溴化锂吸收式制冷机

溴化锂吸收式制冷机目的、要求1.了解溴化锂水溶液的性质；2.掌握溴化锂吸收式制冷循环的原理、流程和特点；3.熟悉溴化锂吸收式制冷机的设计计算。

第一节溴化锂水溶液的性质

7．1．1水特点：便宜，安全，气化潜热大，常压下蒸发温度高（100℃），常温下饱和压力低，0℃以下结冰。7．1．2溴化锂属盐类，融点549℃,沸点高（1265℃,不挥发），易溶于水，性质稳定。7.1.3溴化锂水溶液

1．无色、咸味、无毒。2．溶解度（质量浓度）随温度降低而降低。不宜超过66%，防止结晶。3．水蒸气分压力（=溶液蒸气总压力）很低。①具有吸收温度比它低的水蒸气的能力；同温度下，溶液蒸气分压力远低于纯水饱和蒸汽压。②溶液中的蒸气处于过热状态。同压力下，溶液蒸气温度高于纯水饱和温度。溴化锂-水溶液性质溴化锂-水溶液性质7.1.3溴化锂水溶液4．密度大于水。5．比热容小,热力系数大。6．粘度大，表面张力大。7．导热系数随浓度增大而降低；随温度升高而增加。对黑色金属和紫铜等材料腐蚀性强烈。

