吸收式制冷机的系统课件

制冷与低温技术原理

(五)多媒体教学课件李文科制作制冷与低温技术原理

(五)多媒体教学课件第五章吸收式制冷第一节概述第二节氨水溶液和溴化锂水溶液

的h-w图第三节溴化锂吸收式制冷机第四节氨吸收式制冷机第五章吸收式制冷第一节概述第一节概述内容提要

吸收式制冷与蒸气压缩式制冷的比较一、制冷剂与吸收剂二、制冷性能参数第一节概述内容提要第一节概述

吸收式制冷和蒸气压缩式制冷都是利用制冷剂的汽化潜热制取冷量，图5－1示出吸收式制冷机与蒸气压缩式制冷机工作原理的比较。由图可见，它们的共同点是：高压制冷剂蒸气在冷凝器R中冷凝后，经节流元件J节流，温度和压力降低，低温、低压液体在蒸发器Z内汽化，实现制冷。它们的不同点是：

(1)提供能量的种类不同。蒸气压缩式制冷机消耗机械功，吸收式制冷机消耗热能。

(2)吸取制冷剂蒸气的方式不同。利用液体蒸发连续不断地制冷时，需不断地在蒸发器内产生蒸气。蒸气压缩式制冷机用压缩机A吸取此蒸气，吸收式制冷机用吸收剂在吸收器c中吸取制冷剂蒸气。第一节概述吸收式制冷和蒸气压缩式制冷第一节概述

(3)将低压制冷剂蒸气变为高压制冷剂蒸气时采取的方式不同。蒸气压缩式制冷机通过原动机驱动压缩机A完成，吸收式制冷机则是通过吸收器c、溶液泵d、发生器a和节流阀b完成。第一节概述(3)将低压制冷剂蒸气变为第一节概述

(a)蒸气压缩式制冷机(b)吸收式制冷机图5－1蒸气压缩式制冷机与吸收式制冷机工作原理比较A—压缩机；R—冷凝器；J—节流阀；Z—蒸发器a—发生器；b—节流阀；c—吸收器；d—溶液泵第一节概述第一节概述一、制冷剂与吸收剂吸收式制冷机利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸气，在另一条件下又能吸收低沸点组分的蒸气这一特性完成制冷循环。目前吸收式制冷机中常用二组分溶液，习惯称低沸点组分为制冷剂，高沸点组分为吸收剂。

对于吸收剂，应有如下特性：

(1)有强烈吸收制冷剂的能力；

(2)在相同压力下，它的沸腾温度应比制冷剂的沸腾温度高得多；

(3)不应有爆炸、燃烧的危险，并对入体无毒害；

(4)吸收剂与制冷剂对金属材料的腐蚀性小；

(5)价格低，易获得。第一节概述一、制冷剂与吸收剂第一节概述可供使用的制冷剂－吸收剂溶液很多，按溶液中含有的制冷剂种类区分，可分为水类、氨类、醇类和氟利昂类四大类。

水类溶液是以水为制冷剂。水是很容易获得的天然物质，它无毒、不燃烧、不爆炸，对环境也没有破坏作用，汽化潜热大，是一种相当理想的制冷剂。但受其物性的限制，只适宜用于蒸发温度较高的空调设备；溴化锂水溶液的表面张力较大，使传热、传质困难；溴化锂较易结晶，影响运转；溴化锂水溶液对一般金属有强烈的腐蚀作用。

氨类溶液以氨和甲胺为制冷剂。氨有爆炸性和毒性，冷凝压力较高。此外，氨与水的沸点相差较小，需通过精馏将氨/水混合气体中的水蒸气分离。探索用别的物质替代水做吸收剂的研究工作正在进行，已取得了一定成效。第一节概述可供使用的制冷剂－吸收剂溶第一节概述

醇类溶液以甲醇、TFE和HFIP为制冷剂。甲醇与溴化锂配对后，可提高循环的性能(节能)；以TFE(三氟乙醇)和HFIP(六氟异丙醇)为制冷剂的溶液，可用于节能效果较好的GAX循环。但它们的粘度较大，易燃，对热不稳定。TFE的汽化潜热很小。为克服这些缺点，通过加水以降低粘度的尝试，以及使用LiI(碘化锂)的方案都在开发中。

氟利昂类溶液以氟利昂为制冷剂。它通常与有机溶液配对，有较宽广的温度适应范围。其中，R22因在汽化潜热、工作压力、热稳定性、化学稳定性等方面有好的性能而受到公认。此外，R123a也受到重视。R22和R123a的吸收剂为二甲醚四甘醇(DMETEG)。因为R22和R123a均含有氯原子，故从长期角度看，它们均为过渡性物质。第一节概述醇类溶液以甲醇、TFE和H第一节概述

表5-1中列出了一部分用于吸收式制冷机的溶液。一些用于吸收式制冷机的制冷剂主要物性参数列在表5-2中。表5-1制冷剂－吸收剂溶液名称制冷剂吸收剂氨水溶液氨水溴化锂水溶液水溴化锂溴化锂甲醇溶液甲醇溴化锂硫氰酸钠－氨溶液氨硫氰酸钠氯化钙－氨溶液氨氯化钙氟利昂溶液R22二甲醚四甘醇TFE－NMP溶液三氟乙醇甲基吡咯烷酮第一节概述表5-1中列出了一部分用于第一节概述表5-2一些制冷剂的主要物性参数名称化学式相对分子量凝固点℃沸点℃潜热kJ/kg比热(25℃)kJ/(kg·K)粘度×10-6Pa·s水H2O18.020.0100.022574.174891氨NH317.03-77.7-33.413682.15610.2甲胺CH3NH231.06-93.5-6.33872(157℃)3.2240(0℃)甲醇CH3OH32.04-97.764.651190(0℃)2.52555TFECF3CH2OH100.04-45753561.72(20℃)1560(30℃)第一节概述表5-2一些制冷剂的主要物性参数名第一节概述二、制冷性能参数

吸收式制冷机通过输入热量制冷。按式(3－1)，其制冷性能系数等于制冷量φ0与驱动热源输出的热负荷φg之比值

COP=φ0/φg

(5－1)式中：COP—吸收式制冷机的制冷性能系数。

φa=φ0+φg(5－2)式中：φa、φ0、φg—分别表示向环境排放的热负荷、制冷量、驱动热源输出的热负荷。

COP是衡量吸收式制冷机性能的一个重要指标，它反映了从驱动热源输出的热负荷与制冷机制冷量之间的关系，但不能反映循环中存在的热力学不可逆损失。第一节概述二、制冷性能参数第一节概述评价吸收式制冷机不可逆损失的基准是热能驱动的可逆机的制冷机性能系数COPmax。

