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文檔簡介
吸收式制冷及設備演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有78頁\編輯于星期三優(yōu)選吸收式制冷及設備現(xiàn)在是2頁\一共有78頁\編輯于星期三8.1吸收式制冷的工作原理
8.1.1概述1、吸收式制冷與蒸氣壓縮式制冷比較吸收式制冷是蒸氣制冷的一種,和蒸氣壓縮式制冷相比存在兩個非常不同之處:動力壓縮式:機械能、電能吸收式:熱能(蒸汽、高溫水、煙氣、直燃)工質(zhì)壓縮式:一般為純物質(zhì)和多種沸點相近物質(zhì)構成的混合工質(zhì)吸收式:兩種沸點相差較大的物質(zhì)構成的二元溶液壓縮機壓縮式:蒸氣壓縮機吸收式:熱力壓縮機(吸收器、溶液泵、發(fā)生器)現(xiàn)在是3頁\一共有78頁\編輯于星期三吸收式制冷的工質(zhì)由低沸點的物質(zhì)叫制冷劑和高沸點的物質(zhì)叫吸收劑組成的二元混合物,通常稱為制冷劑-吸收劑工質(zhì)對。
氨-水工質(zhì)對:適用于低溫如化工企業(yè)的生產(chǎn)工藝制冷中。
溴化鋰-水工質(zhì)對:主要用于空調(diào)制冷中?,F(xiàn)在是4頁\一共有78頁\編輯于星期三清華大學建筑學院建筑技術科學系吸收式制冷循環(huán)節(jié)流裝置“熱力壓縮機”現(xiàn)在是5頁\一共有78頁\編輯于星期三2、吸收式制冷工質(zhì)對的特性(1)兩組分的沸點不同(2)吸收劑對制冷劑要有強烈的吸收性能(3)吸收式制冷工質(zhì)對二元溶液的質(zhì)量分數(shù)對二元溶液來說,除了需知道壓力和溫度外,還需知道其組成溶液的成分,而溶液的組分常用質(zhì)量分數(shù)ξ來表示?,F(xiàn)在是6頁\一共有78頁\編輯于星期三如果已知吸收式制冷工質(zhì)對的二元溶液中,制冷劑的質(zhì)量為M1kg/h,吸收劑的質(zhì)量為M2kg/h,則:制冷劑質(zhì)量分數(shù)吸收劑質(zhì)量分數(shù)kg/kg
kg/kg
現(xiàn)在是7頁\一共有78頁\編輯于星期三3、簡單吸收式制冷系統(tǒng)
圖8.1簡單吸收式制冷系統(tǒng)現(xiàn)在是8頁\一共有78頁\編輯于星期三8.1.2吸收式制冷機熱力系數(shù)與熱力完善度吸收式制冷機的經(jīng)濟性常以熱力系數(shù)作為評價指標。熱力系數(shù)是吸收式制冷機中獲得的制冷量φ0與消耗的熱量φg之比。熱力系數(shù)現(xiàn)在是9頁\一共有78頁\編輯于星期三圖8.2吸收式制冷系統(tǒng)與外界的能量交換現(xiàn)在是10頁\一共有78頁\編輯于星期三圖8.2中發(fā)生器中熱媒對溶液系統(tǒng)的加熱量為φg,蒸發(fā)器中被冷卻物質(zhì)對系統(tǒng)的加熱量(即制冷量)為φ0,泵的功率為PkW,系統(tǒng)對周圍環(huán)境的放熱量為φe(等于在吸收器中放熱量φa與在冷凝器中放熱量φk之和)。由熱力學第一定律得:φg+φ0+860P=φa+φk=φe
(8-7)