7.1.4计算公式溶液的饱和温度，定压比热，密度，质量浓度，导热率，动力粘度，表面张力。

溴化锂-水溶液的密度溴化锂-水溶液的比热容溴化锂-水溶液的动力粘度溴化锂-水溶液的的表面张力溴化锂-水溶液的的导热系数第二节

溴化锂锂吸收式制冷机原原理7．2．1工作原原理与循环环1）原理：：溶液中水水蒸气分压压力很低，，具有吸收收纯水的水水蒸气的能能力。使纯纯水蒸发吸吸热。为使使吸热连续续进行，设设置发生器器、冷凝器器、蒸发器器、吸收器器、节流阀阀、溶液泵泵、溶液热热交换器等等设备组成成溴化锂吸吸收式制冷冷机。图7-7吸吸收制冷冷的原理2）吸收式式制冷循循环系统节流阀冷凝器发生器工作蒸汽吸收器冷却水蒸发器调压阀单效溴化锂锂吸收式制制冷机工作作过程组成成热源回路冷却水回路路冷媒水回路路冷剂水回路路溶液回路溴化锂吸收收式制冷机机的系统A-发生器器B-冷凝器器C,F-节节流阀D-蒸发器器E-吸收器器G-溶液热热交换器H-泵3）设备的的作用①发生器器：加热使使稀溶液中中的水蒸发发变为浓溶溶液。②冷凝器器：冷却使使水蒸气冷冷凝为纯水水。③节流阀阀：降压，，使水在低低压下蒸发发。④蒸发器器：纯水蒸蒸发吸热制制冷。⑤吸收器器：浓溶液液吸收水分分使蒸发器器的水蒸发发。其中设设置冷却水水管用于吸吸收吸收热热。⑥溶液泵泵：提升溶溶液压力，，使水蒸气气能在常温温下凝结。。⑦溶液热热交换器：：使出发生生器的浓溶溶液冷却，，出吸收器器的稀溶液液加热，有有效利用能能量。冷凝器与发发生器在一一容器中，，蒸发器与与吸收器在在一容器中中。避免连连接管路过过粗。4）工作过过程①发生器器水蒸气→→冷凝器冷冷凝成水→→U型管节节流→蒸发发器制冷②发生器器浓溶液→→节流降压压→吸收器器吸收水蒸蒸气→泵升升压→发生生器（压缩机的的功能）溴化锂吸收收式制冷机机7.2.2工作过过程在h-ξ图上上的表示一．理想过过程①工质流流动无阻力力损失。②设备与与周围空气气无热交换换。③发生和和吸收终了了为平衡状状态。④冷凝器器、发生器器压力为Pk，蒸发器、、吸收器压压力为P0。溴化锂吸收收式制冷机机理论循环环在h-ξξ图上的表表示1）发生器器中的发生生过程2）水蒸汽汽冷凝过程程3）水蒸汽汽节流过程程4）水蒸汽汽蒸发过程程5）吸收器器中的吸收收过程（1）发生生过程吸收器2(饱和稀稀溶液)→→发生器泵泵2→溶溶液热交交换器7→→发生器(饱和溶液液5→4)(P0,t2,ξa)→(Pk,t2,ξa)→(Pk,t7,ξa)→(Pk,t5,ξa)→(Pk,t4,ξr)①水分蒸发发3（开始5，终了4）②浓溶液4→吸吸收器2→→7稀溶溶液在溶液液热交换器器中升温。。7→5→→4发生器器中加热和和发生过程程。（2）冷凝凝过程发生器3(过热水蒸蒸气→冷凝凝器（饱和和水蒸气3→饱和液体体水3）(Pk,t3,0)→→(Pk,t3，0)→→(Pk,t3,0)3→3水蒸气气在冷凝器器中的冷却却和冷凝过过程。（3）节流流过程饱和液体水水3→节流流器降压3（饱和蒸蒸气1与饱和液体体1混合的的湿蒸气））→蒸发器器(Pk,t0)→(P0,t1,0)3→3水蒸蒸气在节流流装置中的的节流过程程。（4）蒸发发过程冷剂水（饱饱和液体））点1→蒸蒸发器1（饱和水蒸蒸气）(P0,t10)→(Pk,t3,0)1→1冷剂水在蒸蒸发器中的的蒸发过程程。（5）吸收收过程浓溶液4(饱和浓溶溶液)→溶溶液热交换换器8→吸吸收器(先先8与2混混合→9,后9→2吸收)(Pk,t4,ξr)-(Pk,t8,ξr)-(Pk,t9/,ξ0)-(Pk,t2,ξa)ξaqmf=(qmf-qmd)ξr，，ξaqmf/qmd=(qmf/qmd-1)ξr循环倍率：：a=qmf/qmd=ξr/(ξr—ξξa)；；放气范围：：ξr—ξξa4→8浓溶溶液在溶液液热交换器器中降温，，8与2混混合→9，9→9→2中中间溶液降降压并吸收收水气的过过程。二．实际过过程发生器的Pg>Pkξr/<ξr，，发生不足足ξr-ξr/。