(jī)的性能較差，其性能系數(shù)（COP）較小，一般只有0.7左右。影響其性能的主要有以下一些因素： 一、不凝性氣體對(duì)制冷機(jī)性能的影響"真空是澳化鋰吸收式制冷機(jī)的第一生命”，澳化鋰吸收式制冷機(jī)是在高真空狀態(tài)下工作 的制冷設(shè)備，有些機(jī)組的制冷性能不穩(wěn)定或達(dá)不到設(shè)計(jì)能力的一個(gè)主要原因，就是機(jī)組真 空問(wèn)題沒(méi)有解決好。對(duì)于澳化鋰吸收式制冷機(jī)來(lái)講，真空度的高低實(shí)質(zhì)上是機(jī)組內(nèi)不

7、凝性 氣體被抽除多少的反映。機(jī)組系統(tǒng)內(nèi)不凝性氣體的來(lái)源大致如下：機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，機(jī)組內(nèi)空氣未完全抽盡；空氣 通過(guò)管路連接處、焊縫、閥門等處泄漏到機(jī)組內(nèi)；在機(jī)組內(nèi)，由于澳化鋰溶液對(duì)金屬材料 的腐蝕而產(chǎn)生的氫氣。機(jī)組內(nèi)存在不凝性氣體，主要影響吸收過(guò)程，使傳熱、傳質(zhì)減弱。 外部漏入制冷機(jī)的空氣與制冷機(jī)內(nèi)因金屬表面腐蝕所釋放的氫氣等均屬不凝性氣體。這些 氣體都不能凝結(jié)，也不會(huì)被澳化鋰溶液吸收。當(dāng)它們附著于冷凝器的傳熱管表面時(shí)，增加 了傳熱熱阻，提高了冷凝壓力，使發(fā)生器壓力隨之增大，減小了發(fā)生器的產(chǎn)汽量，使制冷 機(jī)的制冷量下降。不凝性氣體存在于吸收器中時(shí)，減少了吸收過(guò)程中水蒸氣被吸收的質(zhì)推 動(dòng)力，使傳質(zhì)系數(shù)

8、減小，傳質(zhì)過(guò)程惡化，制冷量明顯下降。不凝性氣體積聚越多，制冷量 下降越厲害，有時(shí)甚至?xí)_(dá)到不能制冷的地步。二、冷劑水中澳化鋰的含量對(duì)制冷機(jī)性能的影響漠化鋰吸收式制冷機(jī)因發(fā)生器容汽空間的垂直高度太小，冷劑蒸汽的流速太高或擋液板結(jié)構(gòu)不良，或者由于加熱蒸汽壓力突然升高，稀溶液濃度較低，溶液的pH值太大，冷卻水溫度太低等原因而造成發(fā)生器中溶液強(qiáng)烈沸騰，使發(fā)生器中的澳化鋰液滴被冷劑蒸汽 帶入冷凝器；吸收器澳化鋰液滴也有可能濺入蒸發(fā)器，造成冷劑水污染?？梢詮恼舭l(fā)器液 囊視鏡觀察冷劑水的顏色，發(fā)現(xiàn)冷劑水帶黃色時(shí)，有污染之疑。這時(shí)可通過(guò)冷劑水取樣閥 取樣，測(cè)定冷劑水的密度，若測(cè)得的密度不大于1.04kg/l時(shí)

9、，一般不作處理；當(dāng)大于1.04kg/l時(shí)，可通過(guò)冷劑水旁通閥使冷劑水再生，直至冷劑水的密度達(dá)到合格。三、表面活性劑對(duì)制冷機(jī)性能的影響為了提高澳化鋰吸收式制冷機(jī)中傳熱，傳質(zhì)效果，提高制冷機(jī)的性能，目前廣泛地添加一定的有機(jī)物質(zhì)-表面活性劑，在澳化鋰溶液中添加 0.1%的辛醇，可以使制冷量提高 10%15%。在澳化鋰溶液中常用的表面活性劑有異辛醇或正辛醇，它們?cè)诔合戮鶠闊o(wú) 色有刺激性氣味的油狀液體，幾乎不能溶解于澳化鋰溶液。在加熱蒸汽壓力較高的兩效澳 化鋰吸收式制冷機(jī)中，由于加熱溫度較高，辛醇在較高溫度下要分解，可改用氟化醇。它 們的強(qiáng)化機(jī)理如下：（一）提高吸收效果添加表面活性劑后提高了吸收效果。