現(xiàn)在是11頁\一共有78頁\編輯于星期三設該吸收式制冷循環(huán)是可逆的,發(fā)生器中熱媒溫度等于Tg,蒸發(fā)器中被冷卻物溫度等于To,和環(huán)境溫度等于Te,并都是常量。則吸收式制冷系統(tǒng)單位時間內(nèi)引起外界熵的變化為:對于發(fā)生器的熱媒:對于蒸發(fā)器中被冷卻物質(zhì):對周圍環(huán)境:由熱力學第二定律可知,系統(tǒng)引起外界總熵的變化應大于或等于零,即現(xiàn)在是12頁\一共有78頁\編輯于星期三ΔS=ΔSg+ΔS0+ΔSe≥0
(8-8)或(8-9)
由式(10-7)和(10-9)可得≥(8-10)現(xiàn)在是13頁\一共有78頁\編輯于星期三若泵的功率忽略不計,則吸收式制冷機的熱力系數(shù):≤
(8-11)
最大熱力系數(shù)為:(8-12)
現(xiàn)在是14頁\一共有78頁\編輯于星期三熱力系數(shù)與最大熱力系數(shù)之比稱為熱力完善度,即上式表明,吸收式制冷機的最大熱力系數(shù)等于工作在溫度T0和Te之間的逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù),與工作在Tg和Te之間的正卡諾循環(huán)的熱效率ηc的乘積。現(xiàn)在是15頁\一共有78頁\編輯于星期三壓縮式制冷機的制冷系數(shù)應乘以驅(qū)動壓縮機的動力裝置的熱效率之后,才能與吸收式制冷機的熱力系數(shù)進行比較。在吸收式制冷機中,氨吸收式制冷機的熱力系數(shù)很低,約為0.15左右。就是采用了提高措施,也只能達到0.5。溴化鋰吸收式制冷機的熱力系數(shù)較高,單效溴化鋰吸收式制冷機的熱力系數(shù)可達0.7以上?,F(xiàn)在是16頁\一共有78頁\編輯于星期三8.1.3溴化鋰吸收式制冷1945年美國CARLIN公司制成第一臺制冷量為每小時45萬千卡(523.3kW)的溴化鋰吸收式制冷機。由于它具有不少優(yōu)點,如噪音小,無振動,無磨擦等,因而得到了迅速的發(fā)展,特別是在空調(diào)制冷方面占有顯著地位?,F(xiàn)在是17頁\一共有78頁\編輯于星期三1、溴化鋰水溶液的特性溴化鋰是無色粒狀結(jié)晶物,性質(zhì)和食鹽相似,化學穩(wěn)定性好,在大氣中不會變質(zhì)、分解或揮發(fā),此外,溴化鋰無毒(有鎮(zhèn)靜作用),對皮膚無剌激。無水溴化鋰的主要物性:
現(xiàn)在是18頁\一共有78頁\編輯于星期三
通常固體溴化鋰中會含有一個或兩個結(jié)晶水,則分子式應為LiBr·H2O或LiBr·2H2O。溴化鋰具有極強的吸水性,當溫度20℃時,溴化鋰在水中的溶解度為111.2克/100克水。溴化鋰水溶液對一般金屬有腐蝕性。
現(xiàn)在是19頁\一共有78頁\編輯于星期三
溴化鋰的沸點(1265℃)比水高得多,其水溶液在發(fā)生器中沸騰時只有水汽化出來,生成純冷劑水,故不需要蒸汽精餾設備。其主要弱點是由于以水為制冷劑,蒸發(fā)溫度不能太低。
現(xiàn)在是20頁\一共有78頁\編輯于星期三2、溴化鋰水溶液的壓力-飽和溫度圖
溴化鋰水溶液沸騰時的蒸汽壓就是水蒸汽分壓力,是溫度的單值函數(shù),因此,溶液的蒸汽壓可以由該壓力下水的飽和溫度來代表。經(jīng)驗的杜林(Duhring)法則指出:水溶液的沸點t與同壓力下水的沸點t’成正比,即
t=At’+B式中系數(shù)A,B為濃度的函數(shù)?,F(xiàn)在是21頁\一共有78頁\編輯于星期三圖8.3溴化鋰水溶液的蒸汽壓線圖以溶液的溫度t為橫坐標,同壓力p下水的沸點t’(或logp)為縱坐標。現(xiàn)在是22頁\一共有78頁\編輯于星期三