图5－2热能驱动的制冷系统第一节概述评价吸收式制冷机不可逆损失第一节概述设有图5－2所示的制冷系统，其驱动热源温度为Tg，环境温度为Ta，低温热源温度为Tc。Tg、Ta和Tc均为恒温。当制冷机为可逆机时，根据热力学第二定律(5－3)按式(5－1)、(5－2)和(5－3)，得到热能驱动的可逆机的制冷性能系数COPmax为(5－4)式(5－4)表示，COPmax随Tg、Tc的提高而提高，随Ta的提高而降低。这一结论，对于提高实际应用的制冷机的性能也有指导意义。第一节概述设有图5－2所示的制冷系统第一节概述按式(3－7)，判别实际制冷循环的不可逆程度的循环效率η为(5－5)

对于吸收式制冷机(5－6)在Tg、Ta、Tc不变时，降低吸收式制冷机的不可逆损失，可提高循环效率和性能系数。吸收式制冷机中常用的二元溶液由两个组分组成。相平衡时，低沸点组分在气相中的质量分数大于它在液相中的质量分数，高沸点组分(不易挥发组分)在气相中的质量分数小于它在液相中的质量分数，但任一组分在气相中的分压力应等于溶液中该组分产生的蒸气压力。第一节概述按式(3－7)，判别实际制第一节概述

若易挥发组分在气相中的分压力低于溶液中该组分的蒸气压力，则此组分的分子更多地进入气相，这就是发生过程，此时气相与液相之间是不平衡的。这一过程如发生在密闭容器内，则随着过程的进行，气相中该组分的分压力上升，而溶液中该组分的蒸气压力因其质量分数的减少而降低，从而在新的压力下达到气相和液相的相平衡。

若易挥发组分在气相中的分压力高于溶液中该组分的蒸气压力，它的分子更多地进入溶液中，这就是吸收过程。在密闭容器内，随着吸收过程的进行，将达到一个新的相平衡状态。第一节概述若易挥发组分在气相中的分压第二节氨水溶液和溴化锂

水溶液的h-w图内容提要一、氨水溶液的h-w图二、溴化锂水溶液的h-w图第二节氨水溶液和溴化锂

水溶液的第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图为了表示相平衡时两组分体系的状态及其状态变化过程，并计算在状态变化时输入和放出的热量，广泛地应用比焓－质量分数图，即h－w图。一、氨水溶液的h-w图

图5－3是氨水溶液的h－w示意图。图的下半部分为液态区，给出了不同压力下的等压饱和液体线和不同温度下的液体等温线。图上的每一个点表示－个状态。例如，图上的点A表示温度为tA、压力为p2的饱和液体状态，它的比焓和氨的质量分数可从纵坐标和横坐标上读取。对于某一压力下的过冷液体，它在h－w图上的位置处于该压力的饱和液体线以下。第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图为了表第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图

图5－3氨水溶液的h－w示意图第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图

图的上半部分为气体区，只画出了等压饱和蒸气线，没有画出等温线。为了求得气体的温度，在图上画了一组平衡辅助线，利用辅助线求出等压饱和气体线上各点的温度。以图5－3上的点A为例，从点A向上作垂线，与对应的p2压力辅助线交于点B，从点B作水平线，与压力为p2的饱和气体线交于点C，点C就是与点A相对应的饱和蒸气点，它们的温度和压力相同，即点A和点C的压力均为p2，温度均为tA。如果根据tA的数值，在氨的饱和蒸气热力性质表上查到它的饱和蒸气的比焓值，再在h－w图上的w＝1纵坐标上找到此比焓值的状态点(注意比焓值的基准是否一致)，将该点与点C相连，则连线即为气体区中压力为p2、温度为tA的等温线。第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图图的上第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图饱和蒸气线与饱和液体线之间的区域是湿蒸气区，该区域内每个点的氨质量分数及比焓值都可直接从h纵坐标和w横坐标上求得。该区域内每个点的温度，由饱和蒸气线和饱和液体线决定。例如：点d处在湿蒸气区，已知它的比焓为hd，氨的质量分数为wd，压力为p2，为了求得点d的温度td可采用直角三角形试凑法。通过试凑，得到一个直角三角形，该三角形的三个顶点分别处在压力为p2的饱和液体线、饱和蒸气线以及辅助线上，其斜边经过点d。在图5－3上，该直角三角形就是△ABC，因AC是湿蒸气区域内的等温线，故点d的温度与点A的温度相同，即td＝tA。第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图饱和蒸第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图点d的湿蒸气质量md等于点C的饱和蒸气质量mC和点A的饱和液体质量mA之和；质量mC和mA之比值用杠杆规则确定。即(5－7)(5－8)式中：wC、wd和wA—分别表示点C、点d和点A的氨质量分数。

联立式(5－7)、(5－8)，可求得md湿蒸气含有的饱和蒸气质量mC及饱和液体质量mA，即(5－9)(5－10)第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图点d的第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图二、溴化锂水溶液的h-w图溴化锂水溶液h－w图的上部不同于氨－水溶液的h－w图(图5－4)。因为在气相区只有水蒸气，表示水蒸气状态的点都处于w＝0的纵坐标线上，所以在h－w图的气相区有一组辅助等压线，用于确定与各个质量分数的溶液所对应的水蒸气状态。例如：欲确定与饱和溶液点A相平衡的水蒸气状态，可由点A向上作垂直线，与相应的压力为p1的等压线相交于点B，从点B作水平线，与w＝0的纵坐标交于点C，点C即为所求。第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图二、溴化锂水溶第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图

图5－4溴化锂水溶液的h－w示意图第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图

例5－1氨水溶液的温度t＝20℃、压力p＝0.784MPa，氨的质量分数w＝0.7，该溶液是否为饱和液体？

解：从附录图15查得t＝20℃、w＝0.7的状态点A位于p＝0.784MPa的饱和液体线以下(图5－5)，表明该溶液处于过冷状态，不是饱和状态。第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图例5－第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图图5－5氨水溶液的状态1—p＝0.784MP的饱和蒸气线；2—相应的辅助线；3—相应的饱和液体线第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图

例5－2氨水湿蒸气的氨质量分数wd＝0.7，比焓hd＝1000kJ/kg，压力pd＝2.0MPa，湿蒸气的质量为3.0kg。求：湿蒸气的比焓和温度；饱和液体的比焓和质量；饱和蒸气的比焓和质量；饱和蒸气中含有的氨蒸气质量。

解：(1)确定饱和蒸气、湿蒸气和饱和液体的状态点：在h－w图上找到湿蒸气的状态点d，并用状态点d、pd＝2.0MPa的饱和蒸气线、饱和液体线和辅助线，作直角三角形△ABC，点A即饱和液体的状态点，点C即饱和蒸气的状态点(图5－6)。