吸收器的Pa<P0ξa/>ξa，，吸收不足足ξa/-ξa。第三节溴溴化锂吸收收式制冷机机的热力和和传热计算算包括：热力计算、、传热计算算、结构设设计计算、、强度校核核计算7.3.1热力计计算（1）已知知参数①制冷量量Q0②冷媒水水出口温度度tx/③冷却水水进口温度度tw④加热热热源温度0.1～0.25Mpa，或或75℃以以上的热水水。（2）设计计参数①吸收器器出口冷却却水温度tw1冷凝器出口口冷却水温温度tw2冷却水串联联吸收器器→冷凝器器，总温升升按7～9℃。②冷凝温温度与压力力tk=tw2+(2～5)℃；Pk=f(tk)③蒸发温温度与压力力t0=tx/-(2～4)℃；P0=f(t0)④吸收器器内的最低低（出口））温度t2t2=tw+Δtw1+(3～5)℃；⑤吸收器器压力PaPa=P0-ΔP0ΔP0=10～70Pa⑥稀溶液液浓度ξaξa=f(Pa，t2)⑦浓溶液液浓度ξrξr=ξa+(0.03～0.06)⑧发生器器溶液的最最高温度t4t4=f(ξξr，Pg)Pg=Pkt4=th-(10～～40)℃℃th：热源温度度⑨溶液热热交换器出出口温度t7与t8t8=t2-(15～～25)℃℃由热平衡方方程式求t7qmf(h7-h2)=(qmf-qmd)(h4-h8)a=ξr/(ξr-ξa)h7=a-1/a•(h4-h8)+h2由ξa和h7确定t7为强化吸收收，将一定定量的稀溶溶液与浓溶溶液混合形形成中间溶溶液9ˊ喷淋。由热热平衡方程程式求h9/和ξ0(qmf-qmd+qm)h9/=(qmf-qmd)h8+qmh2再循环倍率率：f=qm/qmdh9/=(a-1h8+fh2/(a+f-1)f=20～～50,或或直接用浓浓溶液喷淋淋f=0,中间溶液浓浓度ξ0=fξa+(a-1)ξr/(a+f-1)⑩吸收器器溶液喷淋淋状态(3)设设备热负荷荷计算①制冷机中中冷剂水的的流量qmwqmw=Q0/q0q0=h1/-h3②发生器热热负荷QgQg=(qmf-qmd)h4+qmdh3/-qmfh7=qmd[(a-1)h4+h3/-ah7]③冷凝器热热负荷QkQk=qmd(h3/-h3)④吸收器热热负荷QaQa=(qmf-qmd)h8+qmdh1/-qmfh2=qmd[(a-1)h8+h1/-ah2]⑤溶液热交交换器热负负荷QexQex=qmf(h7-h2)=(qmf-qmd)(h4-h8)=qmd[a(h7-h2)=qmd[(a-1)(h7-h2)](4)装置置的热平衡衡式、热力力系数及热热力完善度度忽略泵的功功率消耗Qg+Q0=Qa+Qk热力系数：：ζ=Q0/Qg单效ζ=0.65～～0.75;双效ζζ=1热力完善度度：β=ζζ/ζmax(5)加热热蒸气的消消耗量和各各类泵的流流量计算①加热蒸气气的消耗量量：qmv=AQg/(h//-h/)②吸收器泵泵的流量:qvs=qma×3600/ρ0×103③发生器泵泵的流量:qvg=qmf×3600/ρa×103④冷媒水泵泵的流量:qv0=Q0×3600/1000(tx//-tx/)cp⑤冷却水泵泵的流量吸收器：qvb1=Qa×3600/1000(tw1-tw)cp发生器：qvb2=Qk×3600/1000(tw2-tw1)cpqvb1=qvb2⑥蒸发器泵泵的流量:qvd=αqmd×3600/1000蒸发器冷剂剂水再循环环倍率α=喷淋量/蒸发量=10～207.3.2传热计算算（1）传热热计算公式式F=Q/K（（Δ-aΔΔta-bΔtb）m2若换热时流流体温度没没有变化，，Δt=0.