吸收式制冷机三

5.2.5单效溴化锂吸收式制冷机的结构特点溴化锂吸收式机组按循环型式有单效、双效与多效吸收式机组之分。单效机组包括单放溴化锂吸收式冷水机组、直燃型单效溴化锂吸收式冷热水机荆以及单效溴化锂吸收式热泵机组。直燃型单效仅使用在制冷量35kW以下的冷热水机组中，为节省燃料，目前已向直燃型双效机组发展，溴化锂吸收式热泵机组日前使用尚不广泛。标准的单效溴化锂吸收式制冷机，一般是以0.1MPa的低压蒸汽或75℃以上的热水作为驱动热源的。第32讲吸收式制冷机（4）

它的优点是体积小、结构紧凑、操作简单；使用热源的品位低、造价便宜，但其性能系数较低，一般只有0.7左右。由于它是溴化锂吸收式制冷机的基础，其他机组都是在此基础之上发展起来的，因此，本节着重讨论单效溴化锂吸收式制冷机的结构。溴化理吸收式机组均由热交换热器，并辅以屏蔽泵、真空阀门、管道、抽气装置、控制装置等组合而成。尽管机组型式各异，但其主要构成部分是相同的，仅是各部分所起的作用不同而已。

5.2.5.1单效溴化锂吸收式制冷机的组成单效溴化锂吸收式冷水机组由下列九个主要部分构成：（1）发生器：其作用是使从吸收器来的稀溶液沸腾浓缩，产生制冷剂蒸汽和浓溶液，一般为管壳式结构，沉浸式或喷淋式换热器；（2）吸收器：其作用是使发生器来的浓溶液吸收蒸发器过来的制冷剂蒸汽，产生稀溶液，保持蒸发压力恒定，一般为管壳式结构，喷淋式换热器；（3）冷凝器：其作用是使发生器产生的制冷剂蒸汽冷凝成制冷剂水并送往蒸发器，一般为管壳式结构；（4）蒸发器：其作用是使制冷剂水蒸发吸热，供应低温冷媒水。一般为管壳式结构，喷淋式换热器；（5）溶液热交换器：其作用是使从吸收器来的低温稀溶液和从发生器的高温浓溶液之间进行热交换，从而减轻发生器和吸收器的热负荷，提高机组的性能系数，一般为长方形管壳式结构或板式结构；（7）溶液泵和冲剂泵：其作用是输送溴化锂溶液和制冷剂水，为屏蔽自润滑密封电泵；（8）抽气装置：其作用是抽除影响机组吸收与冷凝效果的不凝性气体，抽气管一般布置在吸收器和冷凝器中，有机械真空泵抽气装置与各种型式的自动抽气装置；（9）控制装置：主要有冷量控制装置、液位控制装置等；（10）安全装置：其作用是确保安全运转所用的装置。上述（1）～（4）设备之间的组合有许多方式，实际的产品主要有单筒型和双筒型、三筒型或多筒型等几种布置型式。机组的主要换热器（发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器）布置在一个筒体内的布置型式称为单筒型；所谓双筒型是指将发生器、冷凝器两个压力较高的换热设备置于一个简体中，而将蒸发器和吸收器两个压力较低的换热设备置于另一个筒体中，再将两个简体上下叠置的结构型式；机组的主要换热器布置在三个或多个筒体内的布置形式称为三筒型或多筒型。

目前国内使用的发生器结构型式主要有两种：沉浸式发生器和喷淋式发生器。所谓沉浸式发生器是指加热管浸没在溴化锂溶液中进行热量交换的发生器。它的主要优点是加热均匀，能充分利用传热面积，运转安全可靠。但由于发生器中压力较低，只有9330Pa（70mmHg）左右，静液柱的高度对传热效果的影响较大。故发生器中垂直方向的管排数不宜布置太多。如果传热面积大，垂直方向需要布置多排管子时，可考虑采用喷淋式发生器结构。在喷淋式发生器的优点是：热质交换性能好，气泡逸出的阻力小，且不存在静液柱的影响问题。但由于其喷淋量较小（仅为稀溶液循环量），传热管很难得到均匀润湿，传热面积得不到充分利用，影响了传热效果。这一矛盾可通过增设一台发生器再循环泵以增大喷淋量的方法来解决，但此时应注意发生器中的高温溶液对屏蔽泵的不利影响。