圖中左側(cè)第一根斜線是純水的壓力與飽和溫度的關系;最右側(cè)的折線為結(jié)晶線,它表明在不同溫度下溶液的飽和濃度。溫度越低,飽和溶液也越低。因此,設計和運行中必須注意:溴化鋰水溶液的濃度過高或溫度過低時均易于形成結(jié)晶,這點是的問題。從圖中可見,在一定溫度下溶液面上水蒸汽飽和分壓力低于純水的飽和分壓力,而且溶液的濃度越高,液面上水蒸汽飽和分壓力越低?,F(xiàn)在是23頁\一共有78頁\編輯于星期三3、溴化鋰水溶液的比焓-濃度圖溴化鋰-水溶液的比焓-濃度圖下部仍為液態(tài)區(qū),繪有等壓線和等溫線,上部的氣態(tài)區(qū)沒有飽和蒸氣的等壓線,只有一組輔助線。這是因為蒸氣中不含溴化鋰,是純水蒸氣,即濃度為零?,F(xiàn)在是24頁\一共有78頁\編輯于星期三圖8.4溴化鋰-水溶液的比焓-濃度圖現(xiàn)在是25頁\一共有78頁\編輯于星期三[例題8.1]已知飽和溴化鋰水溶液的壓力為7mmHg,溫度40℃,求溶液及其液面上水蒸汽各狀態(tài)參數(shù)。
[解]
首先在比焓-濃度圖的液態(tài)部分找到7mmHg等壓線與40℃等溫線的交點A,讀出濃度=59%,比焓hA=61kcal/kg。液面上水蒸汽溫度等于溶液溫度40℃,濃度ξ=0。通過點A的等濃度線ξA=59%與壓力7mmHg的輔助線的交點B作水平線與ξ=0的縱座標相交于C點,C點即為液面上水蒸汽狀態(tài)點,比焓hc=714kcal/kg,其位置在7mmHg輔助線之上,所以是過熱蒸汽。從飽和水蒸汽表知,壓力為7mmHg時純水的飽和溫度為6℃,遠低于40℃,可見溶液面上的水蒸汽具有相當大的過熱度?,F(xiàn)在是26頁\一共有78頁\編輯于星期三4、溴化鋰吸收式制冷理論循環(huán)及在比焓-濃度圖上的表示圖8.5單級溴化鋰吸收式制冷裝置流程現(xiàn)在是27頁\一共有78頁\編輯于星期三
溶液熱交換器的作用是使發(fā)生器出來的熱濃溶液將熱量傳給吸收器出來的冷稀溶液,以減少發(fā)生器的耗熱量,同時減少吸收器的冷卻水消耗量,以提高制冷機的經(jīng)濟性。采取這一措施可使循環(huán)的熱力系數(shù)提高大約50%?,F(xiàn)在是28頁\一共有78頁\編輯于星期三在溴化鋰吸收式制冷裝置中,冷卻水系統(tǒng)如果采用串聯(lián)式,則冷卻水首先通過吸收器,出來后再去冷凝器冷卻。采用這種串聯(lián)冷卻水系統(tǒng),由于進出溴化鋰吸收式制冷機的冷卻水溫差大,因此冷卻塔應選用中溫型?,F(xiàn)在是29頁\一共有78頁\編輯于星期三在分析理淪循環(huán)時假定:(1)工質(zhì)流功時無損失,因此在熱交換設備內(nèi)進行的是等壓過程;發(fā)生器壓力Pg等于冷凝器壓力Pk。吸收器壓力Pa等于蒸發(fā)壓力P0。(2)發(fā)生過程和吸收過程終了的溶液狀態(tài)、以及冷凝過程和蒸發(fā)過程終了的冷劑狀態(tài)都是飽和狀態(tài)?,F(xiàn)在是30頁\一共有78頁\編輯于星期三圖8.6比焓-濃度圖上的溴化鋰吸收式制冷理論循環(huán)1→2為泵的加壓過程。將來自吸收器的稀溶液由壓力p0下的飽和液變?yōu)閴毫k下的再冷液。ξ1=ξ2,t1≈t2,點1與點2基本重合。2→3為再冷狀態(tài)稀溶液在熱交換器中的預熱過程。
