吸收式制冷机设计说明书

南华大学机械工程学院毕业设计第 1 页 共 46 页第一章 绪论1.1 溴化锂吸收式制冷机的发展吸收式制冷机的工作原理早在 19 世纪 20 年代就已被英国科学家法拉第提出来了，1850 年世界上出现了第一台以氨水为工质的吸收式制冷机到 1945 年美国凯利亚公司又制成了第一台以溴化锂水深液为工质的吸收式制冷机。近一个半世纪以来。人们还不地研究选用于吸收工制冷机的其它工质时，但直到现在，真正实用的仍只限于以氨水和以溴化锂水深液为工质的两种。前者适用于制取 0左右直至60的低温后者则适于制取 7以上的冷媒水供空调或工艺过程冷却之用，两者的工作原理相同。与压缩式制机相比它们有着许多优点，尤其是溴化锂吸收式制冷机在空调领域内，性能系数较以氨水为工质的机高，设备也较紧凑，所以近 30 年来得到了飞速的发展。中国溴化锂吸收式制冷机的发展，始于 60 年代中期，其发展大致可分为起步阶段、初步发展阶段和全面发展阶段。一、起步阶段1965 年当时的第一机械工业部根据国家需要下达了溴冷机的研制任务。随即由原一机部通用机械研究所（现国家机械局合肥通用机械研究所） 、原六机部上海704 研究所（现中船总上海 704 研究所）及原上海合众冷气机厂（即后来的上海第一冷冻机厂，现上海一冷开利空调设备有限公司）联合组成溴冷机研制小组，完成了蒸汽单效型样机的试制，上海复旦大学承担了溴化锂水溶液的热物性分析研究工作，同时又进行了不同浓度的溴化锂溶液对多种金属的腐蚀试验，并绘制了溴化锂溶液的热物性图表。二、初步发展阶段“文革”动乱结束后，上海第一冷冻机厂生产了以铜管为换热管的蒸汽单效溴冷机，并先后完善了系列产品（30 万千卡/时200 万千卡/时）的设计与生产。80年代初期，上海 704 研究所和合肥通用机械研究所共同开发设计，由开封通用机械厂制造了我国第一台蒸汽双效溴冷机，其机组热效率可达 1.1 以上。由于我国电力供应紧张，致使需用大面积空调的企业和单位，不得不转向南华大学机械工程学院毕业设计第 2 页 共 46 页使用以热能为动力的溴冷机。80 年代中期又有些企业如现在的江苏双良集团、浙江联丰集团等企业相继投入了溴冷机的生产，80 年代末期已有近十家企业生产溴冷机组。这一时期的溴冷机产品，以蒸汽双效型为主，辅以蒸汽单效型和热水型。但由于技术投入不够，无法进行新产品开发，一直沿用初期研制的技术。表现在体积大、重量重、耗材多、溶液充灌量大控制水平低，基本上没有出厂的性能试验台，出厂质量难以保证。三、全面发展阶段90 年代溴冷机行业进入了全面发展时期，其生产企业不断增加，产品产量及产值迅速提高，技术水平也取得了长足进步。生产企业多时曾一度达六七十家，还有十余家中外合资或外资独资企业。目前，溴冷机行业主要生产蒸汽型和直燃型两大类产品，其各自年产量前者略大于后者或者说两者基本相当。这一时期我国溴冷机技术取得了长足进步，向体积小、重量轻、外形美观大方、做工精细方面进了一大步。九十年代初期，江苏双良集团首先试制了两泵双效机组，并将双效溴冷机系列全部改为两泵制；1992 年长沙远大和江苏双良先后生产了燃油直燃型溴化锂吸收式冷温水机组，发展成系列产品，逐步投入了市场；1997 年上海申马集团推出了双效型单泵机组；浙江联丰集团又将试制的三效型机组展现在人们面前；上海塔库玛和大连三洋制冷于 97 年先后试制成功了小型模块化溴冷机组；其后大连三洋制冷又开发了冷却塔泵溴冷机组一体化机组等等。九以来原机械部制冷设备标委会修订了蒸汽型溴冷机标准，制定了直燃型溴冷机行业标准，近年来又制定了溴冷机安全要求等标准。对我国溴冷机产品发展和质量提高均起到了一定的推动作用。四、机组控制技术的发展八十年代溴冷机组的控制系统是由传统的继电器电路组成的，故障率较高，可靠性较差。九十年代初期，江苏双良集团与合肥通用机械研究所合作研制开发了微电子溴冷机控制系统，92 年又应用 PLC 实现了溴冷机组的全自动控制，PLC 是专门为在工业环境下运用的通用电子控制系统。将 PLC 外设（如数字显示仪及各类显示器）进行优化组合亦将大大提高机组的友好界面。PLC 控制系统较强的控制功能，可将多台机组的工作信息通过 BAS 总线送入集中控制室进行监视和处理。更高级的PLC 控制系统还可将一些重要信息通过调制解调器和电信网络发往各地。96 年一些南华大学机械工程学院毕业设计第 3 页 共 46 页厂家开始使用了计算机控制系统，操作人员只需按适当的键，显示屏上即可显示菜单，提示操作人员进行操作、维护、保养、参数设定及故障诊断等。计算机控制系统更适用于具有多台机组的制冷站实现集中控制及通过电信网络进行远距离监控。我国铜资源比较缺乏，联合研制小组于 1966 年设计了我国第一台全钢结构的100 万千卡/时（1150kw）的蒸汽单效溴冷机组；1967 年由上海合众冷气机厂试制成功并通过了技术鉴定。1.2 溴化锂吸收式制冷机的主要优点1、 节能可以利有低位热能。约 800C 以上的热源就可利用，因而可以利用工业余热或汽轮机的抽汽压蒸汽，也即可实现热电冷联合生产，获得很高的当量热力系数，使能源得到充分合理利用，为国家节约大量能源。