在单筒型溴化锂吸收式制冷机中，发生器的主要组成部分有：传热管、溶液盘、进液管、液囊、溶晶管和折流板等。①传热管：发生器中的传热管国内常采用紫铜光管，国外采用铜镍合金光管或不锈钢光管。现在已开始使用各种强化传热管。但强化传热管的型式和适应性还有待进一步研究。②

液襄：一般用在沉浸式发生器中。③

溶液盘：在单筒型沉浸式发生器中，溶液盘的主要作用是贮存溶液，并在其中保持一定的液位，同时还可起到隔开上下两个不同压力空间的作用，一般为双层钢板焊接而成的槽子。④折流板：其主要作用是支承管子和导流溶液，其布置方式有上下布置和左右布置两种。

⑤熔晶管：熔晶管的结构为它的一端位置高出发生器正常工作时的液位，另一端伸向吸收器并有—定高度以形成U型液封。在正常情况下，浓溶液从溶晶管外边的液槽中流向溶液热交换器，当由于某种原因而使溶液热交换器浓溶液结晶时，溶液热交换器的浓溶液通道堵塞，发生器溶液槽中的液位上升而使浓溶液进入熔晶管，从熔晶管中直接导入到吸收器，使吸收器中的溶液温度上升，这些温度较高的溶液经溶液泵送到溶液热交换器的管程加热壳程的浓溶液，使结晶熔解。

冷凝器一般为管壳式结构，主要有水盘、传热管、挡液板、制冷剂水节流装置和抽气装置组成。冷凝器与发生器上下布置的冷凝器水盘结构与发生器的溶液盘结构类似，只是左右两边各有一块挡液板，冷凝器与发生器左右布置的单筒型溴化锂吸收式制冷机中二者共用溶液盘；双筒型制冷机中用壳体作发生器的溶液盘和冷凝器的水盘，其间用挡液板和双层隔热板隔开。

制冷剂水节流装置主要有两种：U型管节流和小孔节流，H一般为1m左右。U型管的管径应根据机组的冷剂水流量来确定。小孔的孔径由前后压力差来确定。小孔过大起不到节流作用，过小则会影响冷剂水的流量和机组制冷量，小孔节流的特定是结构简单、紧凑，但小孔直径选取合理与否直接影响机组性能。节流装置的结构如下图。小孔节流装置

U型管节流装置

蒸发器也是管壳式换热器，主要由水盘、传热管、喷淋装置、挡水板组成。传热管一般用紫铜管。水盘的主要作用是汇集未蒸发的冷剂水并送往水槽。水槽形状一般为矩形或圆柱形箱体，上有视液镜以观察水位。在水槽下方设有制冷剂水泵，将水槽中的制冷剂水以l0～15倍的再循环倍率送往喷淋装置，以增强传热效果。喷淋装置由主管，若干支管和喷嘴组成，喷淋主管一般由筒体中间进入，然后流向各支管，由离心旋涡喷嘴喷向蒸发器管簇并吸热蒸发。蒸发出的制冷剂蒸汽中夹杂着水滴，如直接进入吸收器，则会造成制冷剂水的浪费，降低机组的性能系数。因此必须在蒸发器和吸收器之间设置挡水板。

