溴化锂吸收式制冷机制冷原理.docx

Word版本下载可任意编辑】澳化锂吸收式制冷机制冷原理1、漠化锂吸收式制冷机各部件作用与制冷循环只要是利用液态制冷剂蒸发吸收载冷剂热量完成制冷任务的， 无论什么型式的制冷系统，都不可能离开冷凝器和蒸发器。 冷凝器的作用就是把制冷过程中产生的气态制冷剂冷凝成 液体，进入节流装置和蒸发器中，而蒸发器的作用则是将节 流降压后的液态制冷剂气化，吸收载冷剂的热负荷，使载冷 剂温度降低，到达制冷的目的。在吸收式制冷中，发生器和吸收器两个热交换装置所起 的作用。相当于蒸气压缩式制冷系统中的压缩机的作用，因 此，常把泼冷机吸收器和发生器及其附属设备所组成的系统， 称为热压缩机。发生器的作用，是使制冷剂（水）从二 元溶液中汽化，变为制冷剂蒸汽，而吸收器的作用，则是把 制冷剂蒸汽重新输送回二元溶液中去，两热交换装置之间的 二元溶液的输送，是依靠溶液泵来完成的。由此可见，漠化锂吸收式制冷系统必须具备四大热交换 装置，即：发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器。这四大热交 换装置，辅以其他设备连接组成各种类型的演化锂吸收式制 冷机。图5-2为吸收式制冷循环原理框图。图中上半部份，贯通四个热交换装置，虚线所示为制冷 剂循环，由蒸发器、冷凝器和节流装置（即调节阀10 ）组成， 属于逆循环。图中下半部份，实线所示循环回路，是由发生 器、吸收器、溶液泵及调节阀组成的热压缩系统的二元溶液循环，属于正循环。以上循环是不考虑传质、传热及工质流 动的系统阻力等损失的理论循环。正循环为卡诺循环，具有 最大的热效率，逆循环为逆卡诺循环，具有最大的制冷系数。 因此由这样一个正循环与一个逆循环联合组成一个以热力 为主要动力，辅以少量电能驱动溶液泵所构成的吸收式制冷 机，具有最大的热力系数。图1吸收式制冷循环冷凝器；2-蒸发器；3-发生；4-吸收器5-冷却水管；6-蒸汽 管；7-载冷剂管；8-溶液泵;9-制冷剂泵;11-调节阀图2为单效漠冷机原理流程图1-冷凝器；2-发生器；3-蒸发器；4-吸收器;5-热交换器6-U2、一形节流管；7-防结晶管（形管）；8-发生器泵；9-吸 收器泵；10-蒸发器泵；1L抽真空装置；12-溶液三通阀 单效演化锂吸收式制冷机工作原理L高、低压筒通常将发生器和冷凝器密封在一个筒体内，称为高压筒, 发生器产生的冷剂蒸汽，经挡液板直接进入冷凝器。为了便 于冷剂蒸汽的吸收，缩短冷剂蒸汽的流程，将工作压力较低 的蒸发器与吸收器密封于另一个筒体内，称为低压筒。高压 筒在上，低压筒在下的布置，有利于浓溶液靠重力与压差自 动从发生器回流至吸收器，减少动力消耗。高、低压筒之间的压差平衡，由装在两筒之间管路上的节流装置来保持。在漠冷机系统中，这一压差相当小，普通 惟独6.58kPa ,只要7.08.5kPa就可控制住上下筒的压力平衡。因此，节流装置多采用U形管就可满足需要。固然也 可用节流短管或者节流小孔做节流装置。2、热交换器为充分利用热能，提高整机热效率，更加完善制冷循环， 需增添热交换器。因为从发生器流出的浓溶温度较高，离开 吸收器的稀溶液温度又相当低。浓溶液在未被冷却到吸收器 压力相对应的温度前，不能够很好地吸收冷剂水蒸气。而稀 溶液又必须升温，加热到与发生器压力相对应的溶液饱和温 度，方可开始沸腾。因此，通过增加溶液热交换器，使浓溶 液和稀溶液在各自进入吸收器与发生器之前，高温液体与低 温液体在热交换器中彼此开展热量传递，冷热互换充分发挥 热效应。稀溶液温度升高后进入发生器，就使制冷剂蒸汽在 发生器内即刻发生。而浓溶液的温度下降，可使冷剂蒸汽在 吸收器内很容易被吸收。如此就能保证泼冷机组的良性循环, 提高整机的制冷效率（见图2中5 ）。