現(xiàn)在是31頁\一共有78頁\編輯于星期三
3→4為稀溶液在發(fā)生器中的加熱過程。其中3→3g是將稀溶液由再冷液加熱至飽和液的過程;3g→4是稀溶液在等壓pk下沸騰汽化變?yōu)闈馊芤旱倪^程。自發(fā)生器排出的蒸汽狀態(tài)可認為是與沸騰過程溶液的平均狀態(tài)相平衡的水蒸汽(狀態(tài)7的過熱蒸汽)。
7→8為冷劑水蒸汽在冷凝器內(nèi)壓力pk下除去過熱,然后凝結(jié)為飽和水的過程。
8→9為冷劑水的節(jié)流過程。制冷劑由壓力pk下的飽和水變?yōu)閴毫0下的濕蒸汽。狀態(tài)9的濕蒸汽是由狀態(tài)9’的飽和水與狀態(tài)9”的飽和水蒸汽組成。
9→10為狀態(tài)9的制冷劑濕蒸汽在蒸發(fā)器壓力p0下吸熱汽化至狀態(tài)10的飽和水蒸汽過程?,F(xiàn)在是32頁\一共有78頁\編輯于星期三
4→5為濃溶液在熱交換器中的預冷過程。即把來自發(fā)生器的濃溶液在壓力pk下由飽和液變?yōu)樵倮湟骸?/p>
5→6為濃溶液的節(jié)流過程。將濃溶液由壓力pk下的再冷液變?yōu)閴毫0下的濕蒸汽。
6→1為濃溶液在吸收器中的吸收過程。其中6→6a為濃溶液由濕蒸汽狀態(tài)冷卻至飽和液狀態(tài)。6a→1為狀態(tài)6a的濃溶液在等壓p0下與狀態(tài)10的冷劑水蒸汽放熱混合為狀態(tài)1的稀溶液的過程。
決定吸收式制冷熱力過程的外部條件是三個溫度:熱源溫度th,冷卻介質(zhì)溫度tw和被冷卻介質(zhì)溫度tc。
現(xiàn)在是33頁\一共有78頁\編輯于星期三
被冷卻介質(zhì)溫度tc決定了蒸發(fā)壓力P0(蒸發(fā)溫度t0);冷卻介質(zhì)溫皮tw決定了冷凝壓力Pk(冷凝溫度tk)及吸收器內(nèi)溶液的最低溫度t1;熱源溫度th決定了發(fā)生器內(nèi)溶液的最高溫度t4;
P0和t1又決定了稀溶液濃度ξw;
Pk和t4決定了濃溶液濃度ξs?,F(xiàn)在是34頁\一共有78頁\編輯于星期三5、溴化鋰吸收式制冷機的溶液循環(huán)倍率溶液的循環(huán)倍率:制冷劑-吸收劑溶液的質(zhì)量流量與制冷劑質(zhì)量流量之比,表示了溴化鋰吸收式制冷機每產(chǎn)生單位質(zhì)量流量的制冷劑水蒸氣,所需要循環(huán)的稀溶液質(zhì)量。溶液的循環(huán)倍率越小,設備尺寸就減小,溶液泵的耗電減少,循環(huán)的經(jīng)濟性提高?,F(xiàn)在是35頁\一共有78頁\編輯于星期三在圖8.5中流入發(fā)生器的稀溶液流量為:
M3=M2=M1
(8-15)濃度為:
ξ3=ξw
(8-16)流出發(fā)生器的有:制冷劑水蒸汽流量為M7,濃度為ξ7=0;飽和濃溶液,流量為M4,濃度為ξ4=ξ5。由此,可以列出:現(xiàn)在是36頁\一共有78頁\編輯于星期三(8-19)
(8-20)
上式中f稱之為溶液的循環(huán)倍率,為:質(zhì)量方程式:M3=M7+M4
(8-17)濃度方程式:
M3ξ3=M7ξ7+M4ξ4
(8-18)解以上兩個方可得到:現(xiàn)在是37頁\一共有78頁\編輯于星期三令:Δξ=ξs-ξw
