溴化锂吸收式制冷机-ppt课件.ppt

1、溴化锂吸收式制冷机溴化锂吸收式制冷机 李琦芬李琦芬 2013.10 2013.10 上海电力学院上海电力学院 课程教学课程教学主要内容主要内容吸收式制冷机的发展现状吸收式制冷机的发展现状溴化锂吸收式制冷机的基本理论溴化锂吸收式制冷机的基本理论溴化锂吸收式制冷机的工作原理溴化锂吸收式制冷机的工作原理溴化锂制冷机的主要部件及功能溴化锂制冷机的主要部件及功能溴化锂吸收式制冷机组的性能特点溴化锂吸收式制冷机组的性能特点溴化锂制冷机组的自动控制溴化锂制冷机组的自动控制溴化锂制冷机组的性能试验与运行溴化锂制冷机组的性能试验与运行溴化锂制冷机的常见故障排除与保养方法溴化锂制冷机的常见故障排除与保养方法第一部

2、分第一部分 吸收式制冷机的发展现状吸收式制冷机的发展现状国外的发展过程国外的发展过程：1.美国是溴化锂制冷机的创始国，目前日本等国的溴冷机也都有较大的发展。美国是溴化锂制冷机的创始国，目前日本等国的溴冷机也都有较大的发展。2.美国开利公司于美国开利公司于1945年试制出第一台制冷量为年试制出第一台制冷量为523KW（45104kcal/h）的）的单效溴冷机，开创了利用溴化锂水溶液为工质对做为吸收剂的吸收式制冷新领单效溴冷机，开创了利用溴化锂水溶液为工质对做为吸收剂的吸收式制冷新领域。美国不仅创造了单效溴冷机，而且在世界上又率先研制出了双效溴冷机。域。美国不仅创造了单效溴冷机，而且在世界上又率先

3、研制出了双效溴冷机。现已研制出了直燃型、热水型和太阳能型等新型溴冷机。同时还研制了冷温水现已研制出了直燃型、热水型和太阳能型等新型溴冷机。同时还研制了冷温水机组和吸收式热泵等新机组。机组和吸收式热泵等新机组。3.日本一家汽车公司于日本一家汽车公司于1959年研制出制冷量为年研制出制冷量为689KW（60104kcal/h）的单）的单效溴冷机，效溴冷机，1962年茬原制造所又研制出双效溴冷机。日本溴冷机无论在生产数年茬原制造所又研制出双效溴冷机。日本溴冷机无论在生产数量、性能指标、应用范围和新技术、新产品研制等方面，均超过了美国，成为量、性能指标、应用范围和新技术、新产品研制等方面，均超过了美国

4、，成为世界上溴冷机研究与生产领先的国家。特别是燃气两效温水机组的产量很大，世界上溴冷机研究与生产领先的国家。特别是燃气两效温水机组的产量很大，约占世界上溴冷机生产总台数的约占世界上溴冷机生产总台数的2/3；目前已致力于第三种吸收式热泵和溴化锂；目前已致力于第三种吸收式热泵和溴化锂热电并供机组的研制工作。热电并供机组的研制工作。4.前苏联奔萨化工厂于前苏联奔萨化工厂于1965年研制出年研制出2908KW（250104kcal/h）溴冷机。目）溴冷机。目前溴冷机的应用范围已从化纤厂扩展到其它纺织厂、橡胶厂酿酒厂、化工厂、前溴冷机的应用范围已从化纤厂扩展到其它纺织厂、橡胶厂酿酒厂、化工厂、冶金厂和核

5、电站。冶金厂和核电站。中国中国的的发展过程发展过程：我国研制溴冷机起步于我国研制溴冷机起步于60年代初期，至今已有四十多年，其发展过程大体分为四个阶段：年代初期，至今已有四十多年，其发展过程大体分为四个阶段：1.研制阶段研制阶段60年代初船舶总公司年代初船舶总公司704所（原六机部所（原六机部704所）、一机部通用机械研究所与高等院所）、一机部通用机械研究所与高等院校以及设备制造厂通力合作，试制了两台样机。校以及设备制造厂通力合作，试制了两台样机。1966年上海第一冷冻机厂试制出了制冷量年上海第一冷冻机厂试制出了制冷量1160KW（100104kcal/h）全钢结构的单效溴冷机，安装于上海国棉

6、十二厂。）全钢结构的单效溴冷机，安装于上海国棉十二厂。60年代末期，年代末期，许多单位都着手研制单效溴冷机，这一研制工作持续到了许多单位都着手研制单效溴冷机，这一研制工作持续到了70年代初期。年代初期。2.单效机生产应用阶段单效机生产应用阶段70年代初先后有上海、青岛、天津、北京和长沙等地的棉纺厂为了适年代初先后有上海、青岛、天津、北京和长沙等地的棉纺厂为了适应生产的需要，各自设计与制造了单效溴冷机。继而更多地区也都自行设计制造单效溴冷机，应生产的需要，各自设计与制造了单效溴冷机。继而更多地区也都自行设计制造单效溴冷机，尤以上海、天津两地更为突出。以天津为例，尤以上海、天津两地更为突出。以天津