2、 节电以一台制冷量为 1150KW（100 万 CALH）的制冷机为例，离心 压 缩式制冷机在蒸发温度为 8及冷凝温度为 40 的情况下，须用 300KW 的电动机来驱动，而同容量的溴化锂吸收式制冷机用于拖动屏蔽泵的功率仅需 3KW 左右。即使将因多耗冷却水所需的电计算进去也将较压缩式节电 90以上，所以如果大力发展，就可减轻电网的负荷。3、 无公害大功率离心式压缩机所采的制冷剂大多为 R11，对臭氧层的破坏严重,已被列为最短时期内要被替代的工质，而溴化而锂吸收式制冷机的制冷剂为水，所以有利于环境保护 。4、 运行平稳可靠、操作简单、便于调整吸收式制冷机可以在各种负荷条件下运转，当冷负荷在 20100的范围内变动时，设备的性能指标都能保持平稳，变化不大，即操作弹性大，可以实现无级调节。长期在低负荷下运转也不会象离心式压缩机那样发生喘振。5、 占地省，可以露天安装设备紧凑，点地少，除操作室外都可露天安装，从而节省了厂房投资。6、 易于维修除 23 台输送溶液的屏蔽泵以外，没有其它运行部件，易损件少，所以维修简易，维修费用低。7、 噪声小由于运动部件少，系统内也没有高速气流，所以运行时振动和南华大学机械工程学院毕业设计第 4 页 共 46 页噪音都较小，有益于操作人员的身心健康的环境保护。8、 单台机组的制冷量大国外目前单台溴化锂吸收式制冷机的制冷量可达5800KW（500 万 KCALH）国内已知最大机组为 5200KW（450 万 KCALH）这是压缩 式制所不及的。单台机组的制冷量大，就可降低单位制冷量的投资费用。例如目前国内 3500KW（300 万 KCAL/H(机组的售价仅为 1150KW（100 万 CALH）机组的21 倍，而前者的制冷量则为后者的 3 倍。此外，大型机组也便于发展集中供冷。南华大学机械工程学院毕业设计第 5 页 共 46 页第二章 冷却水并联单筒型蒸汽单效溴化锂吸收式制冷机热力计算2.1 单效溴化锂吸收式制冷机制冷原理溶液的蒸气压力是对平衡状态而言的。如果蒸气压力为 0.85kPa 的溴化锂溶液与具有 1kPa 压力（7）的水蒸气接触，蒸气和液体不处于平衡状态，此时溶液具有吸收水蒸气的能力，直到水蒸气的压力降低到稍高于 0.85kPa（例如：0.87kPa）为止。图 2.1 吸收制冷的原理0.87kPa 和 0.85kPa 之间的压差用于克服连接管道中的流动阻力以及由于过程偏离平衡状态而产生的压差，如图 2.1 所示。水在 5下蒸发时，就可能从较高温度的被冷却介质中吸收气化潜热，使被冷却介质冷却。为了使水在低压下不断气化，并使所产生的蒸气不断地被吸收，从而保证吸收过程的不断进行，供吸收用的溶液的浓度必须大于吸收终了的溶液的浓度。为此，除了必须不断地供给蒸发器纯水外，还必须不断地供给新的浓溶液，如图 1 所示。显然，这样做是不经济的。南华大学机械工程学院毕业设计第 6 页 共 46 页图 2.2 单效溴化锂吸收式制冷机系统 图 2.3 双筒溴化锂吸收式制冷机的系统1-冷凝器；2-发生器；3-蒸发器；4-吸收器；5-热交换器；6-U 型管；7-防晶管；8-抽气装置；9-蒸发器泵；10-吸收器泵；11-发生器泵；12-三通阀南华大学机械工程学院毕业设计第 7 页 共 46 页实际上采用对稀溶液加热的方法，使之沸腾，从而获得蒸馏水供不断蒸发使用，如图 2.2 所示。系统由发生器、冷凝器、蒸发器、节流阀、泵和溶液热交换器等组成。稀溶液在加热以前用泵将压力升高，使沸腾所产生的蒸气能够在常温下冷凝。例如，冷却水温度为 35时，考虑到热交换器中所允许的传热温差，冷凝有可能在 40左右发生，因此发生器内的压力必须是 7.37kPa 或更高一些（考虑到管道阻力等因素） 。发生器和冷凝器（高压侧）与蒸发器和吸收器（低压侧）之间的压差通过安装在相应管道上的膨胀阀或其它节流机构来保持。在溴化锂吸收式制冷机中，这一压差相当小，一般只有 6.58kPa，因而采用 U 型管、节流短管或节流小孔即可。离开发生器的浓溶液的温度较高，而离开吸收器的稀溶液的温度却相当低。浓溶液在未被冷却到与吸收器压力相对应的温度前不可能吸收水蒸气，而稀溶液又必须加热到和发生器压力相对应的饱和温度才开始沸腾，因此通过一台溶液热交换器，使浓溶液和稀溶液在各自进入吸收器和发生器之前彼此进行热量交换，使稀溶液温度升高，浓溶液温度下降。由于水蒸气的比容非常大，为避免流动时产生过大的压降，需要很粗的管道，为避免这一点，往往将冷凝器和发生器做在一个容器内，将吸收器和蒸发器做在另一个容器内，如图 2.3 所示。也可以将这四个主要设备置于一个壳体内，高压侧和低压侧之间用隔板隔开，如图 2.4 所示。图 2.4 单筒溴化锂吸收式制冷机的系统1冷凝器；2发生器；3蒸发器；4吸收器；5热交换器；6、7、8泵；9U 型管南华大学机械工程学院毕业设计第 8 页 共 46 页综上所述，溴化锂吸收式制冷机的工作过程可分为两个部分：(1)发生器中产生的冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成冷剂水，经 U 形管进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷效应。这些过程与蒸气压缩式制冷循环在冷凝器、节流阀和蒸发器中所产生的过程完全相同； (2)发生器中流出的浓溶液降压后进入吸收器，吸收由蒸发器产生的冷剂蒸气，形成稀溶液，用泵将稀溶液输送至发生器，重新加热，形成浓溶液。