(2)按附录图15，查得饱和液体的比焓hA＝350kJ/kg，氨的质量分数wA＝0.48，饱和液体的温度tA＝94℃；饱和蒸气的比焓hC＝1780kJ/kg，氨的质量分数wC＝0.97。第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图例5－第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图图5－6湿蒸气状态点d、饱和蒸气状态点C和饱和液体状态点A第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图图5－6湿蒸气状第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图(3)湿蒸气的温度td＝tA＝94℃。(4)计算饱和蒸气的质量mC和饱和液体的质量。按式(5－9)，得(5)饱和蒸气中含有的氨蒸气质量第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图(3)第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图

例5－3质量m＝2kg的溴化锂水溶液，溴化锂的质量分数wA＝0.56，温度tA＝39℃，压力pA＝26.7kPa，等压加热成饱和液体，求加热量Qh(图5－7)。

解：加热前溶液状态为点A，是过冷液体。加热后成饱和液体，因加热过程中末产生水蒸气，故加热后的状态点B与加热前的状态点A有相同的溴化锂质量分数，即wA＝wB。

(1)查附录图17得到：加热前状态为点A的参数wA＝0.56，tA＝39℃，pA＝26.7kPa，hA＝272.8kJ/kg；加热后状态为点B的参数wB＝0.56，tB＝108℃，pB＝26.7kPa，hB＝414.5kJ/kg。

(2)加热量：因等压加热，故加热量Qh等于点B与点A的比焓差乘以溶液的质量，即第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图例5－第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图

图5－7加热前、后溶液的状态点A和B第二节氨水溶液和溴化锂水溶液的h-w图第三节溴化锂吸收式制冷机内容提要一、溴化锂水溶液的性质二、单效溴化锂吸收式制冷机三、双效蒸气加热溴化锂吸收式制冷机四、双效直燃溴化锂吸收式冷热水机五、双级溴化锂吸收式制冷机六、提高溴化锂吸收式制冷机性能的途径七、溴化锂吸收式制冷机制冷量调节及安全保护第三节溴化锂吸收式制冷机内容提要第三节溴化锂吸收式制冷机

溴化锂吸收式制冷机以水为制冷剂，溴化锂为吸收剂，制取0℃以上的空调用冷水。溴化锂有以下特性：

(1)锂和溴分别属碱和卤族元素。其化合物溴化锂(LiBr)属盐类，有咸味，为无色粒状晶体，融点为549℃。

(2)沸点为1265℃，在常温或一般高温下可以认为是不挥发的。

(3)易溶于水。

(4)性质稳定，在大气中不分解。

(5)它由92.01%的溴和7.99%的锂组成，相对分子质量为86.845（其中：锂的相对分子质量为6.941，溴的相对分子质量为79.904）；密度为3464kg/m3（25℃时）。第三节溴化锂吸收式制冷机溴化锂吸收式制冷机以第三节溴化锂吸收式制冷机一、溴化锂水溶液的性质

1．溴化锂水溶液的性质

(1)无色液体，有咸味，无毒，加入铬酸锂后溶液呈淡黄色。

(2)溴化锂在水中的溶解度随温度的降低而降低，如图5－8所示。曲线上的点表示溶液处于饱和状态，它的左上方表示有溴化锂结晶析出，右下方表示溶液中没有结晶。由图中曲线可知，溴化锂的质量分数不宜超过66%，否则在运行中当溶液的温度降低时将有结晶析出，破坏制冷机的正常运行。(3)溶液中水的蒸气压力很低。它比同温度下纯水的饱和蒸气压力低得多，因而溶液有强烈的吸湿性。由于溴化第三节溴化锂吸收式制冷机一、溴化锂水溶液的性质第三节溴化锂吸收式制冷机

图5－8溴化锂水溶液的溶解度第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机锂在制冷机运行的温度范围内不会挥发，因此和溶液处于平衡状态的蒸气总压力就等于溶液中水的蒸气压力，低于同样温度下纯水的饱和蒸气压力，两者之差随溶液的温度及溴化锂的质量分数的不同而不同。当溴化锂的质量分数不变时，两者之差随溶液温度的增加而增加；当溴化锂水溶液的温度不变时，两者之差随溴化锂质量分数的增加而增加(图5－9)。由图可知，当溴化锂的质量分数为50%，温度为25℃时，饱和溶液中水的蒸气压力为0.85kPa，而纯水在同样温度下的饱和蒸气压力为3.167kPa。如果纯水的饱和蒸气压力大于0.85kPa(例如饱和温度为7℃的纯水，其饱和蒸气压力为1.0kPa)，则该溴化锂水溶液(温度为25℃)就具有吸收7℃的纯水的饱和水蒸气能力。这一点正是溴化锂吸收式制冷机中吸收器工作的机理之一。第三节溴化锂吸收式制冷机锂在制冷机运行的温度范围内不第三节溴化锂吸收式制冷机

图5－9溴化锂水溶液的p－t图第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机

(4)密度比水大，并随溶液的温度和溴化锂质量分数的变化而变化，如图5－10所示。

(5)比热容较小。如图5－11所示，当温度为150℃、溴化锂的质量分数为55%时，其比定压热容为2.01kJ/(kg·K)。这意味着发生过程中加给溶液的热量比较少，再加上水的汽化潜热比较大这一特点，使机组具有较高的制冷性能系数。

(6)粘度较大。图5－12示出溴化锂水溶液的动力粘度随溴化锂质量分数和温度的变化关系。由图可知，当温度为40℃、溴化锂质量分数为60%时，其动力粘度为6.01×10－3Pa·s，而水在40℃时的动力粘度为6.53×10－4Pa·s。第三节溴化锂吸收式制冷机(4)密度比水大，并第三节溴化锂吸收式制冷机

图5－10溴化锂水溶液的密度第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机

图5－11溴化锂水溶液的比定压热容第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机

图5－12溴化锂水溶液的动力粘度第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机

(7)表面张力较大。图5－13示出溴化锂水溶液的表面张力随溴化锂质量分数和温度变化的关系。例如溴化锂质量分数为60%、温度为40℃时，其表面张力为9.32×l0－2N/m，而水在40℃时的表面张力为6.96×10－2N/m。