10、這是因?yàn)樘砑有链己?，溶液的表面張力大幅度?降，使溶液與水蒸氣的結(jié)合能力增強(qiáng)，這意味著吸收效率的提高；另外，添加辛醇后，澳 化鋰水溶液的分壓力降低，吸收推動(dòng)力增大，提高了吸收效果。（二）增強(qiáng)傳熱添加表面活性劑后，冷凝器由膜狀凝結(jié)變?yōu)橹闋钅Y(jié)，提高了冷凝效果，添加辛醇后起到了改善凝結(jié)表面的作用。由于辛醇可以使銅管受熱面完全潤(rùn)濕，含有辛醇的水蒸汽與 銅管受熱面接觸后，隨后形成一層液膜，水蒸氣在辛醇液膜上呈現(xiàn)珠狀凝結(jié)。珠狀凝結(jié)的 放熱系數(shù)可比膜狀凝結(jié)提高兩倍以上，因而提高了冷凝器的傳熱效果。一般添加0.1%0.3%已能滿足要求。工作參數(shù)對(duì)制冷劑性能的影響一、工作蒸汽壓力的影響當(dāng)工作蒸汽壓力升高，而其

11、他條件不變，這時(shí)將導(dǎo)致溶液的溫度升高，蒸汽發(fā)生量增 加，發(fā)生器出口濃溶液濃度增加，冷凝器熱負(fù)荷也增加；但由于冷卻水進(jìn)入機(jī)組的流量、 溫度不變，必然導(dǎo)致冷凝壓力有所升高。在吸收器內(nèi)，濃溶液吸收蒸汽的能力增加，吸收 器的熱負(fù)荷增加，因冷卻水流量及進(jìn)水溫度不變，導(dǎo)致吸收器出口冷卻水溫度升高，而使 稀溶液的溫度升高。雖然工作蒸汽壓力的提高對(duì)澳化鋰吸收式制冷機(jī)的制冷量和性能系數(shù)的提高都有利， 但太高的溫度，濃溶液濃度太大，容易發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象。因此，單效澳化鋰吸收式制冷機(jī)的 工作蒸汽壓力一般控制在 0.020.1Mpa （表壓）；熱水溫度控制在90150 c范圍內(nèi)。 二、冷卻水溫度與流量的影響當(dāng)冷卻水溫度降

12、低，而其他條件不變時(shí)，將使吸收器內(nèi)溶液溫度下降，吸收能力增強(qiáng), 則導(dǎo)致蒸發(fā)器內(nèi)壓力下降，蒸發(fā)量（制冷量）增加。雖然冷卻水溫度下降，對(duì)澳化鋰吸收 式制冷機(jī)性能提高有利，但太低的冷卻水溫度導(dǎo)致溶液熱交換器濃溶液出口溫度太低而可 能發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象。三、冷凍水溫度與流量變化的影響當(dāng)空調(diào)負(fù)荷變化時(shí)，制冷劑冷凍水進(jìn)口溫度將發(fā)生變化。如果空調(diào)冷負(fù)荷減少，則冷 凍水回到制冷機(jī)的溫度將降低，蒸發(fā)器傳熱溫差減小，導(dǎo)致蒸發(fā)量減少。單效澳化鋰吸收式制冷機(jī)的調(diào)節(jié)一、工作蒸汽調(diào)節(jié)法降低工作蒸汽的壓力或減少工作蒸汽流量均可減少冷劑水蒸氣的發(fā)生量，從而降低制 冷機(jī)的制冷量。這種調(diào)節(jié)方法簡(jiǎn)單，容易實(shí)施，安全可靠。缺點(diǎn)是隨著制冷量的下降，機(jī) 組的性能系數(shù)也下降，尤其在負(fù)荷低于 50%時(shí)更甚。二、凝結(jié)水流量調(diào)節(jié)法控制工作蒸汽的凝結(jié)水流量也可以達(dá)到調(diào)節(jié)制冷量的目的。若把凝結(jié)水管上的調(diào)節(jié)閥 關(guān)小，則減少了凝結(jié)水的排出量，發(fā)生器傳熱管內(nèi)的凝結(jié)水將逐漸積聚起來(lái)，減少了發(fā)生 器的傳熱面積，從而通過(guò)發(fā)生器的熱負(fù)荷來(lái)調(diào)節(jié)制冷量。三、冷卻水流量調(diào)節(jié)法通過(guò)調(diào)節(jié)旁通制冷機(jī)的冷卻水量來(lái)調(diào)節(jié)制冷機(jī)的冷卻水量，從而達(dá)到改變制冷量的目 的。這種方法的缺點(diǎn)是制冷量變化較小而要求冷卻水量變化很大，從而導(dǎo)致冷卻水出口溫 度顯著升高，促進(jìn)水垢生成和腐蝕，這種調(diào)節(jié)還使制冷劑的性能系數(shù)降低。直燃型