这些过程的作用相当于蒸气压缩式制冷循环中压缩机所起的作用。2.2 溴化锂吸收式制冷机的热力计算2.2.1 已知参数制冷量 Q0=600KW=515880kcal/h 蒸发器入水口冷媒水温度 tc1=12蒸发器出水口冷媒水温度 tc2=7冷却水温度 tw=32加热蒸汽压力 ph=0.1MPa（表压）加热蒸汽温度 th=119.622.2.2 选取参数吸收器出口冷却水温度 tw1=tw+tw1=38 取 tw1=6冷凝器出口冷却水温度 tw2=tw+tw2=38 取 tw2=6冷凝器冷凝温度 tk=tw2+tk=38+5=43冷凝器压力 pk=64.8mmHg 由 tk 查饱和水蒸气表蒸发器蒸发温度 t0=tc2-t0=5 取 t0=2蒸发器蒸发压力 p0=6.54mmHg，由 t0 查饱和水蒸气表蒸发器吸收压力 pa=p0-p0=6.54-0.54=6mmHg 取 p0=0.54mmHg发生器压力 pr=pk=71.9mmHg吸收器出口稀溶液温度 t2=tw1+t2=38+4=42南华大学机械工程学院毕业设计第 9 页 共 46 页吸收器出口稀溶液浓度 a=59.5% 由 f（pa，t2）查溴化锂溶液 h- 图确定发生器出口浓溶液浓度 r=a+=59.5+4.5=64% 由 f（pr，r）查溴化锂溶液 h- 查得 th=109发生器出口浓溶液温度 t4=th-t2=109-14=95热交换器出口浓溶液温度 t8=t2+t8=42+15=572.2.3 各状态点参数蒸发器中冷剂水焓 i1=105.03kcal/kg，由 t0 查饱和水蒸气表蒸发器中冷剂蒸气焓 i1b=699.5kcal/kg，由 t0 查饱和水蒸气表吸收器中稀溶液焓 i2=66.8kcal/kg，由 f（pa，）查溴化锂溶液 h- 图确定冷凝器中冷剂水焓 i3=145kcal/kg，由 tk 查饱和水蒸气表冷凝器进口冷剂蒸气焓 i3b=738kcal/kg，由 f（pk，）查溴化锂溶液 h- 图确定发生器压力 pr=pk=64.8mmHg发生器出口浓溶液焓 i4=92kcal/kg发生器中稀溶液开始沸腾温度 t5=89发生器中稀溶液开始沸腾焓 i5=88kcal/kg系统溶液循环倍率 a=r(r-a)=64/(64-59.5)=14.2热交换器出口稀溶液焓 i7=i2+(a-1)/a(i4-i8)=66.8+(14.2-1)/14.2 (92-74.5)=83kcal/kg吸收器喷淋溶液循环倍率 取 fa=17.2查相液等压线，得 t7=82热交换器出口浓溶液焓 i8=74.5kcal/kg吸收器喷淋溶液焓 i9=(fai2+(a-1)i8)/(fa+a-1)=(17.266.5+(14.2-1)74.5)/(17.2+14.2-1)=705kcal/kg吸收器喷淋溶液浓度 9=(faa+(a-1) r)/(fa+a-1)=17.259.5+（14.2-1）640/(17.2+14.2-1)=61.5%吸收器喷淋溶液温度 t9=48.5，由 f（9，i9）查溴化锂溶液 h- 图确定2.2.4 各换热设备的单位热负荷南华大学机械工程学院毕业设计第 10 页 共 46 页1） 、发生器的单位热负荷qg=i31b+(a-1)4-ai7=738+(14.2-1)93.4-14.283=757.9kcal/kg2） 、冷凝器的单位热负荷qk=i13b-i3=738-145=595kcal/kg3） 、吸收器的单位热负荷q0=i13b-i3=699.5-142.97=556.5kcal/kg4） 、吸收器的单位热负荷qa=（a-1）i8+i1b-ai2=(14.2-1)74.5+699.5-14.266.8=734.4kcal/kg5)、热交换器的单位热负荷qt=a(i7-i2)=14.2(83-66.8)=2306)、系统冷剂水循环量D=Q0/q0=515880/556.5=927kg/h2.2.5 热平衡加入系统的热量 qg+q0=757.9+554.5=1312.4带出系统的热量 qk+qa=593+734.4=1327.4kcal/kg(1327.4-1312.4)/1327.4=0.010 符合应力要求3.2.5 筒体的稳定性分析临界长度 01501.71.7982crDL mtL所以符合稳定性要求南华大学机械工程学院毕业设计第 19 页 共 46 页第四章 溴化锂吸收式制冷机其它组件的设计与选型4.1 PN2制冷机用屏蔽电泵的选择4.1.1 产品概述NP 型制冷机用屏蔽电泵由三相异步屏蔽电动机与离心式水泵同轴配套构成一个密封整体，电泵采用卧式内循环结构，利用输送介质进行润滑石墨轴承同时对电机绕组进行冷却。具有高效、节能、低噪声、高吸程、全密封、无泄漏、运行可靠、结构紧凑且安全、平稳、寿命长、占地面积小、安装维修方便等特点。4.1.2 产品特点特点 1：机座、泵体等主要零件采用钢板焊接结构，气密性好、重量轻、结构紧凑、外形美观。特点 2：电动机的钉子内径及转子的外径分别用不锈钢屏蔽套密封以保护定子绕组及转子铁芯不受输送介质的侵入腐蚀，并且定、转子间隙较大，提高了电泵运行可靠性。