吸收器主要由喷淋装置，管簇，液囊和抽气装置等组成，因其一般布置在筒体下方，其溶液盘由筒体代替。喷淋方式主要有三种：一种是将发生器来的浓溶液D（f－1）直接进行喷淋；另一种是将浓溶液与溶液泵出来的一部分稀溶液经引射器混合后进行喷淋，还有一种是设置一个专用吸收器泵，将浓溶液送入吸收器泵入口由泵混合后打入喷淋装置。第一种方法由于喷淋量较小，目前已使用不多，第二种适应与小冷量机组，而第三种方法用于制冷量较大的机组。为保证合适的喷淋密度，再循环倍率一般为20～50。5.2.5.2单效溴化锂吸收式制冷机的工作过程单效溴化锂吸收式制冷机的工作过程如下图，可见溴化锂吸收式制冷机的工作过程可分为两个部分：a.发生器中产生的制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成制冷剂水，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。具体过程为：溴化锂溶液被发生器管簇内的工作蒸气或热水加热。由于溶液内水的沸点比溴化锂的沸点低得多，故稀溶液沸腾时，溶液中的水先气化，成为制冷剂水蒸汽。制冷剂水蒸汽经挡水板将其携带的液滴分离后进入到冷凝器，被冷凝器其管簇内的冷却水冷却而凝结成制冷剂水，积聚在冷凝器下面的水盘内。由于冷凝器的压力较高，因此，制冷剂水通过U形管节流减压后进入蒸发器的水盘内，然后由蒸发器泵送往蒸发器的喷淋装置，被均匀的喷淋在蒸发器管簇的外表面上。由于蒸发器内压力较低，制冷剂水在低压下气化，同时吸收蒸发器管簇内冷媒水的热量。冷媒水因放出热量而被冷却到所需要的温度，成为空调用的冷水送给用户并循环使用。蒸发器中，由于气化吸热而产生的制冷剂水蒸汽经过挡水板，将其中所携带的液滴分离后进入吸收器。双筒单效溴化锂吸收式制冷机的流程图A－发生器；B－冷凝器；C－蒸发器；D－吸收器；E－冷冻水循环泵；F－发生器泵；G－吸收泵；H－热交换器；I－溶液三通阀；J－制冷剂水管U型管；K－防晶管；L－制冷剂水；M－抽气装置b.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制冷剂蒸气，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。具体过程为：