7、为例，70年代初至年代初至80年代初，制造出年代初，制造出3480KW（300104kcal/h）大型溴冷机七台，总制冷能力达到）大型溴冷机七台，总制冷能力达到24360KW（2100104kcal/h）。单效溴）。单效溴冷机在这一时期虽然有了较大发展，但仍有许多问题尚待解决，如严重的腐蚀、冷量的衰减和冷机在这一时期虽然有了较大发展，但仍有许多问题尚待解决，如严重的腐蚀、冷量的衰减和机器的寿命等，限制了溴冷机的进一步发展。机器的寿命等，限制了溴冷机的进一步发展。3.双效机生产应用阶段双效机生产应用阶段80年代初期开始研制双效溴冷机，并于年代初期开始研制双效溴冷机，并于1982年由开封通用机械厂

8、生产年由开封通用机械厂生产出出1744KW（150104kcal/h）双效溴冷机组。双效机组的热力系数可提高到）双效溴冷机组。双效机组的热力系数可提高到1.1以上，而单以上，而单效机组一般为效机组一般为0.60.7，双效机组的蒸汽单耗比单效机减少约，双效机组的蒸汽单耗比单效机减少约1/2，冷却水量减少约，冷却水量减少约1/3，是值，是值得提倡的节能型制冷机组。得提倡的节能型制冷机组。4.多种新型机研制应用阶段多种新型机研制应用阶段80年代末期国家计委提出，凡有蒸汽等热源的地区要发展溴冷机年代末期国家计委提出，凡有蒸汽等热源的地区要发展溴冷机；1991年我国在世界禁用氟里昂（年我国在世界禁用氟里

9、昂（CFC）生产与使用的）生产与使用的“蒙特利尔议定书蒙特利尔议定书”上签了字，这对进一上签了字，这对进一步发展溴冷机创造了良好条件。大专院校、科研院所和制造厂家共同协力，一方面在加紧改进步发展溴冷机创造了良好条件。大专院校、科研院所和制造厂家共同协力，一方面在加紧改进与提高双效溴冷机的加工技术和性能水平，另一方面也竟相研制新型的多种溴冷机。现已推出与提高双效溴冷机的加工技术和性能水平，另一方面也竟相研制新型的多种溴冷机。现已推出的和正在研制的有热水型、直燃型、低压型、降膜式溴冷机和吸收式热泵等。的和正在研制的有热水型、直燃型、低压型、降膜式溴冷机和吸收式热泵等。第二部分第二部分 溴化锂吸收式

10、制冷机基本理论溴化锂吸收式制冷机基本理论何谓何谓“制冷制冷”，何谓，何谓“热泵热泵”基本能量转换关系图基本能量转换关系图制冷机或热泵高温热源 TH低温热源 TLQHQR 用人工的方法将低温区的热量移送到高温区，用人工的方法将低温区的热量移送到高温区， 若为将低温区无用的热量移送到高温区成为有用若为将低温区无用的热量移送到高温区成为有用的或用途更大的热量，此种方法称为的或用途更大的热量，此种方法称为“热泵热泵”。 若转移热量是为获得低于环境的温度或满足某种若转移热量是为获得低于环境的温度或满足某种化化工工艺的低温需要，此种方法称为工工艺的低温需要，此种方法称为“制冷制冷”；中央空调系统蒸汽调节阀

11、的安装蒸汽调节阀截止阀1过滤器蒸汽旁通阀排净阀截止阀至机组制冷机空调末端冷却塔能源系统、管路等实现人工制冷/热的机械设备安装在房间侧的散热（冷）装置把从房间内吸收的热量最终散发到外界环境空间中。提供驱动能源及系统管路连接和控制中央空调系统制冷原理溴化锂吸收式制冷机组电制冷机组制 冷 机热能驱动电能驱动溴化锂吸收式机组特点：1、以热能为动力，能源利用范围广；2、安装基础要求低；3、制冷机在真空状态下运行，无高压爆炸危险；4、制冷量调节范围广。冷量无级调节范围20-100%。5、溴化锂溶液环保，无臭、无毒。6、气密性要求高电制冷机组特点：1、密封性要求不高；2、冷却水循环量小；3、制冷效率高但耗电

12、量巨大；4、制冷剂可能造成污染；5、属于压力容器； 吸收式与蒸气压缩式制冷循环的比较 (a)蒸气压缩式制冷循环； (b)吸收式制冷循环1.1 1.1 溶液的热力学性质溶液的热力学性质(1)溶溶液液的的分分压压与与总总压压(2)相相律律(3)溶溶液液的的相相平平衡衡液体的分压和总压液体的分压和总压q 一定温度下，水的饱和蒸汽压是个定值，它与温度成一一一定温度下，水的饱和蒸汽压是个定值，它与温度成一一对应关系。固体溶质溶解于溶剂中时，它的蒸汽压总量小对应关系。固体溶质溶解于溶剂中时，它的蒸汽压总量小于同一温度下纯溶剂的饱和压力。因此，溶液中气于同一温度下纯溶剂的饱和压力。因此，溶液中气液两液两相平

13、衡时的压力不仅与温度有关，而且与浓度有关。相平衡时的压力不仅与温度有关，而且与浓度有关。q 拉乌尔定律：在一定的温度下，溶液中任一组分的蒸汽分拉乌尔定律：在一定的温度下，溶液中任一组分的蒸汽分压等于该纯组分的蒸汽压乘以该组分在溶液中的摩尔分数压等于该纯组分的蒸汽压乘以该组分在溶液中的摩尔分数。公式为：。公式为：式中式中:-代表纯溶剂代表纯溶剂A的蒸汽压的蒸汽压-代表溶液中代表溶液中A的摩尔分数的摩尔分数AAAxpp。ApAx溶液的分压与总压溶液的分压与总压q 亨利定律：在平衡状态下，一种气体在液体里的溶解度摩亨利定律：在平衡状态下，一种气体在液体里的溶解度摩尔分数和该气体的平衡压力成正比。公式