特点 3：轴承采用自润滑的呋喃浸渍石墨材料，具有较高的耐磨性能，及抗腐蚀性能，并且噪声低、振动轻、能确保电泵长时期平稳运转的可靠性。特点 4：叶轮设有自动平衡机构及平衡孔，可以调整叶轮的轴向推力，减轻轴承负荷，延长轴承使用寿命。特点 5：电磁设计采用计算机程序进行电磁优化设计，确保电机高效、节能、体积小、重量轻、结构紧凑。特点 6：水力设计则引进了过内外的优秀水力模型，不仅达到额定流量、额定扬程、并且还确保水泵的高吸程、高效率、低噪声等性能。4.1.3 工作条件系统压力0.25MPa，海拔不超过 1000m；输送液体温度95，环境温度不超过 40；输送介质为溴化锂溶液，也可输送清水或类似介质，不应含有体积比超过 0.1%和南华大学机械工程学院毕业设计第 20 页 共 46 页粒度大于 0.2mm 的固体杂物。4.1.4 屏蔽电泵的选择吸收器泵工作介质：溴化锂 流速：16.3m/s选择屏蔽电泵型号 PN 2-3.7-4C20-14发生器泵工作介质：溴化锂 流速：7.74m/s选择屏蔽电泵型号 PN 2-2.2-4C10-14蒸发器泵工作介质：水 流速：9.27m/s选择屏蔽电泵型号 PN 2-2.2-4C20-144.2 油分离器的选型在本设计中用到了油分离器用来分离从屏蔽电泵出来的油和溴化锂溶液的混合物。油分离器采用外买。根据本设计的实际情况选择型号。选用 NEUTEK-20 型号的油分离器油分离器的特点是有独特的过滤器和档板装置以提高从制冷剂气体混合物中分离油的能力。使重量轻的不锈钢浮球浮起让制冷润滑油回入压缩机，得到较快的反应。回油采用的结实铜制管配件和 3/8SAE 嗽叭口接头使安装极为方便。油分离器可以理想地应用在空调、商业用制冷和低温装置。4.3 容器法兰垫片由于本设备不属于高压容器，采用非金属软垫片。根据 JB/T4704-2000 选取非金属软垫片。由 GB/T3985-1995，其具体尺寸及结构如下：南华大学机械工程学院毕业设计第 21 页 共 46 页图 4.1 法兰垫片结构图D=704mm d=660mm =3mm型号：650-1.6 JB/T4704-20004.4 补强圈由于各种工艺和结构上的要求，不可避免地要在容器上开空并安装接管。开孔以后，除削弱器壁的强度外，在壳体和接关的连接处，因结构的连接性北破坏，回产生很高的局部应力，给容器的安全操作带来隐患，因此压力容器设计必须充分考虑开孔的补强问题。开孔补强设计就是指采取适当增强壳体或接管厚度的方法将应力集中系数减小到某一允许数值。压力容器接管补强结构通常采用补强结构，主要有补强圈补强、后壁接管补强和整锻补强三种形式。此设计中，箱体进出口和壳体进出口处选用补强圈补强形式。根据 JB/T4736-2002 其选用的补强圈补强圈具体结构及尺寸如下：南华大学机械工程学院毕业设计第 22 页 共 46 页图 4.2 补强圈结构示意图 当 d0108mm 时， D 2=200mm当 d0=133mm 时， D 2250mm4.5 管箱以及介质返回箱隔板的选择隔板必须要腐蚀性好的材料，根据 GB151-1999（管壳式换热器 ）隔板厚度取 12mm，材料选用 0Cr18Ni9。4.6 压力实验4.6.1 试验方法 有液压试验和气压试验两种方法。尽量采用液压试验，因为气压试验很危险。但也要根据场地条件和试验介质来决定选用哪一种方法，如考虑地基、水源、排放等。同时要考虑设备的结构，如一台 10000m3 的设备采用水压试验就不合适，不经济。设备内若不允许有微量残留液体时就应选用气压试验，如深冷设备，不允许有水就不能采用水压试验。南华大学机械工程学院毕业设计第 23 页 共 46 页4.6.2 试验位置试验位置与操作位置一致或不一致，不一致时要从多种影响因素来考虑。如塔设备在进行卧式试验时要考虑支撑，不能出现过大的弯曲。4.6.3 试验顺序多腔压力容器的液压试验顺序必须详细说明。外压容器的稳定性不是靠液压试验能检验的，与设备实际工况不一致，仅检查泄露问题。4.6.4 耐压试验的替代耐压试验的种类和技术要求应是设计的主要要素，是设计时确定的技术要求。更改耐压试验的种类是设计方案的重大变更，必须慎重考虑。如果以气压试验替代液压试验应满足下列要求：a)进行 100无损检测；b)重新进行压力试验前的应力校核（焊接接头系数按 1 考虑） ；c)严格按 GB150-1998 中第 10.9.5 条规定执行。4.6.5 压力试验的免除 4.6.5.1 法规和标准的要求容规第 18 页中规定：“对不能进行耐压试验和气密性试验的，应注明计算厚度和制造及使用的特殊要求，并应与使用单位协商提出推荐使用年限和保证安全的措施” 。GB150-1998 中第 3.9 节规定：“对不能进行压力试验的容器，设计单位应提出确保容器安全运行的措施，经设计单位技术负责人批准，并在图样上注明”。4.6.5.2 可以免除的情况a)有耐热衬里的设备。采用液压试验，烘干不好办；采用气压试验，一般设备容积较大，气源不太好找；b)在现场组焊的大型设备，有时可免除；c)一些转机附属的小设备，每天生产的数量很多，来不及做耐压试验；d)内筒设计压力小于夹套设计压力的夹套容器，内筒可免除；南华大学机械工程学院毕业设计第 24 页 共 46 页e)容积小于 1000L 的夹套搪玻璃设备，内筒可免除；f)容积大于 1000L 但小于 5000L 的夹套搪玻璃设备，连续 30 台同规格设备液压试验合格后，可每 15 台为一批，每批抽 1 台做耐压试验（如不合格，必须恢复逐台进行液压试验） 。