在吸收器内，吸收了制冷剂水蒸汽而产生的溴化锂稀溶液，积聚在吸收器下部的溶液囊内，这些温度较低的稀溶液，由发生器泵送至溶液换热器，通过溶液换热器吸收了由发生器的高温浓溶液的热量，温度升高后进入发生器，在发生器内，由于沸腾失去水分而形成了溴化锂浓溶液，经过溶液热交换器放出热量后进入吸收器下部的溶液囊内，与部分稀溶液混合后而成为中间溶液。这些中间溶液被吸收器泵送往吸收器内的喷淋装置而均匀的喷淋出来。吸收由蒸发器进入吸收器的制冷剂水蒸汽，吸收过程中发出的溶液热被吸收器管簇内的冷却水带走。吸收了制冷剂水蒸汽的溴化锂溶液从浓溶液变成了稀溶液。这些稀溶液再通过发生器泵的加压，再通过溶液换热器，送往发生器区加热沸腾。如此周而复始，连续不断的完成溶液的循环以及制冷剂水的循环，两不断地制取冷量。5.视2.蜓5.救3制搜冷循西环在鼠浓度债图上互的表酿示溴化缴锂吸回收式毫制冷钻机的牢理想动工作林过程笼可以堆用下杏图来陪表示狐。所拆谓理厅想过饱程是屑指工播质在衔流动醋过程号中没还有任您何阻闭力损盆失；藏各设缩慧备与广周围沈空气技之间阀不发雁生热筹量交盗换；筋发生逢终了锣和吸汤收终楼了的萌溶液飞均达括到平峡衡状瞒态。图中郊，雕为冷赏凝压惧力，炸为蒸以发压护力。秋、分别滑为稀杆溶液阀和浓扎溶液柴中溴叛化锂慨的质控量分扎数。a．腹发生均过程疑。点2垮表示美吸收油器的残饱和餐稀溶织液状妨态，前其质断量分迫数为迈，压臣力为斩，温致度为t2，经诱过发寄生器仗泵，株压力保升高察到蛙，迷然后税送往些溶液帅热交拢换器联，在颗等压栏条件耀下温锡度由t2升高赢至t7，质胖量分鸡数不碗变，近再进笑入发侦生器皱，被蹦发生水器传倚热管乱内的欲工作铃蒸气杰加热游，温舞度由t7升高书到茅压墙力下滨的饱甜和温台度t5，并偏开始妄在等蔑压下洲沸腾止，溶管液中眨的水乏分不因断蒸旗发，臣溶液墨的质耳量分搅数逐把渐增娱大，捏温度固也逐婆渐升置高，砖发生呜过程朝终了蜘时溶走液的雾浓度肢达到扰，温示度达堵到t4，用园点4围表示捆。2-图7表谋示稀密溶液谜在溶较液热颈交换束器中恼的升盏温过勾程，辅7-锁5-堵4表谜示稀底溶液样在发集生器否中的即加热知和发苍生过馋程，寨所产丛生的闭水蒸含汽状近态用围开始碑发生唉时的凯状态琴（点烤4‘怠）和用发生负终了盖时的堆状态已（点冬3’勺）的悬平均小状态蠢点3逆‘多表示轿，由旱于产厕生的门是纯抛水蒸壳汽，坑故该去状态拳点位恢于等的纵宵坐标哲轴上拨。b．枪冷凝钢过程由发雾生器惠产生愧的水卸蒸汽缴（点宪3‘内）进协入冷疑凝器折后，轻在压绸力如不玻变的作情况盼下被私冷凝郑器管心内流皆动的肃冷却凭水冷脊却，漆首先连变为考饱和哲蒸气茶，然支后被忍冷凝在成饱迎和液法体（碍点3略），孤3'坐-3货表示棋制冷罚剂水保蒸汽临在冷法凝器狂中冷纺却及碗冷凝期的过贺程。c．瓶节流被过程压力谦为还的似饱和颂制冷载剂水饼（点结3）慌经过谋节流戚装置订（如计U形速管）安，压次力降胞为蓬后源进入字蒸发闸器。弃节流夺前后次因制果冷剂支水的牺焓值培和浓适度均丛不发男生变闸化，匪故节愤流后纷的状遮态点增（图霉中未锣标出盟）与青点3既重合鲜。但愈由于糊压力倘的降烟低，艳部分构制冷唉剂水斑气化刃成制倘冷剂婶蒸气能（点煮1‘患），队尚未毯气化哭的大嘱部分就制冷去剂水混温度胞降低尿到与钥蒸发抢压力况相对秀应的杆饱和姥温度t1（点欠1）冈，并喂积存刺在蒸哪发器段水盘查中，但因此罢节流忍前的盼点3灿表示竹冷凝技压力袍下的张饱和仪水状苹态，敢而节偿流后徒的点饭3表君示压枣力为粉的饱必和蒸采气（功点1庙'）随和饱狗和液年体（素点1拒）相投混合思的湿青蒸气隔状态匙。d．叠蒸发沈过程积存匀在蒸福发器黑水盘按中的品制冷插剂水那（点购1）傲通过乓蒸发海器泵色均匀符地喷筝淋在母蒸发总器管蝴簇的瘦外表兰面，奋吸收献管内短冷媒浴水的说热量挖而蒸夸发，付使制即冷剂已水的虏等压裁、等筛温条粒件下背由点装1变具为1落'，鞠1-甚1'餐表示欣制冷乎剂水他在蒸厌发器裂中的盏汽化列过程构。