14、为：尔分数和该气体的平衡压力成正比。公式为：式中：式中：x-挥发性溶质的摩尔分数，即所溶解的气体在溶挥发性溶质的摩尔分数，即所溶解的气体在溶液中的摩尔分数；液中的摩尔分数；p-液面上该气体的平衡分压；液面上该气体的平衡分压；K-一个常数，取决于温度、溶质和溶剂的性质。一个常数，取决于温度、溶质和溶剂的性质。Kxp 相律相律q 体系处于平衡状态时，它的自由度与相数和组分之间存在体系处于平衡状态时，它的自由度与相数和组分之间存在着一定的关系。这个关系称为相律，又称吉布斯方程式，着一定的关系。这个关系称为相律，又称吉布斯方程式，公式为：公式为：q 式中：式中：f-自由度数（不可能是负数）自由度数（不

15、可能是负数）K-组分数组分数（单组分的水，（单组分的水，K=1）-相数相数2Kf溶液的相平衡溶液的相平衡q 液相中的分子会自发地通过相的分界面转移到气相，因此液相中的分子会自发地通过相的分界面转移到气相，因此造成了蒸汽压。同时，气相中的分子也会转移到液面。这造成了蒸汽压。同时，气相中的分子也会转移到液面。这样，在物相之间就产生了质量的交换。最后必然会出现这样，在物相之间就产生了质量的交换。最后必然会出现这样的状态，就是从一相转移到另一相的速度恰好与相反方样的状态，就是从一相转移到另一相的速度恰好与相反方向的转移速度相等，这时体系中各部分的浓度保持不变。向的转移速度相等，这时体系中各部分的浓度保

16、持不变。这种状态称为相平衡状态，简称相平衡。这种状态称为相平衡状态，简称相平衡。1.2 1.2 溴化锂水溶液的热物理性质溴化锂水溶液的热物理性质1 溴化锂溶液的特性 溴化锂是由碱金属锂(Li)和卤族元素(Br)两种元素组成的一种稳定的盐类,其主要特性如下: 1.溴化锂吸收式制冷机中,溴化锂是吸收剂,水是制冷剂 2.溴化锂对人体和环境无害 3.溴化锂溶液沸点高 4.溴化锂溶液吸水性强 5.溴化锂溶液性能稳定 6.溴化锂溶液对金属有强烈的腐蚀性 7.溴化锂溶液容易结晶 溴化锂溶液特性l 配方溴化锂溶液1、浓度552、主要成分：溴化锂LiBr水溶液、 缓蚀剂铬酸锂Li2CrO4、 表面活性剂辛醇N-

17、OCTYLALCOHOL、 氢氧化锂LiOH3、PH值：9.010.5溴化锂溶液的腐蚀性质（缺点）溴化锂溶液的腐蚀性质（缺点） 溴化锂溶液是一种具有较强腐蚀性的物质。它对普通的金溴化锂溶液是一种具有较强腐蚀性的物质。它对普通的金属材料，例如碳钢、紫铜等都具有较强的腐蚀性。因此，属材料，例如碳钢、紫铜等都具有较强的腐蚀性。因此，在较长的时间内，由于腐蚀问题得不到很好的解决，溴化在较长的时间内，由于腐蚀问题得不到很好的解决，溴化锂吸收式制冷剂的发展曾受到很大的限制。锂吸收式制冷剂的发展曾受到很大的限制。 实验证明，溴化锂溶液对金属的腐蚀与如下有关。实验证明，溴化锂溶液对金属的腐蚀与如下有关。1溴化

18、锂溶液对金属的腐蚀性及缓蚀剂 1.溴化锂溶液对金属的腐蚀性表现为如下化学反应: Fe+H2O+0.5O2 Fe(OH)2 Fe(OH)2 +0.5 H2O+ 0.25O2 Fe(OH)3 4Fe(OH)2 Fe3O4 +Fe+ 4 H2O 2Cu+0.5O2 Cu2O 2Cu+2H2O+0.5O2 2Cu(OH)2 1 缓蚀剂防腐机理: 铬酸锂和铁、铜反应形成致密保护膜，主要成分为Fe3O4， 阻止内部金属进一步发生反应，进而达到防腐效果；3Fe+6H2O+Li2CrO4 Fe3O4+2Cr(OH)3+4Li(OH)+H2 3Fe+3H2O+2Li2CrO4 Fe3O4+Cr2O3+Li(OH

19、)+H23Cu+5H2O+2Li2CrO4 3Cu2O+Cr(OH)3+4LiOH氧气的腐蚀性氧气的腐蚀性氧气的影响氧气的影响在吸收器上部和蒸发器水盘等部位，因在机组工作时会在吸收器上部和蒸发器水盘等部位，因在机组工作时会溅到溴化锂溶液，形成很稀的液膜，容易接触到氧，腐蚀溅到溴化锂溶液，形成很稀的液膜，容易接触到氧，腐蚀性就比较严重。性就比较严重。q 无氧气则：无氧气则：2Fe + 3H2O Fe2O3 + 3H2产生红锈 腐蚀3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2产生黑锈 不再腐蚀具体化学反应具体化学反应溴化锂溶液对金属的腐蚀性及缓蚀剂溴化锂溶液对金属的腐蚀性及缓蚀剂溴化锂溶液对金属的