4.6.5.3 免除后采取的措施除法规、标准要求外，建议采取以下措施：a)对材料要求更苛刻。对材料的化学成分、力学性能及检验提出较高要求；b)提高结构的设计要求。采用全焊透结构形式，避免过大的几何不连续结构；c)提高无损检测的比例和级别；d)提高容器超压泄放能力。4.7 气密性试验4.7.1 筒体气密性试验主要是检验容器的各联接部位是否有泄漏现象。介质毒性程度为极度、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器，必须进行气密性试验。压力容器应按以下要求进行气密性试验：（1）气密性试验应在液压试验合格后进行。对设计要求作气压试验的压力容器，气密性试验可与气压试验同时进行，试验压力应为气压试验的压力。（2）碳素钢和低合金钢制成的压力容器，其试验用气体的温度应不低于 5，其它材料制成的压力容器按设计图样规定。（3）气密性试验所用气体，应为干燥、清洁的空气、氮气或其他惰性气体。（4）进行气密性试验时，安全附件应安装齐全。（5）试验时压力应缓慢上升，达到规定试验压力后保压 10 分钟，然后降至设计压力，对所有焊缝和连接部位涂刷肥皂水进行检查，以无泄漏为合格。如有泄漏，修补后重新进行液压试验和气密性试验。气密性试验与气压试验是不一样的。首先，它们的目的不同，气密性试验是检验压力容器的严密性，气压试验是检验压力容器的耐压强度。其次试验压力不同，气密性试验压力为容器的设计压力，气压试验压力为设计压力的 1.15 倍。南华大学机械工程学院毕业设计第 25 页 共 46 页4.7.2 溶液循环系统泄露试验（气密性试验）：输送剧毒流体、有毒流体、可燃流体的管道必须进行泄漏性试验。泄漏性试验应按下列规定进行：泄漏性试验应在压力试验合格后进行试验介质宜采用空气。泄漏性试验压力应为设计压力。泄漏性试验可结合试车工作，一并进行。泄漏性试验应重点检验阀门填料函、法兰或螺纹连接处、放空阀、排气阀、排水阀等。以发泡剂检验不泄漏为合格。经气压试验合格，且在试验后未经拆卸过的管道可不进行泄漏性试验。南华大学机械工程学院毕业设计第 26 页 共 46 页第五章 溴化锂吸收式制冷机的维护保养5.1 溴化锂吸收式制冷机的定期检查溴化锂制冷机的基本原理,主要是利用喷淋水在真空状态(压力 872Pa)蒸发器中蒸发吸热使冷媒水冷却到 7,所以溴化锂机组主要部件都在真空状态下运行,保持设备一定真空度,不使空气漏入是运行中首要问题;同时用作吸收剂的溴化锂具有极大的吸收水蒸汽的能力,所以要保证溴化锂溶液有一定的浓度,从而达到不发生结晶,不堵塞管道等要求,溴化锂对金属有腐蚀性,有空气存在时更为严重,因此要保持经常抽气,同时添加一定量缓蚀剂。只有这样才能保持正常运行。在运行中要做到定期检查。定期检查在溴化锂吸收式制冷机使用期间,应进行定期检查,以保证安全运转。定期检查的项目有: （1） 真空泵的检查 a.油的污浊与乳化;b.抽真空性能;c.传送皮带的松紧;d.电动机的绝缘电阻。 （2） 溶液泵与冷剂泵的检查 a.有无异常的声音;b.电动机的电流是否正常;c.润滑管路是否堵塞;d.电机的绝缘性能如何;e.定期拆检叶轮和清洗润滑管;f.轴承的磨损程度。 （3） 溶液的检查 a.溶液的浓度;b.溶液脏污的情况;c.溶液 pH 值与缓蚀剂的浓度。 （4） 其它项目的检查 a.冷剂水比重的测定,检查冷剂水中是否含溴化锂;b.管子、管板的检查,检查它们的腐蚀情况及结垢情况;c.检查自动控制健电器动作是否正常;d.检查隔膜式真空阀的气密性,橡皮隔膜的老化程度;e.定期检查机器的密封性能,看是否有漏气的地方。根据以上的检查项目,每日应填写运行记录,并与标准参数比较,发现问题,随时排除。机组的真空度是运转中极需注意的问题,不管有无空气漏入,每周都应运转真空泵一次,抽除不凝气体。 添加辛醇是提高机组制冷量的有效措施,但辛醇最易集聚在蒸发器冷剂水表面,积聚后其作用逐渐衰减,制冷量随之而降低,因此,发现冷剂水含有大量辛醇时,应将冷剂水旁通至吸收器中,使辛醇再循环。 南华大学机械工程学院毕业设计第 27 页 共 46 页5.2 溴化锂溶液的再生溴化锂吸收水蒸汽成为溴化锂溶液进入发生器后再使用,溴化锂本身含有一定杂质,微量的杂质根据规定是允许的,但不能污染。污浊后的溴化锂溶液,可能引起吸收器喷嘴与屏蔽泵润滑管路堵塞、热交换管外表的污垢增加及机组性能降低等现象。因此,不管运转是否正常,每年都应进行一次溴化锂溶液的检查,测定与分析 pH值、添加剂量、不纯物量、色度等。若溶涂中有沉淀物,颜色由淡黄色变为暗黄、黑色或青色,则需进行溶液再生。溶深再生主要有沉淀法和过滤法两种,但无论采用哪种方法,处理后的再生溶液均应保存在密封的容器内,因为溶液长期暴露在空气中会与空气中的 CO2反应,产生 Li2CO3沉淀。 5.3 水质管理与管子清洗溴化锂机组中流动的流体主要是溴化锂水溶液和水,搞好水质管理也是管理好制冷机的根本保证。（1） 水质管理运转中应特别注意水质的管理,定期进行水质分析。水质对传热管的腐蚀与结垢影响甚大。