Δξ稱之為吸收式制冷的放氣范圍。放氣范圍大,溶液循環(huán)倍率小,運行經(jīng)濟性好,但溴化鋰-水溶液濃度大,易產(chǎn)生結(jié)晶。放氣范圍和溶液的循環(huán)倍率這兩個參數(shù)很重要。溴化鋰吸收式制冷的四大性能指標:熱力系數(shù)、熱力完善度、放氣范圍和溶液循環(huán)倍率。現(xiàn)在是38頁\一共有78頁\編輯于星期三6、熱力計算熱力計算的原始數(shù)據(jù):制冷量φ0,加熱介質(zhì)溫度th,冷卻水溫度tw和冷凍水溫度tcw。在溴化鋰吸收式制冷機中的冷卻水,一般采用先通過吸收器再進入冷凝器的串聯(lián)方式。冷卻水出入口總溫差取8~9℃。冷卻水在吸收器和冷凝器內(nèi)的溫升之比與這兩個設備的熱負荷之比相近?,F(xiàn)在是39頁\一共有78頁\編輯于星期三
一般吸收器的熱負荷及冷卻水的溫升稍大于冷凝器。冷凝溫度tk比冷凝器內(nèi)冷卻水出口溫度高3~5℃;蒸發(fā)溫度t0比冷凍水出口溫度低2~5℃;吸收器內(nèi)溶液最低溫度比冷卻水出口溫度高3~8℃;發(fā)生器內(nèi)溶液最高溫度t4比熱媒溫度低10~40℃;熱交換器的濃溶液出口溫度t5比稀溶液側(cè)入口溫度t2高12~25℃?,F(xiàn)在是40頁\一共有78頁\編輯于星期三[例題8-2]如圖8.5所示溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)。已知制冷量φ0=100×104kcal/kg,冷凍水出口溫度tc2=7℃,冷卻水入口溫度tw1=32℃,加熱用飽和蒸氣溫度tk=119.6℃。試對該系統(tǒng)進行熱力計算。
[解]
①根據(jù)已知條件和經(jīng)驗關系確定如下設計參數(shù):冷凝器冷卻水出口溫度tw3=tw1+9=41℃冷凝溫度tk=tw3+5=46℃冷凝壓力pk=75.7mmHg蒸發(fā)溫度t0=tcw2-2=5℃蒸發(fā)壓力p0=6.54mmHg吸收器冷卻水出口溫度tw2=tw1+5=37℃吸收器溶液最高溫度t1=tw2+6.2=43.2℃發(fā)生器溶液最高溫度t4=th-17.4=102.2℃熱交換器最大端部溫差t5-t2=25℃現(xiàn)在是41頁\一共有78頁\編輯于星期三②確定循環(huán)節(jié)點參數(shù)將已確定的壓力及溫度值填入表8.2中,利用h-ξ圖或公式求出于飽和狀態(tài)的點1(點2與之相同)、4、8、10、3g和6a的其他參數(shù),也填入表中。狀態(tài)點壓力p(mmHg)溫度t(℃)濃度ξ(%)比焓h(kcal/kg)1233a4566a789106.5475.775.775.775.775.76.5465.475.775.76.546.5443.2≈43.2-92.0102.268.2-52.497.1465559.559.559.559.564.064.064.064.0000067.3≈67.380.9-9479.479.4-740.5145.96145.96699.5表8.2現(xiàn)在是42頁\一共有78頁\編輯于星期三計算溶液的循環(huán)倍率熱交換器出口濃溶液為過冷液態(tài),由t5=t2+25=68.2℃及ξs=64%求得焓值hs=79.4kcal/kg。h6≈h5。熱交換器出口稀溶液點3的比焓由熱交換器熱平衡式求得:
h3=h2+[(f-1)/f](h4-h5)=67.3+(94-79.4)(14.2-1)/14.2=80.9kcal/kg現(xiàn)在是43頁\一共有78頁\編輯于星期三③各設備單位熱負荷qg=f(h4-f3)+h7-h4=14.2(94-80.9)+740.5-94=832.5kcal/kgqa=f(h6-h1)+h10-h6=14.2(79.4-67.3)+699.5-79.4=791.9kcal/kgqk=h7-h8=740.5-145.96=594.5kcal/kgq0=h10-h9=699.5-145.96=553.5kcal/kgqt=(f-1)(h4-h5)=(14.2-1)(94-79.4)=192.72kcal/kg熱平衡吸熱qg+q0=1386.4kcal/kg
放熱qa+qk=1386.4kcal/kg④熱力系數(shù)現(xiàn)在是44頁\一共有78頁\編輯于星期三稀溶液循環(huán)量
F=fD=14.2×1806.7=25700kg/h濃溶液循環(huán)量F-D=(f-1)D=13.2×1806.7=23900kg/h各設備的熱負荷發(fā)生器φg=Dqg=150.4×104kcal/h吸收器φa=Dqa=143.1×104kcal/h冷凝器φk=Dqk=107.4×104kcal/h熱交換器φt=Dqt=34.8×104kcal/h⑤各設備的熱負荷及流量
冷劑循環(huán)量:現(xiàn)在是45頁\一共有78頁\編輯于星期三⑥水量及加熱蒸汽量冷卻水量(冷凝器)
Gwk=φk/Δtwk=107.4×104/4=268.5t/h
或冷卻水量(吸收器)
Gwa=φa/Δtwa=143.1×104/5=286.2t/h
冷凍水量,設蒸發(fā)器入口冷凍水溫tc1=12℃Gc=φ0(tc1-tc2)=100×104/(12-7)=200t/h
加熱蒸汽消耗量(汽化潛熱r=526.1kcal/kg)現(xiàn)在是46頁\一共有78頁\編輯于星期三⑦熱力完善度若取環(huán)境溫度te=32℃,被冷卻物溫度t0=7℃,熱源溫度tg=119.6℃,則最大熱力系數(shù)熱力完善度現(xiàn)在是47頁\一共有78頁\編輯于星期三8.1.4溴化鋰吸收式制冷機的典型結(jié)構與流程1、溴化鋰吸收式制冷機的典型結(jié)構溴化鋰吸收式制冷機在高度真空下工作,結(jié)構的密封性顯得尤為重要,要求結(jié)構安排必須緊湊,連接部件盡量減少。通常把發(fā)生器等四個主要換熱設備合置于一個或兩個密閉筒體內(nèi),即所謂單筒結(jié)構和雙筒結(jié)構?,F(xiàn)在是48頁\一共有78頁\編輯于星期三圖8.7雙筒型溴化鋰吸收式制冷機典型結(jié)構簡圖1-吸收器2-稀溶液囊3-發(fā)生器泵4-溶液熱交換器5-發(fā)生器6-濃溶液囊7-擋液板8-冷凝器9-冷凝器水盤10-U形管11-蒸發(fā)器12-蒸發(fā)器水盤13-蒸發(fā)器水囊14-蒸發(fā)器泵15-冷劑水噴淋系統(tǒng)16-擋水板17-吸收器泵18-溶液噴淋系統(tǒng)19-發(fā)生器濃溶液囊20-三通閥21-濃溶液溢流管22-抽氣裝置現(xiàn)在是49頁\一共有78頁\編輯于星期三2、溴化鋰吸收式制冷機主要附加措施(1)防腐蝕問題溴化鋰水溶液對一般金屬有腐蝕作用,尤其在有空氣存在時腐蝕更為嚴重。目前,這種機器的結(jié)構大都采用碳鋼,傳熱管采用銅管。為了防止溶液對金屬的腐蝕,一方面須確保機組的密封性,經(jīng)常維持機內(nèi)的高度真空,在機組長期不運行時充入氮氣,另一方面須在溶液中加入有效的緩蝕劑?,F(xiàn)在是50頁\一共有78頁\編輯于星期三(2)抽氣設備由于系統(tǒng)內(nèi)的工作壓力遠低于大氣壓力,盡管設備密封性好,也難免有少量空氣滲入,并且,因腐蝕也會經(jīng)常產(chǎn)生一些不凝性氣體。所以,必須設有抽氣裝置,以排除聚積在筒體內(nèi)的不凝性氣體,保證制冷機的正常運行。現(xiàn)在是51頁\一共有78頁\編輯于星期三
