溴化锂吸收式冷热水机组

1、第六章 溴化锂吸收式冷热水机组溴化锂吸收式冷热水机组第1页6.1 吸收式制冷和热泵基本概念气体制冷剂回复到液体状态制冷剂蒸发吸收热量制冷（利用吸收方式）工作原理LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第2页 吸收式制冷利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分蒸气，在另一个条件下又能吸收低沸点组分这一特征完成制冷循环。 当前吸收式制冷机多用二元溶液，习惯上称低沸点组分为制冷剂，高沸点组分为吸收剂。LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第3页吸收式与蒸气压缩式制冷循环比较 (a)蒸气压缩式制冷循环；(b)吸收式制冷循环相对于压缩机LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第4页整个系统包含两个回路： 制冷剂回路 溶液回路吸收式制冷

2、是利用工质正确质量分数改变，完成制冷剂循环，因而被称为吸收式制冷。LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第5页发生器和冷凝器（高压侧）与蒸发器和吸收器（低压侧）之间压差经过安装在对应管道上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，普通只有6.58kPa，因而采取U型管、节流短管或节流小孔即可。LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第6页发生器 generator吸收式制冷机中，经过加热析出制冷剂设备。吸收器 absorber吸收式制冷机中，经过浓溶液吸收剂在其中喷雾以吸收来自蒸发器制冷剂蒸气设备。LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第7页 总而言之，溴化锂吸收式制冷机工作过程可分为两个部分

3、：(1)制冷剂循环 发生器中产生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过程完全相同； (2)溶液循环 发生器中流出浓溶液降压后进入吸收器，吸收由蒸发器产生冷剂蒸气，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。这些过程作用相当于蒸气压缩式制冷循环中压缩机所起作用。LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第8页思索：压缩式与吸收式制冷异同？共同点：高压制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝后，经节流元件节流，温度和压力降低，低温、低压液体在蒸发器内汽化，实现制冷。不一样点：消耗能量不一样蒸发压缩式制冷机消

4、耗机械功，吸收式制冷机消耗是热能。吸收制冷剂蒸气方式不一样利用液体蒸发连续不停地制冷时，需不停地在蒸发器内产生蒸气。蒸气压缩式用压缩机吸收此蒸气，吸收式制冷机用吸收剂在吸收器内吸收制冷剂蒸气。LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第9页将低压制冷剂蒸气变为高压制冷剂蒸气时采取方式不一样蒸气压缩式制冷机经过原动机驱动压缩机完成，吸收式制冷机则是经过吸收器、溶液泵、发生器和节流阀完成。提供冷源温度不一样蒸气压缩式制冷能够提供0以下低温冷源，应用范围广泛；而吸收式制冷普通只能制取0以上冷水，多用于空调系统。工质不一样压缩式制冷吸收式制冷单组分或多组分工质双组分工质对溴化锂水氨水吸收剂 制冷剂高沸点组分低沸点

5、组分LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第10页总结：(1)能够利用各种热能（蒸气、废热、余热、燃油、燃气等）驱动；(2)能够大量节约用电；(3)结构简单，运动部件少，安全可靠；(4)对环境和大气臭氧层无害。LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第11页评价指标：吸收式制冷机所消耗能量主要是热能，制冷剂性能系数（热力系数 ）作为其经济性评价指标。性能系数COP是吸收式制冷机所制取制冷量Qe与发生器消耗热量Qg与溶液泵消耗功率Wp二者代数和之比：吸收式热泵制热性能系数COPh是吸收器和冷凝器释放总热量与发生器消耗热量Qg与溶液泵消耗功率Wp二者代数和之比：LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第12页理想吸收式制冷性

6、能系数设高温热源温度为T1，低温热源温度为T2，环境温度为Ts。吸收式制冷机热力循环过程中分别与三个热源进行能量交换。0 因为Qa+Qc=Qg+Qe 理想吸收式制冷机，等号成立是Ts、T2间逆卡诺循环制冷系数COPc；是T1、Ts间卡诺循环热效率c。 c LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第13页溴化锂水溶液热力性质图溴化锂水溶液水是制冷剂，溴化锂是吸收剂溴化锂水溶液压力饱和温度图纯水压力饱和温度关系结晶线溴化锂溶液沸腾时，只有水被汽化，故溶液蒸气压为水蒸气分压。由图可知：一定温度下，溶液水蒸气饱和分压力低于纯水饱和分压力，而且浓度越高，分压力越低。结晶线表明在不一样温度下饱和浓度。温度越低，饱和