腐蚀严重将导致传热管破损,产生漏水等事故;结垢则增加热阻,使机器动转恶化,性能降低。因此,水质管理应严格按照国家的有关空调用水水质标准执行。除了用于溴化锂溶液的水和冷媒水以外,还有大量的用于冷却和冷凝用的冷却水,为了节约用水,溴化锂吸收式制冷机中广泛采用冷却塔。但在冷却塔中随着有害离子的累积,设备的腐蚀与结垢均增加。为克服此缺陷,除冷却塔中冷却水不断溢流并补充适量的新鲜水外,还应根据分析与试验结果,采取水质稳定措施。水质稳定措施一般包括下列三方面的内容:a.防止设备与管道腐蚀;b.防止热交换管内结垢;c.防止形成生物污染。（2） 管子清洗机组运转一段时期后,污垢粘附在管壁上,导致传热性能下降。为此,每隔一定时间,应清洗传热管簇。管子清洗间隔期至少每年一次,清洗次数取决于水质与污垢生成的状况。清洗时主要用软质钢丝刷洗刷,方法与清洗一般热交换器相同。污垢坚硬而又无清洗空间时,也可进行酸洗,但酸洗对机体有损伤,不宜多用。南华大学机械工程学院毕业设计第 28 页 共 46 页5.4 停机保养（1） 短期停机的保养所谓短期停机,是指停机时间约 12 周而言,此时的保养工作如下:一方面将机器内的溴化锂溶液充分稀释;另一方面注意保持机器内的真空度,若真空度降低,应随时启动真空泵,抽除空气。如检修屏蔽泵(溶液泵与冷剂水泵)、清洗喷淋管或更换隔膜阀隔膜时,切忌机器长时间敞开于大气中,为此要迅速完成修理工作。若修理工作当天无法完成,则在不修理时,应采取临时措施,将与大气相通的部位密封,以使机器保持真空状态。（2） 长期停机的保养长期停机时,应将蒸发器冷剂水全部旁通至吸收器,使溶液均匀稀释,以防止在环境温度下结晶。为减少溶液对机器的腐蚀,最好将机器内的溶液放至贮液器中,然后在机器内充以 0.02MPa 氮气。若无贮液器时,溶液可储存于机器中,但也应充以 0.02MPa 的氮气。此外,还应将发生器,冷凝器、蒸发器和吸收器封头箱内的积水排净,所有的电气设备和自动化仪表应注意防止受潮。 5.5 机器的清洗溴化锂机组经过长期运行后需要停机的首先应该清洗,众所周知,碳钢在有溴化锂电解膜存在的条件下,长期接触氧气时,会受到严重的腐蚀。为此,对已经运转而又要较长时间敞开于大气的机器,必须进行较彻底的清洗,除去附着在金属表面的溴化锂溶液,然后再暴露于大气,以减少金属材料的腐蚀。清洗分水洗与酸洗两种: （1） 水洗将溴化锂水溶液排出,用水冲洗机器至无溴离子为止。为此,可用0.1N 硝酸银(AgNO 3)检验,并与自来水对照。同时测定排出水的 pH 值,看其是否已到中性(pH=7)。上述二项要求达到后,用水注满机器,并通过泵循环 0.51 小时,然后排出循环水,如此反复 23 次。然后,进行钝化,所谓钝化是在水洗结束后,加入0.5%氢氧化钠和 0.3%磷酸三钠,并用干燥氮气吹干。新机器投入运行前,亦可采用同样方法,以消除油污和杂质。（2） 酸洗机器腐蚀严重,影响到正常运转时,可根据具体情况进行除锈。由于机器内部结构紧凑,机械清洗几乎无法进行,比较实用的方法则是化学除锈清洗,即所谓酸洗。南华大学机械工程学院毕业设计第 29 页 共 46 页酸洗工作液种类很多,酸洗方案和操作步骤的选择,应根据腐蚀产物的成分、数量、机器的材料及结构型式等因素确定。一般情况可按下述方法进行: a、酸洗液成分 46%盐酸+0.3%乌洛托品+0.050.1%硫脲。硫脲量增多,缓蚀效率提高,但析出胶体硫亦多。 b、操作温度酸洗温度高,清洗效率提高,但缓蚀剂在过高温度下的缓蚀效果较差,通常以 5060为宜,不应超过 65。 c、酸洗时间一般酸洗时间为 68 小时,但最终应根据挂有试样的酸洗液中Fe2+离子浓度的变化情况来决定。 酸洗的操作步骤 一、水洗用自来水冲洗,取样分析,直至无溴离子为止,并同时检验酸洗循环系统有无泄漏。 二、酸洗在贮液槽内配置酸洗液,并加热到 60,用酸碱泵将酸洗液打入到机器内,并不断循环,按分析数据适当添加盐酸及相应的缓蚀剂,时间约 68 小时,分析挂有试样的酸洗液中 Fe2+离子的浓度,当 Fe2+离子的浓度无明显变化时,停止循环,用自来水排酸,当 pH=4 时,用含水合肼 2040PPM 的自来水排酸至中性,最后用蒸馏水排酸。用盐酸作酸洗剂具有效率高、价格低廉等优点,但其腐蚀性较强,使用不当时对人和设备都有较强的腐蚀作用,因而不仅要谨慎操作,而且要有安全措施。腐蚀严重的机器经酸洗后仍有一定数量的残渣需人工取出,在不能使用强酸和人工取渣的地方,可用以强络合剂为主的清洗液,如柠檬酸、EDTA 等清洗。