(8)溴化锂水溶液的热导率随溴化锂质量分数的增大而降低，随温度的升高而增大，如表5－3所示。

(9)对黑色金属和紫铜等材料有强烈的腐蚀性，有空气存在时更为严重。第三节溴化锂吸收式制冷机(7)表面张力较大。第三节溴化锂吸收式制冷机

图5－13溴化锂水溶液的表面张力第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机

表5-3溴化锂水溶液的热导率λ(t，w)

t/℃w02550751000.200.500.550.570.600.620.400.450.490.510.530.550.50/0.450.490.510.520.60/0.430.450.480.500.65//0.430.450.48第三节溴化锂吸收式制冷机表5-3溴第三节溴化锂吸收式制冷机2．溴化锂水溶液物性参数的计算公式(1)溴化锂水溶液的平衡方程式(5－11)

A0＝0.770033，B0＝140.877

A1＝1.45455×10－2，B1＝-8.55749

A2＝-2.63906×10－4，B2＝0.16709

A3＝2.27609×10－6，B3＝-8.82641×10－4

式中：t—压力为p时，溶液的饱和温度，℃；

t'—压力为p时，水的饱和温度，℃；

x—100kg溶液中含有的溴化锂的质量，kg。第三节溴化锂吸收式制冷机2．溴化锂水溶液物性参数的计第三节溴化锂吸收式制冷机(2)溴化锂水溶液的比定压热容经验公式(5－12)

A0＝0.9928285，B0＝-3.18742×105，C0＝-3.0105×10－4

A1＝-1.3169179，B1＝2.9856×10－3，C1＝-1.7172×10－6

A2＝0.6481006，B2＝-4.0198×10－3，C2＝8.3641×10－6

式中：cp—溶液的比定压热容，kJ/(kg·K)；

t—溶液的温度，℃；

x—100kg溶液中含有的溴化锂的质量，kg。第三节溴化锂吸收式制冷机(2)溴化锂水溶液的比定压热第三节溴化锂吸收式制冷机(3)溴化锂水溶液的密度经验公式(5－13)

a0＝1.637442，a1＝－2.725975×10-3，a2＝1.358832×10-3，

a3＝－1.319372×10-4，a4＝－3.747908×10-2，

a5＝－1.078937×10-3，a6＝5.379461×10-3

式中：ρ—溶液的密度，kg/L；

t—溶液的温度，℃；

x—100kg溶液中含有的溴化锂的质量，kg。第三节溴化锂吸收式制冷机(3)溴化锂水溶液的密度经验第三节溴化锂吸收式制冷机(4)溶液中溴化锂的质量分数经验公式(5－14)

a0＝－54.26707，a1＝3.609289×10-2，a2＝2.807792×10-6，

a3＝－1.551979×10-7，a4＝24.60376，a5＝60.99763，

a6＝－21.54662

式中：w—溴化锂的质量分数；

t—溶液的温度，℃；

ρ—溶液的密度，kg/L。第三节溴化锂吸收式制冷机(4)溶液中溴化锂的质量分数第三节溴化锂吸收式制冷机(5)溴化锂水溶液的热导率经验公式(5－15)

a0＝0.5218988，a1＝1.412948×10-3，a2＝-6.741987×10-6，

a3＝－1.729977×10-8，a4＝－5.514559×10-3，

a5＝7.640728×10-5，a6＝-6.098338×10-7

式中：λ—溶液的热导率，W/(m·K)；

t—溶液的温度，℃；

x—100kg溶液中含的溴化锂的质量，kg。第三节溴化锂吸收式制冷机(5)溴化锂水溶液的热导率经第三节溴化锂吸收式制冷机(6)溴化锂水溶液的动力粘度经验公式(5－16)

A0＝1.704152，B0＝-5.785394×10-2，C0＝-1.105483×10-4

A1＝0.1084067，B1＝4.951459×10-4，C1＝5.288185×10-6

A2＝－2.735067×10-3，B2＝7.123706×10-5，

C2＝－2.111622×10-7，A3＝－5.649458×10-5，

B3＝－1.907971×10-6，C3＝8.204797×10-9

式中：μ—溶液的动力粘度，Pa·s；

t—溶液的温度，℃；

x—100kg溶液中含有的溴化锂的质量，kg。第三节溴化锂吸收式制冷机(6)溴化锂水溶液的动力粘度第三节溴化锂吸收式制冷机(7)溴化锂水溶液的表面张力经验公式(5－17)

a0＝49.48395，a1＝-1.462354×10-1，a2＝6.750326×10-2，

a3＝-2.023934×10-6，a4＝1.750322，a5＝-3.078061×10-2，

a6＝2.477215×10-4

式中：σ—溶液的表面张力，N/m；

t—溶液的温度，℃；

x—100kg溶液中含有的溴化锂的质量，kg。第三节溴化锂吸收式制冷机(7)溴化锂水溶液的表面张力第三节溴化锂吸收式制冷机

二、单效溴化锂吸收式制冷机1．系统

单效溴化锂吸收式制冷机系统如图5－14所示。在吸收器5内，来自发生器1的浓溶液(即溴化锂质量分数高的溶液)吸收来自蒸发器4的水蒸气，成为稀溶液(即溴化锂质量分数低的溶液)。为此，溶液中水的蒸发压力必须低于吸收器5的上部空间中的水蒸气压力，使来自蒸发器4的水蒸气不断被溶液吸收。

在发生器1内，来自溶液泵7的高压稀溶液被加热，产生水蒸气，并将其输送到冷凝器2中。为此，溶液中水的蒸发压力必须高于发生器1上部空间中的水蒸气压力，以保证水蒸气不断产生。第三节溴化锂吸收式制冷机二、单效溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机图5－14单效溴化锂吸收式制冷机原理图1—发生器；2—冷凝器；3—节流阀；4—蒸发器；5—吸收器；6—溶液热交换器；7—溶液泵第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机由于溴化锂吸收式制冷机中冷凝压力与蒸发压力之差相当小，因而节流阀3改成U管、节流小孔或节流短管。