7、浓度也越低。溴化锂溶液浓度过高或溶液温度过低均易形成结晶。（机组运行时应预防发生结晶）（一）溴化锂水溶液压力饱和温度图LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第14页（二）溴化锂水溶液比焓浓度图饱和液态和过冷液态比焓在h图上可依据等温线和等浓度线交点确定。在溴化锂溶液h图上只有液相区，气态为纯水蒸汽，集中在0纵轴上。因为平衡时气液同温度，可经过某等压辅助线和等焓线交点确定。当压力较低时，压力对液体比焓和混合热影响很小，可认为溶液比焓只是温度和浓度函数。溴化锂水溶液比焓浓度图等温液线等压饱和液液线LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第15页6.2 单效溴化锂吸收式制冷机流程与结构特点流程冷凝器、发生器蒸发器、吸

8、收器LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第16页结构形式C-冷凝器、G-发生器E-蒸发器、A-吸收器LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第17页溴化锂吸收式制冷机主要附加办法 1. 防腐蚀问题 溴化锂水溶液对普通金属有腐蚀作用，尤其在有空气存在情况下腐蚀更为严重。 2. 抽气设备 定时抽气系统自动抽气装置 LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第18页3. 预防结晶问题 结晶现象普通先发生在溶液热交换器浓溶液侧，因为另外溶液浓度最高，温度较低，通路窄小。发生结晶后，浓溶液通路被阻塞，引发吸收器液位下降，发生器液位上升，直到制冷机不能运行。 为处理热交换器浓溶液侧结晶问题，在发生器中设有浓溶液溢流管，或称防晶管。

9、4. 制冷量调整 吸收式制冷机制冷量普通是依据蒸发器出口被冷却介质温度，用改变加热介质流量和稀溶液循环量方法进行调整。用这种方法能够实现在10100范围内制冷量无级调整。 LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第19页理论循环在h-图上表示溶液循环过程：（1）稀溶液加压1-2和预热过程2-3。（2）蒸汽发生过程3-4-5。 （3）浓溶液冷却5-6与节流 6-7。（4）吸收过程 891。 浓与稀溶液混合、加压喷淋和吸收过程LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第20页冷剂水循环过程：（1）冷凝过程10-11。（2）节流和蒸发过程 11-12-12-13-14。冷剂水节流、加压、喷淋和蒸发过程。LOGO溴化锂吸收

10、式冷热水机组第21页热力计算（1）制冷量（kW）（2）冷凝器热负荷（kW）（3）循环倍率与溶液流量设稀溶液流量（kg/s），浓度为浓溶液流量（kg/s），浓度为a称为循环倍率 LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第22页（4）吸收器热负荷（kW）（5）发生器热负荷（kW）（6）溶液热交换器负荷（kW）LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第23页（7）制冷性能系数（8）吸收式热泵供热量（kW） 吸收式热泵制热性能系数LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第24页6.3 单效溴化锂吸收式制冷机性能与调整性能影响原因（1）工作蒸汽压力对性能影响 当工作蒸汽压力升高，而其它条件不变，这时将造成溶液温度升高，蒸汽发生量增加

11、，发生器出口浓溶液浓度增加，冷凝器热负荷也增加；但因为冷却水进入机组流量、温度不变，必定造成冷凝压力有所升高。在吸收器内，浓溶液吸收蒸汽能力增加，吸收器热负荷增加，因冷却水流量及进水温度不变，造成吸收器出口冷却水温度升高，而使稀溶液温度升高。即使工作蒸汽压力提升对溴化锂吸收式制冷机制冷量和性能系数提升都有利，但太高温度，浓溶液浓度太大，轻易发生结晶现象。所以，单效溴化锂吸收式制冷机工作蒸汽压力普通控制在0.020.1Mpa（表压）；热水温度控制在90150范围内。LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第25页（2）冷却水温与流量对性能影响 当冷却水温度降低，而其它条件不变时，将使吸收器内溶液温度下降，

12、吸收能力增强，则造成蒸发器内压力下降，蒸发量（制冷量）增加。即使冷却水温度下降，对溴化锂吸收式制冷机性能提升有利，但太低冷却水温度造成溶液热交换器浓溶液出口温度太低而可能发生结晶现象。（3）冷冻水温与流量对性能影响 当空调负荷改变时，制冷剂冷冻水进口温度将发生改变。假如空调冷负荷降低，则冷冻水回到制冷机温度将降低，蒸发器传热温差减小，造成蒸发量降低。冷冻水温度下降，制冷量减小；性能系数降低。冷冻水流量增加，制冷量改变不大。 冷却水温度下降，制冷量增加；性能系数升高。冷却水流量增加，其影响与水温下降一样。LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第26页（4）其它原因影响 冷却水、冷冻水水质不凝性气体 冷剂