南华大学机械工程学院毕业设计第 30 页 共 46 页外文翻译英文原文Overhead car air conditioningAbstract: The usage of parallel flow condenser in large & medium sized bus air conditioning system is discussed in this thesis by test method. A condenser heat exchanger as well as an air conditioning system performance experiments are done on a sample unit with parallel flow condenser. The test data supplies a reference to the popularization of parallel flow condenser in large & medium sized bus air-conditioner. Keywords: Parallel flow condenser Large & medium sized bus roof-mounted air-condition Heat exchanger performance test Air-conditioning system performance testForewordAir-conditioning condenser cooling system is one of the important components, it will have a direct impact on the performance of air-conditioning. According to the literature, condenser heat loss to the whole air-conditioning heat loss of 35. 5. Therefore, to improve the energy efficiency of air conditioners, lower their energy consumption, improve the structure of the condenser, enhanced heat transfer is of great significance. Automotive air-conditioning system used in the main condenser sets chip condenser, Tube-and-flow condenser peace condenser three structure types. Chip sets from the condenser brass and aluminum finned components. The impact due to expansion and contraction, after a period of work, pipes and fins between the stress will then decrease, lower contact stress, which led to reduced heat transfer efficiency for automotive air conditioning is especially true for cars and jolting shock its internal 南华大学机械工程学院毕业设计第 31 页 共 46 页stress in such conditions more easily fatigue, caused pipes and fins between the micro loose, but also, Fins on the hole will be in a strong shock, because of the tubes and fins of different vibrational frequencies, Mutual relative movement between the expansion was also exacerbated by the reduced heat transfer efficiency, but also lead to increased noise and the shortening of life. Tube-and-condenser oval-tube, oval-tube with contacts refrigerant pipe circumference than the much larger and, therefore, Tube calories for the large increase-the fluttering of a small area, with a favorable flow, the gas dynamic performance and Leeward small surface eddy current, therefore, the same wind speed, lateral pipe heat coefficient higher than the pipe, and the flow resistance is less than the tube. Furthermore, its compact structure, the same number of clusters of cases, the fin-tube as a small area, so that the same