(2)各种种换热设备备传热面积积的计算①发生器:Fg=Qg/kg(Δ-bΔΔtb)=Qg/[Kg(th-t5)-0.65(t4-t5)]②冷凝器：：Fk=Qk/Kk(Δ-bΔΔtb)=QK/[KK(tK-tW1)-0.65(tW2-tW1)]③吸收器：：Fa=Qa/Ka（Δ-aΔΔta-bΔtb）=Qa/[Ka(t9-tw)-0.5(tW1-tW)-0.65(t9-t2)]④蒸发器：：F0=Q0/K0(Δ-bΔΔtb)=Q0/[K0(tx//-t0)-0.65(tx//-tx/)]⑤溶液热交交换器：Fex=Qex/Kex（Δ-aΔΔta-bΔtb）=Qex/[Kex(t4-t2)-0.35(t7-t2)-0.65(t4-t8)](3)传热热系数—查查表第四节溴溴化锂吸收收式制冷机机的性能及及提高途径径7.4.1溴化锂锂吸收式制制冷机的性性能（1）加热热蒸气压力力（温度））的变变化对机组组性能的影影响Ph↑→Q0↑;Ph≤0.294Mpa(132℃)发生浓溶液液结晶的危危险和削弱弱珞酸锂的的缓蚀作用用。溴化锂吸收收式制冷机机的性能受受冷媒水、、冷却水的的温度、流流量、水质质，加热蒸蒸气的温度度、溶液流流量等影响响。图7-16加热蒸蒸气压力与与制冷量的的关系加热蒸气压压力变化对对循环的影影响①Ph↓→发生器浓溶液出出口温度t4↓→t4/，浓度ξr↓→ξξrˊ→水蒸气气量减少→Q0↓→冷凝器、吸吸收器热负荷减减少（Pk↓Pk/↓，溶液出吸收收器温度t2↓→t2ˊ）②Q0↓→冷媒水出口口温度↑→蒸发发压力P0↑。循环由2-5-4-6-2变变为2ˊ-5ˊ-4ˊ-6ˊ-2ˊ。Δξa>Δξξr，总放气气范围减少a=ξr/(ξr-ξa)，制冷量下降，热热力系数降低。。图7-17加加热蒸气压力变变化对循环的影影响（2）冷媒水出出口温度的变化化对机组性能的的影响(℃)图7-20冷冷媒水出口温度度与制冷量的关关系冷媒水出口温度度tx/↓→蒸发压力P0↓→吸收能力减减弱→ξa↑→放气范范围减少→Q0↓→冷媒水出口温温度回升→蒸发发压力P″0↑→Pˊ0，冷凝器、吸收收器热负荷减少少→发生器浓溶溶液出口温度t4↑→t4/Pk↓→Pkˊ，溶液出吸收收器温度t2↓→t2ˊ（2）冷媒水出出口温度的变化化对机组性能的的影响循环由2-5-4-6-2变变为2ˊ-5ˊ-4ˊ-6ˊ-2ˊ。Δξr>Δξξa，总放气范围减少少a=ξr/(ξξr-ξa)，，制冷量下降，热热力系数降低。冷媒水出口温度度的变化对循环环的影响（3）冷却水进进口温度的变化化对机组性能的的影响冷却水进口温度度tw↓→溶液出吸收器温温度t2↓t2″→ξa↓；Pk↓Pk/→发生器出口浓浓溶液ξr↓→→放气范围↑↑→Q0↑→吸收器热负负荷增加（溶液液出吸收器温度度t2″↑→t2ˊ）→冷媒水出出口温度↓→→蒸发压力P0↓→冷凝器热负负荷增加Pk″↑Pkˊ→发生器负荷荷增加，浓溶液液出口温度t4↓→t4/，循环由2-5-4-6-2变变为2ˊ-5ˊˊ-4ˊ-6ˊˊ-2ˊ。放气范围↑，，Q0↑，热力系数提提高。（4）冷却水量量与冷媒水量的的变化对机组性性能的影响冷却水量↑→Q0↑冷媒水量↑→Q0影响很小。（6）稀溶液循循环量qmf对机组性能的影影响循环倍率：a=qmf/qmd不变时,Q0=qmfΔh（5）冷却水与与冷媒水质的变变化对机组性能能的影响污垢对制冷量产产生不利的影响响（7）不凝气体体对机组性能的的影响增加溶液表面的的分压力，吸收收效果降低；传传热管热阻增大大，制冷量降低低。7.4.2提提高溴化锂吸收收式制冷机性能能的途径（1）及时抽除除不凝性气体原因：蒸发器、、吸收器的绝对对压力极低，易易漏入气体。措施：设抽气装装置（两种），，设于冷凝器与与吸收器的上部部。前者带水气分离离器，中间溶液液喷淋，吸收水水气，不凝性气气体由分离器顶顶部排出，经阻阻油器进入真空空泵排出。阻油油器用于防止真真空泵停机时，，大气压力将油油压入制冷系统统中。后者为自动抽气气。由引射器引引射不凝性气体体入气液分离器器，打开放气阀阀排气。(2)调节溶液液的循环量发生器热负荷一一定①进入发生器的的稀溶液循环量量↑→溶液浓度度差↓→水蒸气气量↓→Q0↓进入吸收器的浓浓溶液循环量↑↑→吸收液温度度↑→吸收效果果↓→Q0↓②溶液循环量↓↓→机组部分负负荷运行→制冷冷能力未充分发发挥溶液循环量↓→→溶液浓度差↑↑→结晶危险(3)强化传热热与传质过程①