20、腐蚀性表现为如下化学反应溴化锂溶液对金属的腐蚀性表现为如下化学反应: : Fe+H Fe+H2 2O+0.5OO+0.5O2 2 Fe(OH)Fe(OH)2 2 Fe(OH) Fe(OH)2 2 +0.5 H +0.5 H2 2O+ 0.25OO+ 0.25O2 2 Fe(OH)Fe(OH)3 3 4Fe(OH) 4Fe(OH)2 2 FeFe3 3O O4 4 +Fe+ 4 H+Fe+ 4 H2 2O O 2Cu+0.5O 2Cu+0.5O2 2 CuCu2 2O O 2Cu+2H 2Cu+2H2 2O+0.5OO+0.5O2 2 2Cu(OH)2Cu(OH)2 2 具体化学反应具体化学反应

21、缓蚀剂防腐机理缓蚀剂防腐机理: : 铬酸锂和铁、铜反应形成致密保护膜，主要成分为铬酸锂和铁、铜反应形成致密保护膜，主要成分为Fe3O4，阻止阻止内部金属进一步发生反应，进而达到防腐效果；内部金属进一步发生反应，进而达到防腐效果；3Fe+6H3Fe+6H2 2O+LiO+Li2 2CrOCrO4 4 Fe Fe3 3O O4 4+2Cr(OH)+2Cr(OH)3 3+4Li(OH)+H+4Li(OH)+H2 2 3Fe+3H3Fe+3H2 2O+2LiO+2Li2 2CrOCrO4 4 Fe Fe3 3O O4 4+Cr+Cr2 2O O3 3+Li(OH)+H+Li(OH)+H2 23Cu+5

22、H3Cu+5H2 2O+2LiO+2Li2 2CrOCrO4 4 3Cu 3Cu2 2O+Cr(OH)O+Cr(OH)3 3+4LiOH+4LiOH溴化锂溶液的腐蚀性质溴化锂溶液的腐蚀性质溶液的浓度溶液的浓度在常压下，随着溴化锂溶液浓度的降低，腐蚀加剧，因为在常压下，随着溴化锂溶液浓度的降低，腐蚀加剧，因为稀溶液中氧的溶解度要比浓溶液大；而在低压下，金属材稀溶液中氧的溶解度要比浓溶液大；而在低压下，金属材料的腐蚀率与溶液的浓度几乎没有什么关系，因此溶液中料的腐蚀率与溶液的浓度几乎没有什么关系，因此溶液中氧的含量都很低。氧的含量都很低。溴化锂溶液的腐蚀性质溴化锂溶液的腐蚀性质溶液的温度溶液的温度

23、实验表明，不含有铬酸锂缓蚀剂的溴化锂溶液，对实验表明，不含有铬酸锂缓蚀剂的溴化锂溶液，对A3钢、钢、紫铜和镍铜的腐蚀率都随温度的升高而增大；而对加有铬紫铜和镍铜的腐蚀率都随温度的升高而增大；而对加有铬酸锂缓蚀剂的溴化锂溶液，则随着温度的升高，酸锂缓蚀剂的溴化锂溶液，则随着温度的升高，A3钢的腐钢的腐蚀率略有降低。蚀率略有降低。溴化锂溶液的腐蚀性质溴化锂溶液的腐蚀性质溶液的溶液的PH值值实验表明，溴化锂溶液的实验表明，溴化锂溶液的PH值处于值处于9.510.3的范围内，对的范围内，对金属材料的缓蚀较为有利。金属材料的缓蚀较为有利。 在氧的作用下,金属铁和铜在通常呈碱性的溴化锂溶液中被氧化,氧是促

24、进铁和铜发生反应的主要因素.在溴化锂吸收式机组中,隔绝氧气是最根本的防腐措施.l 溴化锂溶液对金属材料腐蚀的几个因素: (1)溶液的质量分数 在常压下,稀溶液中氧的溶解度比浓溶液的大,随着溴化锂质量分数的减小,腐蚀加剧 (2)溶液的温度 而当温度超过165OC的时候,无论是碳刚或紫铜,腐蚀率急剧增大 (3)溶液的碱度 溶液呈酸性时,对金属材料的腐蚀十分严重,故一般溶液呈碱性PH(910.5)l 腐蚀对机组性能的影响: (1)由于溶液对组成吸收式机组的两种主要金属材料铜和铁的腐蚀直接影响机组的使用寿命 (2)腐蚀产生的氢气是机组运行中不凝性气体的主要来源(3)腐蚀形成的铁锈或铜锈等脱落后随溶液循

25、环极易造成喷嘴或屏蔽泵过滤器的堵塞机组防腐吸收式制冷机组吸收式制冷机组l 溴化锂溶液的结晶曲线溴化锂溶液浓度温度l 结晶原因：1）冷却水低温：冷却水入口维持28 32事宜；2）冷却水高温：冷却塔工作不良造成冷却水高温，导致高发高压，溶液浓度大，且低发与压差减小，溶液流动不稳定，浓溶液易在低交滞留结晶；3）冷却水流量少：流量少易导致机组高压，且进而导致高发高压，同上！4）抽气不利或空气进入：机组压力升高，造成溶液流动不稳且浓度升高，导致结晶；5）溶液循环不良或溶液量少；l 结晶预防： 1、正常运行结晶预防：微电脑溶液浓度设定值?正常控制减少燃烧量NOYES2、突然停电结晶预防：1) 瞬间停电：停