溶液热交换器6既可使进入发生器的稀溶液温度升高，从而减少发生器中的加热量φg，又可降低进入吸收器的浓溶液温度，使吸收器中的放热量φa减少，节省吸收器中的冷却水。

水蒸气的比体积很大，为避免流动时产生太大的压力降，需要很粗的管道。对此，往往将冷凝器和发生器放在一个容器内，将蒸发器和吸收器放在另一个容器内，形成双筒溴化锂吸收式制冷机的系统，如图5－15所示。也可将这四个设备置于一个壳体内，高压侧与低压侧之间用隔板隔开，成为单筒溴化锂吸收式制冷机，如图5－16所示。第三节溴化锂吸收式制冷机由于溴化锂吸收式制冷第三节溴化锂吸收式制冷机图5－15单效双筒溴化锂吸收式制冷机的系统第三节溴化锂吸收式制冷机图5－15单效双筒溴化锂吸收式第三节溴化锂吸收式制冷机图5－16单效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；9—U形管第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机溴化锂吸收式制冷机可以划分成两个区：(1)高压区高压区内包含发生器、冷凝器和溶液热交换器。发生器内产生的水蒸气在冷凝器内凝结成水，进入低压区。发生器产生的浓溶液与用泵增压的稀溶液在热交换器中进行热量交换，降温后的浓溶液进入吸收器，升温后的稀溶液进入发生器。(2)低压区低压区内包含吸收器和蒸发器。来自冷凝器的水节流后降温、降压，在蒸发器中蒸发，产生冷效应。蒸发后的水蒸气在吸收器中被来自热交换器的浓溶液吸收，成为稀溶液，再用泵提高其压力后送入热交换器中。第三节溴化锂吸收式制冷机溴化锂吸收式制冷机可以划分成第三节溴化锂吸收式制冷机2．制冷循环在h－w图上的表示溴化锂吸收式制冷机的理论循环可以用h－w图表示，见图5－17。理论循环是指制冷剂在流动过程中没有阻力，各设备与周围空气不发生热量交换，发生终了和吸收终了时溶液均达到相平衡状态。图中pk为冷凝压力，也就是发生压力；pa为吸收压力，即蒸发压力。(1)发生过程点2表示吸收器的饱和稀溶液状态，其溴化锂的质量分数为wa，压力为pa，温度为t2，经发生器泵增压后压力达到pk。然后送往溶液热交换器，在等压下温度由t2升至t7，溴化锂的质量分数不变，再进入发生器，被发生器传热管内第三节溴化锂吸收式制冷机2．制冷循环在h－w图上的表第三节溴化锂吸收式制冷机图5－17溴化锂吸收式制冷机制冷循环在h－w图上的表示第三节溴化锂吸收式制冷机图5－17溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机的工作蒸气加热，温度由t7升高至压力pk下的饱和温度t5，并开始在等压下沸腾，溶液中的水分不断蒸发，溴化锂的质量分数逐渐增大，温度也逐渐升高。发生过程终了时，溴化锂的质量分数为wr，温度为t4，用点4表示。图中，2－7表示稀溶液在溶液热交换器中的升温过程，产生的水蒸气用开始发生的状态(点5')和发生终了的状态(点4')的平均状态(点3')表示。由于产生的是纯水蒸气，故状态点3'、4'、5'均在w＝0的纵坐标线上。(2)冷凝过程发生器中产生的水蒸气(点3')进入冷凝器后，在压力为pk的情况下被冷凝器管内流动的冷却水冷却，冷凝成饱和液体(点3)，3'－3表示水蒸气在冷凝器中的冷却过程。第三节溴化锂吸收式制冷机的工作蒸气加热，温度由t7升第三节溴化锂吸收式制冷机(3)节流过程压力为pk的饱和水(点3)经节流元件(如U形管)，压力降低至pa后进入蒸发器。因节流前后水的比焓值和质量分数均不发生变化，故节流后的湿蒸气仍位于点3。湿蒸气中的饱和水的压力为pa、温度为t1，相应的状态点为点1；湿蒸气中的饱和蒸气的压力和温度分别为pa和t1，但因是蒸气，故位于点l'。点1的饱和水与点1'的饱和蒸气混合成的湿蒸气，它的压力为pa，温度为t1，比焓为h3。(4)蒸发过程积存在蒸发器水盘中的饱和水(点1)通过蒸发器泵均匀喷淋在蒸发器管簇的外表面，吸收管内冷媒水的热量而蒸发，使用于制冷的饱和水(即冷剂水)在等压、等温下由点1转变为点1'，1－1'表示制冷剂水在蒸发器中的汽化过程。第三节溴化锂吸收式制冷机(3)节流过程第三节溴化锂吸收式制冷机(5)吸收过程温度为t4、压力为pk、溴化锂质量分数为wr的浓溶液，由发生器流至溶液热交换器，将部分热量传给稀溶液，温度降至t8、溴化锂质量分数不变(点8)，4－8表示浓溶液在溶液热交换器中的放热过程。状态点8的浓溶液与吸收器中的部分稀溶液(点2)混合，形成溴化锂质量分数为w0、温度为t9的中间溶液(点9)，然后被吸收器泵增压后均匀地喷淋在吸收器管簇的外表面。中间溶液进入吸收器后，因压力突然下降首先闪发出一部分水蒸气，使溶液的溴化锂质量分数增大，用点9'表示。由于吸收器管簇内流动的冷却水不断地带走吸收过程中放出的吸收热，因此中间溶液具有不断地吸收来自蒸发器的水蒸气的能力，使溶液的溴化锂质量分数降至wa，温度由t9降至t2(点2)。8－9和2－9表示第三节溴化锂吸收式制冷机(5)吸收过程第三节溴化锂吸收式制冷机吸收器中的部分稀溶液与来自溶液热交换器的浓溶液相混合的过程。9'－2表示吸收器中的吸收过程。如果浓溶液直接进入吸收器，则吸收过程为6－2。设送往发生器的稀溶液的质量流量为qm,f，溴化锂质量分数为wa，产生质量流量为qm,d的水蒸气，剩下质量流量为qm,f－qm,d、溴化锂质量分数为wr的浓溶液出发生器。根据发生器中的物量平衡关系得到下式：(5－18)因而(5－19)令，则(5－20)第三节溴化锂吸收式制冷机吸收器中的部分稀溶液与来自溶第三节溴化锂吸收式制冷机

a称为循环倍率。它表示在发生器中产生1kg水蒸气需要的溴化锂稀溶液的循环量。wr－wa称为放气范围。通常情况下，a＝10～20；wr－wa＝0.03～0.06。上述分析过程是对理想情况而言的。实际上，由于流动阻力的存在，水蒸气经过挡水板时压力下降，因此在发生器中发生压力pg应大于冷凝压力pk，在加热温度不变的情况下，将引起浓溶液的溴化锂质量分数降低。另外，由于溶液液柱的影响，底部溶液在较高压力下发生，同时又由于溶液加热管表面的接触面积和接触时间有限，使发生终了浓溶液的溴化锂质量分数为wr'小于理想情况下的溴化锂质量分数wr，wr－wr′称为发生不足。在吸收器中，吸收压力pa小于蒸发压力p0，在冷却水温度不变的情况下，第三节溴化锂吸收式制冷机a称为循环倍率。它表示在发生第三节溴化锂吸收式制冷机它将引起稀溶液的溴化锂质量分数的增大。此外，因吸收剂与被吸收的水蒸气之间的接触面积和接触时间有限，加上系统中不凝性气体的存在，均降低溶液的吸收效果，故吸收终了时稀溶液的溴化锂质量分数Wa′高于理想情况下的Wa，wa′－wa称为吸收不足。发生不足和吸收不足均会引起工作过程中参数的变化，减小放气范围，降低制冷机的性能。3.单效溴化锂吸收式制冷机制冷循环在p－t图上的表示