圖8.8抽氣系統(tǒng)1-真空泵2-阻油器3-輔助吸收器4-吸收器泵5-調(diào)節(jié)閥圖8.9自動抽氣裝置原理圖1-溶液泵2-抽氣引射泵3-吸氣管4-氣體分離器5-視鏡6-放氣閥現(xiàn)在是52頁\一共有78頁\編輯于星期三(3)防止結(jié)晶問題
從溴化鋰水溶液的壓力飽和溫度圖可以看出,溶液的溫度過低或濃度過高均容易發(fā)生結(jié)晶。結(jié)晶現(xiàn)象一般先發(fā)生在溶液熱交換器的濃溶液側(cè),因為那里的溶液濃度最高,溫度較低,通路窄小。發(fā)生結(jié)晶后,濃溶液通路被阻塞,引起吸收器液位下降,發(fā)生器液位上升,直到制冷機不能運行?,F(xiàn)在是53頁\一共有78頁\編輯于星期三為解決熱交換器濃溶液側(cè)的結(jié)晶問題,在發(fā)生器中設有濃溶液溢流管。該溢流管不經(jīng)過熱交換器,而直接與吸收器的稀溶液囊相連。當熱交換器濃溶液通路因結(jié)晶被阻塞時,發(fā)生器的液位升高,濃溶液經(jīng)溢流管直接進入吸收器。這樣,不但可以保證制冷機至少在部分負荷下繼續(xù)工作,而且由于熱的濃溶液在吸收器內(nèi)直接與稀溶液混合,提高了熱交換器稀溶液側(cè)的溫度,將有助于濃溶液側(cè)結(jié)晶的緩解。現(xiàn)在是54頁\一共有78頁\編輯于星期三(4)制冷量的調(diào)節(jié)吸收式制冷機的制冷量一般是根據(jù)蒸發(fā)器出口被冷卻介質(zhì)的溫度,用改變加熱介質(zhì)流量和稀溶液循環(huán)量的方法進行調(diào)節(jié)的。用這種方法可以實現(xiàn)在10~100%范圍內(nèi)制冷量的無級調(diào)節(jié)?,F(xiàn)在是55頁\一共有78頁\編輯于星期三(5)提高效率的措施吸收式制冷機主要由換熱設備組成,如何強化傳熱,降低金屬耗量,提高效率是其推廣應用需解決的重要問題之一。用各種方法對傳熱管表面進行處理可以提高傳熱系數(shù),在溶液中加入表面活性劑可以提高制冷量。此外,根據(jù)外界條件選擇和改進流程,以及能量的綜合利用等也是提高效率的重要措施?,F(xiàn)在是56頁\一共有78頁\編輯于星期三3、其他流程(1)多級發(fā)生由于溶液結(jié)晶條件的限制,單級溴化鋰吸收式制冷機的熱源溫度不能很高。當有較高溫度熱源時,應采用多級發(fā)生的循環(huán)。如有表壓0.6~0.8MPa的蒸汽或有燃油、燃氣作熱源時,通常采用雙效型溴化鋰吸收式制冷機;分別稱為蒸汽雙效型和直燃雙效型?,F(xiàn)在是57頁\一共有78頁\編輯于星期三圖8.10蒸汽雙效型溴化鋰吸收式制冷機
G1-高壓發(fā)生器G2-低壓發(fā)生器C-冷凝器A-吸收器E-蒸發(fā)器T1-利用蒸汽凝水的溶液預熱器T2-高壓溶液熱交換器T3-低壓溶液熱交換器現(xiàn)在是58頁\一共有78頁\編輯于星期三(2)多級吸收