添加能能量增强剂。如如辛醇②

减少冷剂蒸蒸气的流动阻力力。增大流通截截面，管簇间留留气道，吸收器器采用热质分开开的结构③

提高交交换器内工质的的流速④

传热管管表面进行脱脂脂和防腐处理⑤

改进喷喷嘴结构，改善善喷淋雾化程度度⑥

提高冷冷却水和冷媒水水的水质减少污污垢⑦

采用强强化传热管⑧

合理调调节喷淋密度。。(4)采用适当当的防腐措施溴化锂溶液对金金属强烈腐蚀，，漏入空气时更更为严重。措施：防止空气气漏入，设置抽抽气装置，添加加缓蚀剂。第五节溴化锂锂吸收式制冷机机冷量的调节及及安全保护7.5.1冷冷量的自动调节节冷量的自动调节节：根据外界负负荷的变化，自自动调节机组制制冷量，使蒸发发器的冷媒水出出口温度保持恒恒定，并使机组组有较高的热效效率。方法：①

加热热蒸气量调节法法；②

加热热蒸气压力调节节法；③

加热热蒸气凝结水量量调节法；④

冷却却水量调节法；；⑤

溶液液循环量调节法法；⑥

溶液液循环量与蒸气气量调节法；⑦

溶液液循环量与加热热蒸气凝结水量量调节法。多采用⑥⑦两两种方法，其优优点是调节时蒸蒸气的单耗量不不变，减少结晶晶危险。7.5.2安安全保护措施（1）防止溶液液结晶的措施当溶液浓度过高高或温度过低，，可能引起结晶晶。措施：①设自动融晶晶管—消除结晶晶②设温控器控控制加热蒸气量量③蒸发器设液液位控制器，用用冷剂水稀释浓浓溶液④设溶液泵和和蒸发器泵延时时继电器，防止止停机时溶液温温度降低而结晶晶⑤设冷剂水旁旁通管，防止突突然停机时结晶晶。（2）预防蒸发发器中冷媒水和和冷却水冻结当负荷突然降低低或水泵故障，，发生结冻。措施：冷剂水管管设温度继电器器；冷媒水管设设压力继电器或或压差继电器。。（3）屏蔽泵保保护措施：①