3、抽真空的必要性由于滨冷机内部是处于真空状态下运行的，因此必须使蒸发器及吸收器在运行中保持稳定的真空度,所以对设备的气密性要求较高。全部溶液泵均采用构造紧凑、密封性能良 好的屏蔽泵，调节阀门采用真空隔模阀，以及其他的密封性 措施等等。尽管全部系统都采用严格的密封措施，但因制冷 系统内的绝对压力很低，与系统外的大气压力存有较大的压 差，外界空气仍有可能渗入系统内。同时，运行中因演化锂 对金属的腐蚀作用，也会产生一些不凝性气体。当不凝性气 体积聚到一定数量，就会破坏机组的正常工作状况，严重时 甚至会使制冷机组的制冷循环结束。故要及时地排除渗入机 内的空气及不凝性气体，漠冷机组必须配备一套专门抽真空 的装置。4、溪化锂吸收式制冷循环过程 1 ）发生过程发生器泵8吸收吸收器4内的漠化锂稀溶液经热交换器 5被高温浓溶液加热升温后，输送至发生器2内。发生器内 的稀溶液被通过发生器管簇内的蒸汽加热，温度继续升高， 并在发生器内沸腾，冷剂水不断地从稀溶液中以水蒸气的形 式析出。溪化锂溶液被浓缩，溶液的浓度逐渐增加。在发生器内，溪化锂稀溶液被升温加热产生冷剂蒸汽， 变为溪化锂浓溶液，是有一定变化范围，单效漠化锂制冷机 普通控制在3.5%6%。这一溶液浓度的变化范围,称放气 范围（也叫浓度差）。放气范围是漠冷机运转的经济性能指 标，对制冷量控制及其能耗有重要意义。2 ）冷凝过程在发生器内，稀溶液中析出的冷剂水蒸气进入冷凝器1 中，淋洒在冷凝器管簇外表面释放出凝结热，凝结成冷剂水， 该凝结热通过流经管簇内的冷却水吸收，由冷却水将凝结热 量携带排至制冷系统外。3）节流过程冷凝过程产生的冷剂水，通过U形管节流进入蒸发器3。 U形管不仅起到控冷剂水流量和维持上下筒之间压力差的作 用，而且还起到一定的水封，防止上下筒之间压力串通，破 坏上下筒之间的压力差，影响制冷剂的蒸发与吸收。4）蒸发过程进入蒸发器3的冷剂水，由于压力急剧下降，一部份冷 剂即刻闪发，温度降低。尚未闪发的冷剂水经蒸发器管簇外 表面向下，积聚至蒸发器水盘与液囊内，由蒸发器泵10输 送并喷淋在蒸发器管簇外表面下。吸收通过蒸发器管簇内载 冷剂的热量而蒸发为制冷剂蒸汽，进入吸收器4O在蒸发器 内被冷却后的载冷剂，由载冷剂泵送至使用低温水降温、去 湿的空气调节室，或者生产工艺过程冷却用低温水的设备。5 ）吸收过程发生器内的稀溶液由于发生出冷剂蒸汽而形成温度较 高的浓溶液，依靠上下筒的压力差和溶液本身的分量，流经 热交换器被低温稀溶液吸热降温后，自流进入吸收器4 ,与 吸收器中的溶液混合成中间浓度的浓溶液，由吸收器泵9输 送并喷淋到吸收器管簇外，吸收从蒸发器蒸发出来的冷剂蒸 汽后使溶液浓度降低。由中间浓度的浓溶液变成稀溶液后集 至发生器泵进口处的液囊中。吸收过程中放出的吸收热，被 通过吸收器管簇内的冷却水吸收带到制冷系统外。液囊中的 稀溶液再次经发生器泵压入发生器，漠化锂溶液从此进入 第二个制冷循环。吸收器和冷凝器所需要的冷却水，由冷却水系统输送。 可采用直流式冷却水系统或者采用冷却塔循环式冷却水系统。冷却水通过冷凝器与吸收器的管路联接方式，采用串联或者 并联均可。目前浸化锂吸收式制冷机组采用串联流程方式 的为多。单效演化锂吸收式制冷机，除了双筒式制冷机外，还有 一种用于小型制冷量的单筒式浸化锂吸收式制冷机。就是将 发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器四部份均设置于同一筒体 内。按压力大小分为高压舱，上部为高压舱，下部为低压舱。 两舱之间采用真空绝热或者隔层中填充绝热材料的方法，防 止热量传递。