图5－18为制冷循环在p－t图上的表示。图中各个点与图5－17中的各个点一一对应。因两张图上的工作过程相互对应，故此处不再赘述。第三节溴化锂吸收式制冷机它将引起稀溶液的溴化锂质量分第三节溴化锂吸收式制冷机

图5－l8制冷循环在p－t图上的表示第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机4．单效溴化锂吸收式制冷循环的热力计算及传热计算

(1)热力计算溴化锂吸收式制冷机的热力计算是根据用户对制冷量和冷媒水温度的要求，以及用户所能提供的加热热源和冷却介质的条件，合理地选择某些设计参数(传热温差、放气范围等)，然后对循环加以计算，为传热计算等提供计算及设计依据。1)已知参数①制冷量φ0是根据生产工艺或空调要求，同时考虑到冷损、制造条件以及运转的经济性能因素提出的。

②冷媒水出口温度tx′根据生产工艺或空调要求提出。由于tx′与蒸发温度t0有关，若t0下降，机组的制冷量及第三节溴化锂吸收式制冷机4．单效溴化锂吸收式制冷循环第三节溴化锂吸收式制冷机制冷性能系数均下降，因此在满足生产工艺或空调要求的基础上，应尽量提高蒸发温度。对于溴化锂吸收式制冷机，因为用水作制冷剂，故tx′一般大于5℃。③冷却水进口温度tw

根据当地的自然条件确定。应当指出，尽管降低tw能使冷凝压力下降，吸收效果增强，但考虑到溴化锂结晶这一特殊问题，并不是tw越低越好，而是有一个合理范围。制冷机在冬季运行时，尤其应该注意防止冷却水温度过低这一问题。

④加热热源温度考虑到废热的利用、结晶和腐蚀等问题，采用0.1－0.25MPa的饱和蒸气或75℃以上的热水作为热源较为合理。如果能够提供更高的热源温度，则性能系数可获得进一步提高。第三节溴化锂吸收式制冷机制冷性能系数均下降，因此在满第三节溴化锂吸收式制冷机2)设计参数的选定①吸收器出口冷却水温度tw1和冷凝器出口冷却水温度tw2

由于吸收式制冷机用热能为补偿手段，所以冷却水带走的热量远大于蒸气压缩式制冷机。为了节省冷却水的消耗量，往往使冷却水串联地流经吸收器和冷凝器。考虑到吸收器内的吸收效果和冷凝器允许有较高的冷凝压力，通常让冷水先流经吸收器，再进入冷凝器。冷却水的总温升一般取7－9℃，视冷却水的进水温度而定。因吸收器的热负荷φa较冷凝器的热负荷φk大，所以通过吸收器的冷却水温升Δtw1较通过冷凝器的冷却水温升Δtw2高。冷却水的总温升为Δtw＝Δtw1＋Δtw2。如果水源充足或加热温度太低，可采用冷却水并联流经吸收器和冷凝器的方式。第三节溴化锂吸收式制冷机2)设计参数的选定第三节溴化锂吸收式制冷机采用串联方式时

tw1＝tw＋Δtw1(5－21)

tw2＝tw＋Δtw1＋Δtw2＝tw＋Δtw(5－22)②冷凝温度tk及冷凝压力pk冷凝温度一般比冷却水出口温度高3～5℃，即

tk＝tw2＋(3～5)℃(5－23)根据tk查水蒸气性质表求得pk

pk＝f(tk)(5－24)③蒸发温度t0及蒸发压力p0蒸发温度t0一般比冷媒水出水温度低2～4℃。如果tx′要求较低，温差取较小值，反之取较大值。

t0＝tx′－(2～4)℃(5－25)蒸发压力p0根据t0求得。第三节溴化锂吸收式制冷机采用串联方式时第三节溴化锂吸收式制冷机④吸收器内稀溶液的最低温度t2吸收器内稀溶液的出口温度t2一般比冷却水出口温度高3～5℃，取较小值对吸收效果有利，但传热温差的减小将导致所需传热面积的增大，反之亦然。一般

t2＝tw1＋(3～5)℃(5－26)⑤吸收器压力pa吸收器压力因水蒸气流经挡水板时的压降而低于蒸发压力，压降的大小与挡水板的结构和气流速度有关，一般取Δp0＝(10～70)×10－3

kPa，而

pa＝p0－Δp0kPa(5－27)⑥稀溶液的溴化锂质量分数wa根据pa和t2，从溴化锂水溶液的h－w图确定，即

wa＝f(pa，t2)(5－28)第三节溴化锂吸收式制冷机④吸收器内稀溶液的最低温度t第三节溴化锂吸收式制冷机⑦浓溶液的溴化锂质量分数wr为了保证循环的经济性和安全运行，希望循环的放气范围wr－wa在0.03～0.06之间，因而

wr＝wa＋(0.03～0.06)(5－29)⑧发生器内溶液的最高温度t4发生器出口处浓溶液的温度t4可根据t4＝f(wr，pk)的关系，在溴化锂水溶液的h－w图中确定。尽管发生器中产生的水蒸气流经挡水板时有阻力存在，但由于Δpk与pk相比数值很小，可以忽略不计，因此取冷凝压力为发生器中的压力。一般希望t4比加热温度th低10～14℃，如果超出这一范围，则有关参数应作相应的调整。th较高时，温差取较大值。第三节溴化锂吸收式制冷机⑦浓溶液的溴化锂质量分数wr第三节溴化锂吸收式制冷机⑨溶液热交换器出口温度t7与t8

浓溶液出口温度t8由热交换器冷端的温差确定。如果温差较小，制冷性能系数虽较高，但要求的传热面积会较大。为防止浓溶液的结晶，t8应比wr所对应的结晶温度高10℃以上，因此冷端温差取15～25℃，即t8＝t2＋(15～25)℃(5－30)如果忽略溶液与环境介质的热交换，稀溶液的出口温度t7可根据溶液热交换器的热平衡确定，即

qm,f(h7－h2)＝(qm,f－qm,d)(h4－h8)(5－31)

h7的单位为kJ/kg。再由h7和wa在h－w图上确定t7，式中a＝wr/(wr－wa)。第三节溴化锂吸收式制冷机⑨溶液热交换器出口温度t7与第三节溴化锂吸收式制冷机⑩吸收器喷淋溶液状态吸收器通常采用喷淋形式。由于进入吸收器的浓溶液量较少，为保证一定的喷淋密度，并避免结晶，往往加上一定数量的稀溶液，形成中间溶液后喷淋。这样处理虽然降低了喷淋溶液的溴化锂质量分数，但因喷淋量的增加而使吸收效果得到改善。假定在(qm,f－qm,d)的浓溶液中再加入qm的稀溶液，形成状态为点9的中间溶液，如图5－19所示。根据热平衡公式