13、水中溴化锂含量 表面活性剂 调整（1）工作蒸汽调整法 （2）凝结水流量调整法 （3）冷却水流量调整法 （4）稀溶液流量调整法LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第27页6.4 双效溴化锂吸收式制冷机提升高温热源温度，能够提升溴化锂吸收式制冷机性能。然而为了预防结晶，又限制了热源温度不能太高。假如工作蒸汽压力过高，就必须减压后应用-双效溴化锂吸收式制冷机流程与结构特点串联双效溴化锂吸收式制冷剂流程溶液串联循环：稀溶液高压发生器低压发生器。结构形式：三筒结构，双筒结构。LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第28页并联双效溴化锂吸收式制冷剂流程溶液并联循环：稀溶液分别送入高压发生器和低压发生器 LOGO溴化锂吸

14、收式冷热水机组第29页理论循环在h-图上表示溶液循环过程：稀溶液（1-2发生器泵加压）分两路：（1）2-3-5-6-7（2）2-8-9-10-11-12-13两路返回浓溶液（7和13状态点）和稀溶液（1状态点）混合（14状态点），经泵加压（15状态点），喷淋在吸收器传热管束上，吸收蒸发器冷剂蒸汽后成为状态1稀溶液。LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第30页冷剂水循环过程：（1）蒸汽冷凝16-17。（2）冷凝器闪发17-（18或19）-18。 （3）节流、蒸发18-20 （20饱和水和20蒸汽）。LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第31页性能工作蒸汽、冷却水和冷媒水参数影响与单效制冷机相同。制冷量、性能

15、系数与工作蒸汽压力关系制冷量与冷却水进口温度、冷媒水出口温度关系LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第32页制冷量与冷却水流量关系制冷量与冷媒水流量关系LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第33页6.5 直燃型溴化锂吸收式冷热水机组制冷工况冷剂水循环同双效溴机相同。制冷工况溶液循环：HG（中间浓度溶液）HHELG（浓溶液）LHEA（稀溶液）LHEHHEHG制热工况冷剂水流程：HGV2AE制热工况溶液循环：SPHGV1A LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第34页另设热水器直燃机同时制冷、制热直燃机消耗燃料发烧量 （kW），取得制冷量 （kW）或制热量 ，性能系数分别为溶液泵消耗功率普通很小，可忽略不计。 LO

16、GO溴化锂吸收式冷热水机组第35页直燃吸收式溴化锂冷温水机，我们称之为“直燃机”，是直接燃烧天然气、煤气、液化石油气，柴油作能源，以水/溴化锂作介质冷热源设备。因为直燃机不以电为能源（只需极少电作循环辅助动力），并含有制冷、采暖、卫生热水功效，能够大幅度削减电力投资和供热设备投资。在电空调广泛采取国家和地域，直燃机更能削减夏季峰值电力、填补夏季燃气低谷综合经济效益，对于电力行业及燃烧行业健康发展都含有举足轻重影响。世界首台直燃机1968年在日本诞生，从1980年起成为日本、韩国等国主要空调设备，占有该国中央空调市场80%以上份额。远大1992年开发成功中国首台直燃机，1996年成为全球直燃机产

17、销量最大企业，至已出口20余个国家，在中、美等国市场拥有率为同行之首。LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第36页6.6 吸收式热泵第一类吸收式热泵利用高温热源，把低温热源热能提升到中温热泵系统，它是同时利用吸收热和冷凝热以制取中温热水吸收式制冷机。这种热泵以增加热量为目标，故又称为增热型吸收式热泵。低温热源高温热源输出热源输出热源LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第37页第二类吸收式热泵利用中温废热和发生器形成驱动热源系统，同时还利用中温废热和蒸发器组成热源系统，在吸收器中制取温度高于中温废热热水热泵系统。这种热泵以升温为目标，故又称为热变换器。高温热源输出热源低温热源输出热源LOGO溴化锂吸收式冷热

18、水机组第38页第二类吸收式热泵 因为冷凝压力低于蒸发压力，所以，需由溶液泵P将浓溶液从发生器送至吸收器，而冷剂水需用冷剂水泵P 将其从冷凝器送至蒸发器。 当有510低温水(如冬季)作为冷却水时，这种机型可利用较低温度(如70 )中温废热水作发生器和蒸发器热源，使较高温度水在吸收器内升温(95100 )，其热力系数约0.5。冷凝器中冷却水温度越低，所得到高温水温度越高。低温冷却水LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第39页溶液循环 ：A（稀溶液）HEG（浓溶液）SPHEA冷剂水循环：GRPE（蒸汽）A依据热平衡有 0.5因为LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第40页溶液循环过程：（1）溶液泵加压过程1-2。（2）浓溶液在热交换器中加热过程2-3。（3）浓溶液进入吸收器后温度升高到饱和温度后吸收过程3-4-5。（4）稀溶液在热交换器中冷却过程5-6。（5）稀溶液进入发生器6-7。（6）发生器中发生过程7-1。第二类溴化锂吸收式热泵理论循环在h-图上表示LOGO溴化锂吸收式冷热水机组第41页第二类溴化锂吸收式热泵理论循环在h-图上表示冷剂水循环过程：（1）冷剂蒸