如图3为单筒式漠化锂吸收式制冷机原理流 程图图3单筒式漠化锂制冷机原理图1-发生器；2 -冷凝器;3 -蒸发器；4-吸收器；5 -热交换 器；6-U形管；7-蒸发器泵；8-发生器泵；9-吸收器泵3、双效漠化锂吸收式制冷机制冷原理双效漠化锂吸收式制冷机，比单效制冷机增加了一个高 压发生器，又称高压筒，低压部份与单效机的构造相近，也 是由上下两筒组成，因此，双效机的普通形式为三筒式。图 4为双效漠冷机原理图。图4双效漠化锂吸收式制冷机原理图1-高压发生器；2 -冷凝器；3-低压发生器；4-蒸发器; 5-吸收器；6-高温热交换器；7-低温热交换器；8-凝水回热器；9-发生器泵；10-吸收器泵；11-蒸发器泵；12-抽真 空装置；为了提高热交换效率，更好地完成制冷循环，双效漠冷 机设有两套溶液热交换器，从高压发生器流出的温度较高的 浓溶液与来自吸收器低温的稀溶液开展热交换的热交换器 称为高温热交换器。从低压发生器流出的浓溶液（温度比高 压发生器出口的溶液温度低）与稀溶液开展热交换的换热器， 同时，为使进入低压发生器的稀溶液温度再接近低压发生器 内的发生温度，充分利用加热蒸汽的余热，在稀溶液离开低 温热交热器进入低压发生器前，增设一套凝水回热器，把经 过低温热交换器升温后的稀溶液，利用高压发生器发生过程 使用的蒸汽余热，通过凝水回热器继续升温，使稀溶液进入 低压发生器后，依靠高压发生器产生的高温冷剂水蒸气，足 以让稀溶液在低压发生器内很快发生出冷剂水蒸气，进入冷 凝器。综上所述，与单效机相比，双效机增加了高压发生器、 高温热交换器和凝水回热器，使热力系数有很大提高，有利 于节约能耗和推广应用。双效漠冷机制冷原理：吸收器5中的稀溶液，由发生器 泵9分两路输送至高温热交换器6和低温热交换器7 ,进入 高温热交换器的稀溶液，被从高压发生器1流出的高温浓溶 液加热升温后，进入高压发生器，而进入低温热交换器的稀 溶液，被从低压发生器3流出的浓溶液加热升温后，再经凝 吕回热器8继续升温，然后进入低压发生器3。进入高压发生器的稀溶液被工作蒸汽加热，溶液沸腾，产生高温冷剂蒸汽，导入低压发生器，加热低压发生器中的 稀溶液后，经节流进入冷弹簧器2 ,被冷却凝结为冷剂水。进入低压发生器的稀溶液被高压发生产生出的高温冷 剂蒸汽所加热，产生低温冷剂蒸汽直接进入冷凝器，也被冷 却凝结为冷剂水。高、低压发生器产生的冷剂水集合于冷凝 器集水盘中，混合后导入蒸发器4中。加热高压发生器中稀溶液的工作蒸汽的凝结水，经凝水 回热器进入凝水管路，而高压发生器中的稀溶液因被加热蒸 发出了冷剂蒸汽，使浓度升高成浓溶液，又经高温热交换器 导入吸收器5，低压发生器中的稀溶液，被加热升温放出冷 剂蒸汽也成为浓溶液，再经低温热交换器进入吸收器，浓溶 液与吸收器中原有溶液混合在中间浓度溶液，由吸收器泵汲 取混合溶液，输送至喷淋系统，喷淋在吸收器管簇外表面， 吸收来自蒸发器4蒸发出来的冷剂蒸汽，再次变为稀溶液进 入下一循环，吸收过程所产生的吸收热被冷却水带到制冷系 统外，完成漠化锂溶液从稀溶液到浓溶液，再回到稀溶液循 环过程，即热压缩循环过程。高、低压发生器所产生的冷剂蒸汽。凝结在冷凝器管簇 外表面上，被流经管簇里面的冷却水吸收凝结过程产生的凝 结热，带到制冷系统外，凝结后的冷剂水会萃起来经节流装 置，淋洒在蒸发器管簇外表面上，因蒸发器内压力低，部份 冷剂水闪发吸收冷媒水的热量，产生部份制冷效应，尚未蒸 发的大部份冷剂水，由蒸发器泵11喷淋在蒸发器管簇外表 面，吸收通过管簇内流经的冷媒水热量，蒸发成冷剂蒸汽， 进入吸收器。冷媒水的热量被吸收使水温降低，从而到达制冷目的, 完成制冷循环，吸收器中喷淋中间浓度混合溶液吸收制冷剂 蒸汽，使蒸发器处于低压状态，溶液吸收冷剂蒸汽后，靠热 压缩系统再产生制冷剂蒸汽，保证了制冷过程的周而复始的 循环。双效泼冷机除用蒸汽作为加热热源外，燃烧油或者液化气等 直燃式双效漠冷机也广泛应用。