(qm,f－qm,d＋qm)h9＝(qm,f－qm,d)h8＋qmh2

令f＝qm/qm,d，则(5－32)第三节溴化锂吸收式制冷机⑩吸收器喷淋溶液状态吸收第三节溴化锂吸收式制冷机

f称为吸收器稀溶液再循环倍率。它的物理意义是吸收1kg水蒸气需补充稀溶液的质量(单位为kg)。通常f＝20～50。若直接用浓溶液喷淋f＝0。

图5－19混合溶液热平衡图第三节溴化锂吸收式制冷机f称为吸收器稀溶液再循环倍率第三节溴化锂吸收式制冷机中间溶液的溴化锂质量分数w0也由混合溶液的物量平衡式，求得(5－33)再由h9和w0通过h－w图确定混合后中间溶液的温度t9。3)设备热负荷计算设备热负荷可按设备热平衡式求得。①制冷机中冷剂水的质量流量qm,d冷剂水质量流量由已知的制冷量φ0和蒸发器中的单位热负荷q0确定，即

qm,d＝φ0/q0kg/s(5－34)由图5－20可知

q0＝h1'－h1kJ/kg

(5－35)

第三节溴化锂吸收式制冷机中间溶液的溴化锂质量分数w0第三节溴化锂吸收式制冷机②发生器热负荷φg由图5－21可知

φg＝(qm,f－qm,d)h4＋qm,dh3'－qm,fh7即φg=qm,d[(a-1)h4＋h3'－ah7]kW(5－36)

图5－20蒸发器热平衡图图5－21发生器热平衡图

第三节溴化锂吸收式制冷机②发生器热负荷φg由图5－2第三节溴化锂吸收式制冷机③冷凝器热负荷φk由图5－22可知

φk＝qm,d(h3'－h3)kW

(5－37)

④吸收器热负荷φa由图5－23可知

φa＝(qm,f－qm,d)h8＋qm,dh1'－qm,fh2

φa＝qm,d[(a－1)h8＋h1'－ah2]kW(5－38)

图5－22冷凝器热平衡图图5－23吸收器热平衡图第三节溴化锂吸收式制冷机③冷凝器热负荷φk由图5第三节溴化锂吸收式制冷机⑤溶液热交换器热负荷φex由图5－24可知

φex＝qm,f(h7－h2)＝(qm,f－qm,d)(h4－h8)

φex＝qm,da(h7－h2)＝qm,d(a－1)(h4－h8)kW(5－39)

图5－24热交换器热平衡图第三节溴化锂吸收式制冷机⑤溶液热交换器热负荷φex第三节溴化锂吸收式制冷机4)制冷机的热平衡式、制冷性能系数若忽略泵消耗的功以及制冷机与周围环境的热交换，则制冷机的热平衡式为

φg＋φ0＝φa＋φkkW(5－40)制冷性能系数用COP表示，它反映消耗单位蒸气加热量所获得的制冷量，用于评价制冷机的经济性。按定义

COP＝φ0/φg单效溴化锂吸收式制冷机的COP一般为0.65～0.75，双效溴化锂吸收式制冷机的COP通常在1.0以上。5)加热蒸气的消耗量和各类泵的体积流量①加热蒸气的消耗量qm,v

qm,v＝Aφg/(h″－h')kg/s(5－4l)第三节溴化锂吸收式制冷机4)制冷机的热平衡式、制冷性第三节溴化锂吸收式制冷机式中：A—考虑热损失的附加系数A＝1.05～1.10；

h'、h″—分别为凝结水和加热蒸气比焓值，kJ/kg；②吸收器泵的体积流量qV,a(5－42)式中：qm,a—吸收器喷淋溶液质量流量，kg/s；

ρm—喷淋溶液密度，kg/m3。③发生器泵的体积流量qV,g(5－43)式中：ρa—稀溶液密度，kg/m3。第三节溴化锂吸收式制冷机式中：A—考虑热损失的附加系第三节溴化锂吸收式制冷机

④冷媒水泵的体积流量qV,0(5－44)式中：cp—冷媒水的比定压热容，cp＝4.1868kJ/(kg·K)；

tx″、

tx′—冷媒水的进、出口温度，℃；

x—冷媒水的密度，kg/m3。⑤冷却水泵的体积流量qV,b如果冷却水串联地流经吸收器和冷凝器，它的体积流量应从两方面确定对于吸收器(5－45)第三节溴化锂吸收式制冷机④冷媒水泵的体积流量qV,0第三节溴化锂吸收式制冷机对于冷凝器(5－46)计算结果应为qV,b1＝qV,b2。如果两者不等，说明假定的冷却水总温升分配不当，需重新设定，直至两者相等为止。⑥蒸发器泵的体积流量qV,d由于蒸发器内压力很低，冷剂水静压力对沸腾过程的影响较大，所以蒸发器做成喷淋式。为了保证必要的喷淋密度，使冷剂水均匀地润湿蒸发器管簇的外表面，蒸发器泵的喷淋量qm,w要大于蒸发器中水的蒸发量qm,d。两者之比称为蒸发器冷剂水的再循环倍率，用aw表示。一般aw＝qm,w/qm,d＝10～20。蒸发器泵的体积流量为第三节溴化锂吸收式制冷机对于冷凝器第三节溴化锂吸收式制冷机(5－47)(2)传热计算1)传热计算公式简化的溴化锂吸收式制冷机的传热计算公式为(5－48)式中：A—传热面积，m2；

φ—传热量，W；

k—传热系数，W/(m2·K)；Δ—热交换器中的最大温差，即热流体进口和冷流体进口温度之差，℃；第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机

a、b—常数，与热交换器内流体流动的方式有关，具体数据见表5－4；

Δta—流体a在换热过程中的温度变化，℃；

Δtb—流体b在换热过程中的温度变化，℃。

采用式(5－48)时，要求Δta＜Δtb。

表5－4a和b的值流动方式ab应用范围

逆流0.350.65

顺流0.650.65

叉流0.4250.65两流体均作交叉流动0.50.65一种流体作交叉流动第三节溴化锂吸收式制冷机a、b—常数，与热交第三节溴化锂吸收式制冷机如果有一种流体在热交换过程中发生集态变化，例如冷凝器中的冷凝过程，由于此时该流体的温度没有变化，故Δta＝0，式(5－48)可简化为