蒸发器和吸吸收器设液位控控制器，保证泵泵的吸入高度，，防止气蚀。②

泵中设过载载继电器。③

泵出口处设设温度继电器，，防止润滑油温温度过高。（4）预防冷剂剂水污染冷却水温度过低低或冷凝器压力力过低，溶液会会溅入冷凝器使使冷剂水污染。。措施：冷却水进进口处设水量调调节阀，减少水水量，提高压力力。第六节双效溴溴化锂吸收式制制冷机单效溴化锂吸收收式制冷机：蒸气压力0.1～0.25MPa或75～140℃的的热水。循环热热力系数为0.65～0.75.双效溴化锂吸收收式制冷机：蒸气压力≥0.4Mpa，，循环热力系数数≥1.设置高压发生器器和低压发生器器，高压发生器器产生的高温冷冷剂水蒸气加热热低压发生器。。充分利用了冷冷剂水蒸气的潜潜热，减少冷凝凝器的热负荷。。经济性得以提提高。7.6.1双双效溴化锂吸收收式制冷机（1）串联流程程溶液流程：吸收器低压稀溶溶液2（P0）→泵加压2ˊˊ（Pr）→低温溶液热热交换器（加热热）7→高温溶溶液热交换器（（加热7ˊ→10）→高压发发生器（加热11→12）→→高温溶液热交交换器5→低压压发生器（加热热）4→低温溶溶液热交换器（（冷却为低温浓浓溶液）8→吸吸收器溶液混合合9闪发9ˊ吸吸收水蒸气→2低压稀溶液。。3c3a1a3bξaξ0ξr水的流程：高压发生器（加加热11→12）产生水蒸气气3c→低压发发生器（放热凝凝为水）3b→→冷凝器冷凝3低压发生器（加加热4）产生水水蒸气3a→冷冷凝器冷凝3→→节流→蒸发器器1a→吸收器器2（低压稀溶溶液）3c3a1a3bξaξ0ξr并联流程串联流程1－高压发生器器泵2－高高温热交换器3－吸收器器4－蒸发发器5－高高压发生器6－冷凝器7－低压发发生器8、12－引射射器9－冷剂剂水泵10－凝水回热器器11－低低温热交换器13－溶液泵泵双效溴化锂吸收收式制冷机并联联系统流程(2)并联流程程溶液流经高压发发生器的过程：：吸收器低压稀溶溶液2→泵加压压2ˊ（Pr））→高温溶液热热交换器（加热热）10→高压压发生器（吸热热）12→高温温溶液热交换器器（放热低温浓浓溶液）13→→与吸收器稀溶溶液及低温发生生器的浓溶液混混合9闪发9ˊˊ吸收水蒸气→→2低压稀溶液液。溶液流经低压压发生器的过过程：吸收器低压稀稀溶液2→泵泵加压2ˊ（（Pr）→→低温溶液热热交换器（加加热）7→凝凝水回热器和和低压发生器器（加热）4→低温溶液液热交换器（（冷却为低温温浓溶液）8→与吸收器器稀溶液及高高温发生器的的浓溶液混合合9闪发9ˊˊ吸收水蒸气气→2低压稀稀溶液水的流程：高压发生器12产生水蒸蒸气3c→低低压发生器（（放热凝为水水）3b→冷冷凝器冷凝3低压发生器（（加热4）产产生水蒸气3a→冷凝器器冷凝3→节节流→蒸发器器1a→吸收收器2（低压压稀溶液）1）蒸汽型双效溴化锂吸吸收式制冷机机并联系统流流程1－高压发生生器泵2－高温换热热器3－－吸收器4－蒸发器器5－高高压发生器6－冷凝凝器7－－低压发生器器8、、12－引射射器9－冷剂剂水泵10－凝水换换热器11－低温换换热器13－溶液泵泵2）直燃型第七节溴化锂吸收式式制冷机的特特点1.水为制冷冷剂，有利于于环保；2.能源利用用范围广；3.对安装基基础的要求低低，机组运行行安静4.结构简单单，制造方便便；5.制冷机在在真空状态下下运行，安全全可靠6.易于实现现自动化7.制冷量调调节范围广8.腐蚀性强强，气密性要要求高；9.对外排热热量大、允许许较高的冷却却水温升；10.制取5℃以下的冷冷水11.热力系系数较低12.溴化锂锂价格贵。机组特征单效制冷机使使用能源广泛泛，可以采用用各种工业余余热，废热，，也可以采用用地热、太阳阳能等作为驱驱动热源，在在能源的综合合利用和梯级级利用方面有有着显著的优优势。而且具具有负荷及热热源自动跟踪踪功能，确保保机组处于最最佳运行状态态。单效制冷机的的驱动热源为为低品位热源源，其COP在0.5-0.7.远大直燃机或或蒸汽双效制制冷机，其COP在1.31以上。。溴化锂吸收式式制冷机的分分类1.按用途途分：1）冷水机组组2）冷热水机机组3）热泵机组组2.按驱动热热源分：1））蒸