26、电时间0.20.3秒，恢复供电后机组正常运行；2) 长时间停电：30min默认值，来电后自动稀释运行转正常运行或停机3) 停电后没有电源，慢慢打开制冷采暖转换阀A，让冷剂蒸汽直接流入吸收器实现高发降压及吸收器升温防止结晶发生。制冷采暖转换阀Al 结晶判断：1）吸收器工作时，侧面中间部位温度较低，有结晶可能。2）交换器浓溶液出口壳体温度下降，三通温度升高，有结晶可能。注:熔晶管状态：正常情况手可触及并长时间停留； 手可触及但不可长时间停留溶液流过熔晶管可能结晶或溶液循环不良； 手只可点触，溶液热交换器浓溶液出口结晶；三通温度升高吸收器中部温度降低制冷/供暖转换阀C制冷/供暖转换阀A溶液泵 NO2

27、控制面板熔晶管高温热交换器低温热交换器高发低发冷凝器 溶液溶液正常流动引起结晶部分l 机械熔晶结构原理l 冷却水的作用： 冷却水的作用是带走吸收器和冷凝器的热量，将它传递给冷却塔，由冷却塔排入大气。在吸收器中，冷却水的作用是冷却作为吸收剂的溴化锂溶液。因为温度越低，吸收能力越强。在冷凝器中，冷却水的作用是冷却和液化来自发生器的冷剂蒸汽（双效型中的低压发生器），使其恢复到初始的冷剂液状态。l 冷却水水质对机组性能影响 水质差将导致铜管内部结垢，降低机组效率并导致铜管腐蚀甚至破裂。 铜管表面污垢厚度达到0.6mm冷却塔能力降到76，冷水水温升高2，燃料耗量增加25；l 冷却水水质变差的原因1）结垢

28、 由于冷却水中含有的无机质引起的，主要是由于碳酸钙、碳酸镁、硫酸盐浓缩和化学反应析出，造成污垢。妨碍热交换器的传热，使效率下降。2）污泥 这是由于水中溶解繁殖的细菌、藻类等微生物群体，混入泥、沙、灰尘等形成软泥性的污浊物。它会造成管路腐蚀，降低效率和增加流阻、降低水量。3）腐蚀 污泥和腐蚀生成物沾在传热管的表面而发生腐蚀。由于腐蚀的进行，传热管破坏而使机组发生严重故障。 l 水质管理：1、常规水质管理：A 经常连续补水或通过水质分析自动补水B 利用化学试剂防腐；C 添加灭藻剂控制结垢；D 定期水质分析，定期检查铜管；2、长期停机冷却水系统管理：A 满水保养（环境温度不低于0时）通过运转冷却水泵

29、使防腐剂均匀分布；B 干燥保养确保铜管内壁清洗干净，且防腐剂均匀分布；1.基基本本原原理理2.理理论论循循环环与与实实际际循循环环3.机机组组的的工工作作循循环环流流程程4.机机组组能能源源输输入入输输出出的的主主要要工工作作系系统统第三部分第三部分 溴化锂吸收式制冷机的工作原理溴化锂吸收式制冷机的工作原理1 1 基本原理基本原理水&水蒸气溴化锂溶液制冷剂蒸气打开溴化锂溶液冷水12度7度再生冷凝器溴化锂溶液燃料打开发生器冷却水冷剂蒸汽冷却水开热交换器用冷需求蒸发器冷水回水吸收器燃料发生器冷凝器吸收式制冷机工作原理吸收式制冷机工作原理荏原吸收式制冷机原理图基本原理基本原理 制冷时溶液循环溶液泵溶

30、液泵低温热交换器低温热交换器高温热交换器高温热交换器高发高发高温热交换器高温热交换器低发低发低温热交换器低温热交换器 吸收器吸收器溶液循环溶液循环：在吸收器中，由发生器来的浓溶液（溶液浓度以制冷剂的：在吸收器中，由发生器来的浓溶液（溶液浓度以制冷剂的含量计算）吸收来自蒸发器所产生的低压制冷剂蒸气，从而成为稀溶含量计算）吸收来自蒸发器所产生的低压制冷剂蒸气，从而成为稀溶液，吸收过程放出的热量被冷却剂带走。由吸收器出来的稀溶液经溶液，吸收过程放出的热量被冷却剂带走。由吸收器出来的稀溶液经溶液泵升压后，输送到发生器中。在发生器中，利用低品位热能对稀溶液泵升压后，输送到发生器中。在发生器中，利用低品位

31、热能对稀溶液加热，使之沸腾，由于发生器内压力不高，其中低沸点的制冷剂蒸液加热，使之沸腾，由于发生器内压力不高，其中低沸点的制冷剂蒸气被蒸发出来（可能有少量吸收剂蒸气），稀溶液成为浓溶液。从发气被蒸发出来（可能有少量吸收剂蒸气），稀溶液成为浓溶液。从发生器出来的高压浓溶液经膨胀阀节流到蒸发压力，又回到吸收器中，生器出来的高压浓溶液经膨胀阀节流到蒸发压力，又回到吸收器中，完成了溶液循环。完成了溶液循环。基本原理基本原理制冷时制冷剂循环 蒸发器蒸发器 吸收器吸收器低温热交换器低温热交换器高温热交换器高温热交换器 高发高发低发低发冷凝器冷凝器 蒸发器蒸发器冷剂泵冷剂泵制冷剂循环：制冷剂循环：由发生器中