(5－49)2)各种热交换设备传热面积的计算①发生器的传热面积Ag

进入发生器的稀溶液处于过冷状态(点7)，必须加热至饱和状态(点5)才开始沸腾。由于温度从t7上升到t5所需热量与沸腾过程中所需热量相比很小，因此在传热计算时按饱和温度t5计算。此外，如果加热蒸气为过热蒸气，其过热区放出的热量远小于汽化潜热，在计算时也按饱和温度计第三节溴化锂吸收式制冷机如果有一种流体在热交第三节溴化锂吸收式制冷机算。因加热蒸气在热交换过程中发生相变，故Δta＝0，相应的发生器传热面积为(5－50)式中：kg—发生器传热系数，W/(m2·K)。②冷凝器的传热面积Ak

进入冷凝器的冷剂水蒸气为过热蒸气。因为它冷却到饱和蒸气时放出的热量远小于冷凝过程放出的热量，故计算时仍按饱和冷凝温度tk计算。由于冷剂水蒸气在热交换过程中发生相变，故Δta＝0，即

(5－51)式中：kk—冷凝器传热系数，W/(m2·K)。第三节溴化锂吸收式制冷机算。因加热蒸气在热交换过程中第三节溴化锂吸收式制冷机③吸收器的传热面积Aa(5－52)式中：ka—吸收器传热系数，W/(m2·K)。④蒸发器的传热面积A0

蒸发过程中冷剂水相变，Δta＝0，则(5－53)式中：k0—蒸发器传热系数，W/(m2·K)。第三节溴化锂吸收式制冷机③吸收器的传热面积Aa第三节溴化锂吸收式制冷机⑤溶液热交换器的传热面积Aex

由于稀溶液流量大，故其水当量(其单位为kJ/K)大，Δta应为稀溶液在热交换器中的温度变化。两种溶液在热交换过程中的流动方式常采用逆流形式，则(5－54)式中：kex—溶液热交换器传热系数，W/(m2·K)。第三节溴化锂吸收式制冷机⑤溶液热交换器的传热面积Ae第三节溴化锂吸收式制冷机3)传热系数以上各热交换设备的传热面积计算公式中，除传热系数外，其余参数均已在热力计算中确定。因此传热计算的关键问题是怎样确定传热系数k。因为影响k值的因素很多，因此在设计计算时常根据同类型机器的试验数据作为选择k值的依据。表5-5列出了一些产品的传热系数，供设计时参考。由表5-5可见，各设备传热系数相差很大。实际上，热流密度、流速、喷淋密度、材质、管排布置方式、水质、不凝性气体量及污垢等因素均会影响传热系数的数值。目前，对溴化锂吸收式制冷机采用的一些措施，如对传热管的适当处理、提高水速、改进喷嘴等，使传热系数有较大的提高。设计时必须综合考虑各种因素后再确定k值。第三节溴化锂吸收式制冷机3)传热系数第三节溴化锂吸收式制冷机表5－5不同热交换器的传热系数k机型冷凝器蒸发器吸收器发生器溶液热交换器日立HAU-100(单效，日本)5234279111631623465三羊(单效，日本)4652174510701163－2XZ-150(双效，中国)407025591105高压1047－低压987川崎(双效，日本)5818～69782675～30241163～1396高压2326高压349～465低压1163低压291～349第三节溴化锂吸收式制冷机表5－5不同热交换器的传热系第三节溴化锂吸收式制冷机

5．各种因素对溴化锂吸收式制冷机性能的影响溴化锂吸收式制冷机的性能，除了受冷媒水和冷却水温度、流量以及水质等因素的影响外，还与加热蒸气的压力、溶液的流量等因素有关。了解这些因素对制冷机性能的影响，对设计、运行和正确选择溴化锂吸收式制冷机具有指导意义。(1)加热蒸气压力的变化对机组性能的影响加热蒸气压力变化时，溶液循环的变化如图5-25所示。当压力降低时，加热温度降低，发生器出口浓溶液的温度由t4降至t4'，溴化锂质量分数由wr降为wr'，发生器内产生的水蒸气量减少，制冷量相应地减少。随着制冷量的减少，冷凝器及吸收器的热负荷均减少，冷凝压力由pk降为第三节溴化锂吸收式制冷机5．各种因素对溴化锂吸收式制第三节溴化锂吸收式制冷机

图5－25加热蒸气压力变化对循环的影响第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机

pk'，稀溶液出吸收器的温度由t2降至t2'。由于冷媒水出口温度升高，使蒸发压力由p0上升至p0'，稀溶液出口的溴化锂质量分数由wa降为wa'。综上所述，随着加热蒸气压力的降低，溶液循环过程由2－5－4－6－2变为2'－5'－4'－6'－2'，因为Δwr＞Δwa，所以总的放气范围下降，制冷量减少，制冷性能系数降低。(2)冷媒水出口温度变化对机组性能的影响当其他参数不变时，冷媒水出口温度对制冷量的影响如图5-26所示。冷媒水出口温度降低时制冷量随之降低。冷媒水出口温度变化时，溶液循环的变化如图5-27所示。冷媒水出口温度降低时，蒸发压力由p0降至p0″，吸收能力减弱，吸收终了稀溶液的溴化锂质量分数wa升高至第三节溴化锂吸收式制冷机pk'，稀溶液出吸收器的温度第三节溴化锂吸收式制冷机

图5－26冷媒水出口温度与制冷量的关系第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机

图5－27冷媒水出口温度变化对循环的影响第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式制冷机

wa'。由于冷媒水量不变，制冷量的下降使冷媒水出口温度稍有回升，蒸发压力由p0″回升至p0'，同时冷凝器、发生器以及吸收器的热负荷也随之下降，导致发生器出口浓溶液温度由t4升高到t4′，冷凝压力由pk降至pk'，发生器出口浓溶液的溴化锂质量分数升高到wr'。吸收器出口稀溶液温度由t2降至t2′，溶液的循环过程由2－5－4－6－2变为2'－5'－4'－6'－2'。因为Δwr＜Δwa，所以放气范围减小，制冷量下降，制冷性能系数降低。(3)冷却水进口温度变化对机组性能的影响其他参数不变时，冷却水进口温度对制冷量的影响如图5－28所示。由图可知，随着冷却水温度的降低，制冷量增大。第三节溴化锂吸收式制冷机wa'。由于冷媒水量不变，制第三节溴化锂吸收式制冷机

图5－28冷却水进口温度与制冷量的关系冷却水进口温度变化时，溶液循环的变化如图5－29所示。当冷却水进口温度降低时，吸收器出口稀溶液的温度由t2降至t2″,溴化锂质量分数wa也随之下降,冷凝压力由pk下降第三节溴化锂吸收式制冷机第三节溴化锂吸收式