當其他條件一定時,隨著熱源溫度的降低,吸收式制冷機的濃度差(放氣范圍)將減少。如若熱源溫度很低,以致按普通單級循環(huán)計算,放氣范圍小于3~4%甚至成為負值時,可采用多級吸收循環(huán)(一般為兩級)。現(xiàn)在是59頁\一共有78頁\編輯于星期三圖8.11兩級溴化鋰吸收式制冷機G1-高壓發(fā)生器A1-高壓吸收器T1-高壓熱交換器C-冷凝器G2-低壓發(fā)生器A2-低壓吸收器T2-低壓熱交換器E-蒸發(fā)器現(xiàn)在是60頁\一共有78頁\編輯于星期三
由圖8.11(b)所示的壓力-溫度圖上可以看出,在冷疑壓力pk,蒸發(fā)壓力p0以及溶液最低溫度t2一定的條件下,發(fā)生器溶液最高溫度t4若低于t’3,則單級循環(huán)的放氣范圍將成為負值。而同樣條件下采用兩級吸收循環(huán)就能增大放氣范圍,實現(xiàn)制冷。這種兩級吸收式制冷機可以利用90~70℃廢氣或熱水作熱源,但其熱力系數(shù)較低.約為普通單級機的1/2。它所需的傳熱面積約為普通單級機的1.5倍?,F(xiàn)在是61頁\一共有78頁\編輯于星期三補充雙效與多效機組(雙效為主)為何需要采用雙效吸收式制冷循環(huán)熱源溫度越高,機組熱力系數(shù)越大高溫熱源致使單效機組中容易出現(xiàn)結(jié)晶高發(fā)產(chǎn)生的蒸汽是低發(fā)熱源,蒸汽凝結(jié)熱用于機組正循環(huán),效率提高冷凝器帶走的主要是低發(fā)冷劑蒸氣的凝結(jié)熱,冷凝負荷為單效的1/2系統(tǒng)形式蒸汽型兩個發(fā)生器:高發(fā)、低發(fā)兩個熱交換器:高溫、低溫系統(tǒng)形式:并聯(lián)流程、串聯(lián)流程熱源:0.4~0.8Mpa(G)的高壓蒸汽直燃型除熱源形式不同外,其他完全相同現(xiàn)在是62頁\一共有78頁\編輯于星期三(3)變熱器吸收式制冷機作為變熱器工作是最有效的。變熱器是熱能的改造者,它可以把熱能從高溫變低溫,也可以從低溫變高溫。當把吸收式制冷機的吸收熱和冷凝熱也利用起來時,可以實現(xiàn)同時制冷和制熱,提高了吸收式機的熱力系數(shù)?,F(xiàn)在是63頁\一共有78頁\編輯于星期三圖8.12利用溴化鋰吸收式機作冷-熱供應的流程(a)同時制冷水(7℃);(b)按降溫變熱器循環(huán)工作A-吸收器E-蒸發(fā)器G-發(fā)生器C-冷凝器現(xiàn)在是64頁\一共有78頁\編輯于星期三
圖8-12(a)為同時制7℃冷凍水和70℃熱水的溴化鋰吸收式機,該機器運行在較高的冷凝溫度(tk=75~80℃)下,故可利用其冷凝熱獲得70℃熱水;其熱介質(zhì)是壓力0.5~0.6MPa(表)水蒸汽或相應溫度的熱水。吸收熱用冷卻塔循環(huán)水排掉?,F(xiàn)在是65頁\一共有78頁\編輯于星期三
圖10-12(b)是吸收熱和冷凝熱都被利用的情況。蒸發(fā)器將25~35℃水冷卻5~10℃,吸收熱和冷凝熱用來把工藝排出的25~35℃水加熱到60~80℃。加熱介質(zhì)(溫度為160~180℃)。此時發(fā)生器每1kW熱負荷獲得的制熱量約1.6kW(變熱系數(shù)1.6)。現(xiàn)在是66頁\一共有78頁\編輯于星期三8.2直燃型溴化鋰
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