32、出来的制冷剂蒸气（可能含有少量溶剂由发生器中出来的制冷剂蒸气（可能含有少量溶剂蒸气）在冷凝器中向冷却剂释放热量，凝结成液态高压制冷剂。蒸气）在冷凝器中向冷却剂释放热量，凝结成液态高压制冷剂。高压液体经膨胀阀节流到蒸发压力后进入蒸发器，在蒸发器中液高压液体经膨胀阀节流到蒸发压力后进入蒸发器，在蒸发器中液态制冷剂又被气化为低压制冷剂蒸气，同时吸收载冷剂热量产生态制冷剂又被气化为低压制冷剂蒸气，同时吸收载冷剂热量产生制冷效应。低压制冷剂蒸气进入吸收器中，而后吸收器制冷效应。低压制冷剂蒸气进入吸收器中，而后吸收器/发生器组发生器组合将低压制冷剂蒸气转变成高压蒸气，从而完成制冷剂循环。合将低压制冷剂蒸气

33、转变成高压蒸气，从而完成制冷剂循环。q 可见，吸收式制冷机中制冷剂循环的冷凝、蒸发、节流三个过程可见，吸收式制冷机中制冷剂循环的冷凝、蒸发、节流三个过程与蒸气压缩式制冷是相同的，所不同的是吸收式制冷以热源为主与蒸气压缩式制冷是相同的，所不同的是吸收式制冷以热源为主要动力，消耗热能，而蒸气压缩式制冷消耗机械能。由于吸收式要动力，消耗热能，而蒸气压缩式制冷消耗机械能。由于吸收式制冷以热能为主要动力，加之吸收过程要放出大量热量，所以吸制冷以热能为主要动力，加之吸收过程要放出大量热量，所以吸收式制冷向外界放出热量较大。收式制冷向外界放出热量较大。(a)吸收式制冷机；(b)蒸气压缩式制冷机单效溴化锂吸收

34、式制冷机单效溴化锂吸收式制冷机热交换器用冷需求用冷需求蒸蒸发发器器冷水回冷水回水水吸收器吸收器燃料燃料发发生器生器冷凝器冷凝器单效溴化锂吸收式制冷机工作原理图单效溴化锂吸收式制冷机循环过程概述单效溴化锂吸收式制冷机循环过程概述 发生过程发生过程 冷凝过程冷凝过程 节流过程节流过程 蒸发过程蒸发过程 吸收过程吸收过程双效溴化锂吸收式制冷机双效溴化锂吸收式制冷机双效溴化锂吸收式制冷机循环过程概述双效溴化锂吸收式制冷机循环过程概述 发生过程发生过程 冷凝过程冷凝过程 节流过程节流过程 蒸发过程蒸发过程 吸收过程吸收过程2 2 理论循环理论循环q 为了对制冷循环进行理论分析，需要进行假定：为了对制冷循

35、环进行理论分析，需要进行假定：工质在流动过程中，没有任何阻力。发生器的工作压力工质在流动过程中，没有任何阻力。发生器的工作压力等于冷凝器的工作压力，且吸收器的工作压力等于蒸发器等于冷凝器的工作压力，且吸收器的工作压力等于蒸发器的工作压力。的工作压力。溶液热交换可以实现热量的完全回收。浓溶液可以冷却溶液热交换可以实现热量的完全回收。浓溶液可以冷却到到稀溶液进口处的温度。到到稀溶液进口处的温度。蒸发器无冷量损失，其余各设备无热量损失，即与环境蒸发器无冷量损失，其余各设备无热量损失，即与环境介质（空气）不进行热交换。介质（空气）不进行热交换。理论循环理论循环q 根据上面这些假定，可将制冷循根据上面这

36、些假定，可将制冷循环进行简化，所以得到的这种循环进行简化，所以得到的这种循环为理论循环，如右图所示。环为理论循环，如右图所示。（1）浓溶液在交换器中的冷却过程）浓溶液在交换器中的冷却过程（2）浓溶液的节流与吸收过程）浓溶液的节流与吸收过程（3）稀溶液的升压升温过程）稀溶液的升压升温过程（4）稀溶液再发生器中的发生过程）稀溶液再发生器中的发生过程（5）冷剂蒸气的冷凝与蒸发过程）冷剂蒸气的冷凝与蒸发过程理论循环理论循环q 浓溶液在溶液热交换器中的冷却过程（浓溶液在溶液热交换器中的冷却过程（48）。发生器出）。发生器出口温度为口温度为t4,质量分数为质量分数为wr的浓溶液（状态点的浓溶液（状态点4）

37、，在溶液），在溶液热交换器中被稀溶液冷却，理想情况下，温度可降至热交换器中被稀溶液冷却，理想情况下，温度可降至t2。由于冷却过程中溶液的质量分数由于冷却过程中溶液的质量分数wr保持不变，故过程终止保持不变，故过程终止时溶液处于过冷状态（状态点时溶液处于过冷状态（状态点8）。）。理论循环理论循环q 浓溶液的节流与吸收过程（浓溶液的节流与吸收过程（82）。浓溶液进入吸收器前）。浓溶液进入吸收器前，必须经过节流，使其压力差低到，必须经过节流，使其压力差低到P0。因为节流过程中溶。因为节流过程中溶液的质量分数液的质量分数wr和比焓值和比焓值h8均不发生变化，所以节流后的均不发生变化，所以节流后的状态点