dimensions, the flat tube can significantly increase the heat transfer area. Meanwhile, pipes and fins are aluminum, light weight, low cost, and simplify the processing technology, welding Department reduced, increased reliability. According to the literature 2, in the same temperature and air flow conditions for the trial Ellipse-pipe replacement for the heat pipe increased 20 40% Condenser size and weight reduction of 18 40%. Similarly stratospheric condenser used tubule and refrigerant from entering the cylindrical tube connector pipe, and then streaming into the oval-tube, flow parallel to the opposite pipe, the final adoption of an inter-connector to take over the Block. Flat Tube embedded between a heartsick. This condenser side with the air and refrigerant pressure loss side of the small, high heat transfer coefficient, light weight, compact structure and refrigerant charge less, more suited to R134a refrigerant. According to the literature, the tube condenser belt, the refrigerant in the same circumstances, Advection-side refrigerant 南华大学机械工程学院毕业设计第 32 页 共 46 页pressure drop of only 20% of the belt, and the heat transfer performance increase of about 70%. In recent years, Chinas automobile air-conditioning is the latest development, looking back at the car with air-conditioning condenser, Car and CMB vehicle, the chip set has basically condenser tube condenser belt has been replaced stratospheric condenser is gradually developing. But for large and medium-sized air-conditioned bus, I believe, has set a condenser unit dominated, condenser tube with little application, not to talk about the stratospheric condenser. Therefore, research and development stratospheric condenser air conditioning in large and medium-sized buses on the Application of utmost necessary. This paper is using the test methods in large and medium-sized bus overhead air-conditioning application of the stratospheric condenser possibilities to the stratospheric condenser and design of a set of overhead where customer prototype for the air-conditioning system. for the heat exchanger condenser performance test and the air-conditioning system is experiment, which is designed to draw some actual test data. for the