38、状态点与点与点8重合，但点重合，但点8*所表示的压力为所表示的压力为p0的过冷溶液的过冷溶液。节流后的溶液在吸收器中吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽，。节流后的溶液在吸收器中吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽，温度升高而浓度降低，指导饱和状态。这个过程用温度升高而浓度降低，指导饱和状态。这个过程用88*表示，之后由于吸收管内冷却水的作用，冷剂蒸汽继续被表示，之后由于吸收管内冷却水的作用，冷剂蒸汽继续被管外的溶液吸收。吸收过程沿等压线管外的溶液吸收。吸收过程沿等压线P0进行，用过程线进行，用过程线8*-2表示。表示。8理论循环理论循环q 稀溶液的升压升温过程（稀溶液的升压升温过程（27）。从吸收器出来的稀溶液）。

39、从吸收器出来的稀溶液需先升压。过程需先升压。过程22表示其升压过程。由于浓度表示其升压过程。由于浓度wa保持保持不变，比焓值不变，比焓值h2也基本保持不变因此状态点也基本保持不变因此状态点2与点与点2重合重合。升压后的稀溶液在溶液热交换器中被浓溶液加热，浓度。升压后的稀溶液在溶液热交换器中被浓溶液加热，浓度w不变，而温度升高至不变，而温度升高至t7。t7可由溶液交换器的热平衡关可由溶液交换器的热平衡关系来决定，通常可达到过热状态。系来决定，通常可达到过热状态。理论循环理论循环q 稀溶液在发生器中的发生过程（稀溶液在发生器中的发生过程（74）。处于过热状态的）。处于过热状态的稀溶液，进入发生器后

40、先闪发出一部分冷剂蒸气，浓度升稀溶液，进入发生器后先闪发出一部分冷剂蒸气，浓度升高而温度降低，到达高而温度降低，到达PK压力下的饱和状态压力下的饱和状态7*，用，用77*表表示稀溶液在发生器中的闪发过程。此后溶液被加热介质加示稀溶液在发生器中的闪发过程。此后溶液被加热介质加热，产生过热状态的冷剂蒸气，溶液的浓度和温度升高。热，产生过热状态的冷剂蒸气，溶液的浓度和温度升高。过程终止时，溶液的质量分数和温度分别为过程终止时，溶液的质量分数和温度分别为wr和和t4,即状即状态点态点4.发生过程是沿压力为发生过程是沿压力为Pk的饱和线进行的。它所产生的饱和线进行的。它所产生的冷剂蒸气，由于溶液的温度不

41、断升高，其过热度也不断的冷剂蒸气，由于溶液的温度不断升高，其过热度也不断增大，即状态点增大，即状态点3。理论循环理论循环q 冷剂蒸气的冷凝与蒸发过程（冷剂蒸气的冷凝与蒸发过程（31）。在）。在hw图中，表图中，表示冷剂蒸气冷凝和蒸发的过程线都在纵坐标上。图中，曲示冷剂蒸气冷凝和蒸发的过程线都在纵坐标上。图中，曲线线AB和和CD之间湿蒸汽区。状态点之间湿蒸汽区。状态点3的过热蒸汽在冷凝器的过热蒸汽在冷凝器中先被冷却到饱和状态，然后冷剂蒸气在等温下放出潜热中先被冷却到饱和状态，然后冷剂蒸气在等温下放出潜热，被冷凝为状态点，被冷凝为状态点3的冷剂水。的冷剂水。3 3 实际循环实际循环 在分析理论循环

42、时所做的在分析理论循环时所做的那些假定，在实际过程中都是那些假定，在实际过程中都是无法实现的。无法实现的。 如右图所示，实践如右图所示，实践2-7-5-2-7-5-4-8-9-10-24-8-9-10-2表示实际循环，虚表示实际循环，虚线线2-7-72-7-7* *-4-8-4-8-88* *-2-2表示理论循环。表示理论循环。实际循环实际循环q 浓溶液的预冷过程浓溶液的预冷过程溶液热交换不可能实现完全的热量回收，即热交换过溶液热交换不可能实现完全的热量回收，即热交换过程中存在端部温差，则实际循环中浓溶液的出口温度程中存在端部温差，则实际循环中浓溶液的出口温度t8要要比理论循环中的比理论循环中

43、的t8高。高。T8通常处于过热状态，即通常处于过热状态，即t8t6。q 吸收过程吸收过程实际过程实际过程q 稀溶液的预热过程稀溶液的预热过程实际过程中，实际过程中，t8高于高于t8，t7低于低于t7。点。点7的温度可通的温度可通过溶液热交换器中的热平衡计算来确定。相对于发生过程过溶液热交换器中的热平衡计算来确定。相对于发生过程中承受的压力，中承受的压力，t7一般处于过冷状态，即一般处于过冷状态，即t7r a r ，总放气范围减少，总放气范围减少a=r/(r-a)a=r/(r-a)，制冷量下降，制冷量下降，热力系数降低。热力系数降低。图图 加热蒸气压力变化加热蒸气压力变化对循环的影响对循环的影响

44、（2）冷冷媒媒水水出出口口温温度度 冷冷媒媒水水出出口口温温度度t tx x/ /蒸蒸发发压压力力P P0 0吸吸收收能能力力减减弱弱a a放放气气范范围围减减少少Q Q0 0冷冷媒媒水水出出口口温温度度回回升升蒸蒸发发压压力力P P0 0 P P0 0，冷冷凝凝器器、吸吸收收器器热热负负荷荷减减少少发发生生器器浓浓溶溶液液出出口口温温度度t t4 4t t4 4/ / P Pk kP Pk k，溶溶液液出出吸吸收收器器温温度度t t2 2t t2 2图图- -冷媒水出口温度与制冷量的关系冷媒水出口温度与制冷量的关系循环由循环由2-5-4-6-22-5-4-6-2变为变为2-5-4-6-22-

45、5-4-6-2。r a r a ，总放气范围减少总放气范围减少a=r/(r-a)a=r/(r-a)，制冷量下降，热力系数降低。制冷量下降，热力系数降低。冷媒水出口温度的变化对循环的影响冷媒水出口温度的变化对循环的影响（3 3）冷却水进口温度）冷却水进口温度 冷冷却却水水进进口口温温度度t tw w溶溶液液出出吸吸收收器器温温度度t t2 2 t t2 2a a；P Pk k P Pk k/ /发发生生器器出出口口浓浓溶溶液液r r 放放气气范范围围 Q Q0 0吸吸收收器器热热负负荷荷增增加加（溶溶液液出出吸吸收收器器温温度度t t2 2t t2 2）冷冷媒媒水水出出口口温温度度 蒸蒸发发压压

46、力力P P0 0冷冷凝凝器器热热负负荷荷增增加加P Pk kP Pk k发发生生器器负负荷荷增增加加，浓浓溶溶液液出出口口温温度度t t4 4t t4 4/ /， 循循环环由由2 2- -5 5- -4 4- -6 6- -2 2变变为为2 2- -5 5- -4 4- -6 6- -2 2。放放气气范范围围 ，Q Q0 0 ，热热力力系系数数提提高高。冷却水进口温度与制冷量的关系冷却水进口温度与制冷量的关系（4 4）冷却水量与冷媒水量的变化对机组性能的影响）冷却水量与冷媒水量的变化对机组性能的影响 q 冷却水量冷却水量Q Q0 0 q 冷媒水量冷媒水量Q Q0 0 影响很小。影响很小。（5

47、5）冷却水与冷媒水质的变化对机组性能）冷却水与冷媒水质的变化对机组性能的影响的影响 污垢对制冷量产生不利的影响污垢对制冷量产生不利的影响（6 6）稀溶液循环量）稀溶液循环量q qmfmf对机组性能的影响、对机组性能的影响、 循环倍率：循环倍率：a= qa= qmfmf/q/qmdmd 不变时不变时,Q,Q0 0 = q = qmf mf hh（7 7）不凝气体对机组性能的影响）不凝气体对机组性能的影响 增加溶液表面的分压力，吸收效果降低；增加溶液表面的分压力，吸收效果降低；传热管热阻增大，制冷量降低。传热管热阻增大，制冷量降低。 3 3、影响机组性能的其他因素、影响机组性能的其他因素q 溶液的

48、浓度溶液的浓度q 溶液循环量溶液循环量q 非凝性气体的产生非凝性气体的产生q 能量增强剂能量增强剂q 冷剂水中溴化锂的含量冷剂水中溴化锂的含量由上述我们可以知道由上述我们可以知道提高溴化锂吸收式制冷机性能的途径：提高溴化锂吸收式制冷机性能的途径：（1 1）及时抽除不凝性气体）及时抽除不凝性气体原因：蒸发器、吸收器的绝对压力极低，易漏入气体。原因：蒸发器、吸收器的绝对压力极低，易漏入气体。措施：设抽气装置（两种），设于冷凝器与吸收器的上部。措施：设抽气装置（两种），设于冷凝器与吸收器的上部。 前者带水气分离器，中间溶液喷淋，吸收水气，不凝性气体前者带水气分离器，中间溶液喷淋，吸收水气，不凝性气体

49、由分离器顶部排出，经阻油器进入真空泵排出。阻油器用于由分离器顶部排出，经阻油器进入真空泵排出。阻油器用于防止真空泵停机时，大气压力将油压入制冷系统中。防止真空泵停机时，大气压力将油压入制冷系统中。 后者为自动抽气。由引射器引射不凝性气体入气液分离器，后者为自动抽气。由引射器引射不凝性气体入气液分离器，打开放气阀排气。打开放气阀排气。 发生器热负荷一定发生器热负荷一定进入发生器的稀溶液循环量进入发生器的稀溶液循环量溶液浓度差溶液浓度差水蒸气量水蒸气量Q Q0 0 进入吸收器的浓溶液循环量进入吸收器的浓溶液循环量吸收液温度吸收液温度吸收效果吸收效果Q Q0 0溶液循环量溶液循环量机组部分负荷运行机

50、组部分负荷运行制冷能力未充分发挥制冷能力未充分发挥 溶液循环量溶液循环量溶液浓度差溶液浓度差结晶危险结晶危险(2)(2)调节溶液的循环量调节溶液的循环量 添加能量增强剂。如辛醇添加能量增强剂。如辛醇减少冷剂蒸气的流动阻力。增大流通截面，管簇间留气道减少冷剂蒸气的流动阻力。增大流通截面，管簇间留气道，吸收器采用热质分开的结构，吸收器采用热质分开的结构提高交换器内工质的流速提高交换器内工质的流速传热管表面进行脱脂和防腐处理传热管表面进行脱脂和防腐处理改进喷嘴结构，改善喷淋雾化程度改进喷嘴结构，改善喷淋雾化程度提高冷却水和冷媒水的水质减少污垢提高冷却水和冷媒水的水质减少污垢采用强化传热管采用强化传热