e．盈吸收埋过程浓度旁为谁、芦温度众为t4、压派力为谎的油溶液未，在侨自身专的压榆力与谜压差呼作用陶下由息发生壁器流甲至溶船液热艘交换著器，骡将部惑分热策量传匪给稀守溶液来，温艺度降俱到t8（点道8）叙，4械-8圆表示姻浓溶车液在孩溶液漠热交贿换器皇中的秧放热括过程给。状颈态点址8的扮浓溶抱液进兵入吸秩收器殊，与税吸收节器中拔的部院分稀捧溶液起（点刻2）捷混合土，形啦成浓榆度为睬、温衰度为t9‘的中槐间溶血液（驶点9净’）爽，然伐后由着吸收废器泵键均匀刑喷淋顽在吸壶收器乓管簇录的外呼表面舰。中樱间溶犁液进元入吸挪收器漂后，肃由于乘压力书的突钩然降勿低，先故首洪先闪话发出祖一部块分水虏蒸汽信，浓锄度增搭大，眼用点轻9表侵示。精由于恶吸收去器管丑簇内杜流动硬的冷察却水呆不断墨地带贞走吸万收过袜程中役放出吧的吸塔收热邀，因还此中拾间溶院液便和具有静不断涛地吸上收来扶自蒸磨发器枕的水新蒸汽攻的能旧力，非使溶涂液的海浓度优降至带，温惹度由t9降至t2（点脆2）班。8低-9旦'和走2-疑9'搭表示闲混合妻过程蔬，9砖-2踩表示诉吸收轻器中兼的吸佳收过垃程。1″-5'-3-4-1″为制冷剂的逆向循环，2-7-5-3-4-8-9-2为“热化学压缩器”的正向循环。其中：2-7表示稀溶液在溶液热交换器中的升温过程；7-5-4表示稀溶液在发生器中的加热和发生过程；8-9'和2-9'表示混合过程；9-2表示吸收器中的吸收过程。3'-3表示制冷剂水蒸汽在冷凝器中冷却及冷凝的过程；1-1'表示制冷剂水在蒸发器中的汽化过程；上面所分析的过程是对理想情况而言的。实际上，由于流动阻力的存在，水蒸汽经过挡水板时压力会下降，因此在发生器中，发生压力应大于冷凝压力，在加热温度不变的情况下将引起溶液浓度的降低。发生终了浓溶液的浓度低于理想情况下的浓度（发生不足）；吸收终了的稀溶液浓度比理想情况下的高（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，使放气范围减少，从而影响循环的经济性。5.2.5.4单筒型溴化锂吸收式制冷机单筒型溴化锂吸收式制冷机主要用于小型机组（1000kW以下），而双筒型可用于稍大一点的机组，但由于其性能系数（COP）较小（<0.8），故现已被性能系数（COP）较大的双效溴化锂吸收式制冷机取代。单筒型就是将发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器置于一个筒体内。整个筒体一分为二，形成两个压力区，即发生－冷凝压力区和蒸发－吸收压力区。压力区之间通过管道及节流装置相联。单筒型溴化锂吸收式制冷机四个热交换器的布置方式依照其性能特点，如下图所示。单筒型具有机组结构紧凑、整体密封性好、机组高度低等优点，但制作较复杂，热应力及热损失比较大。单筒型溴化锂吸收式制冷机的布置型式A-吸收器C-冷凝器E-蒸发器G-发生器abcde图a哭是单复筒型裤一种给较早考的布帮置方册式，汗这种关结构史型式粱不够换紧凑敬，蒸福发器吸的制柱冷剂块蒸汽原通道扬面积全又较理小，电故目均前已泻很少捆采用哪；图b俯在单逢效蒸倾汽型党溴化党锂吸踢收式家制冷絮机中炮一种描较早敞的布侦置方榴式，因这种奸方式享能使引蒸发绿器与孤吸收这器之无间的够流通连面积怒增加凤，流贡阻减贿小，古且减染少一矿个水矿槽，赵布置恶也较竹方便盲，但隙因发世生器绝中气分流上许升高穿度较狡小，孝溴化逢锂溶抓液的以液滴负比较概容易缘瑞进入朴冷凝抛器，谊造成耕制冷昂剂水屯的污腥染，京设计示时应诱注意念加挡些液措破施。图c昨在图船b的逢基础舰上变笼换了圆吸收闹器和偶蒸发垦器的唤排列唤方式亚，将祥左右弃布置要改成拍上下杆布置恐，这牢样即糊可减爹少吸昏收器袭与蒸堤发器愚的垂贼直方哗向的呆管排粮数，辣且在湿管排弄间留漠有汽星道，吩从而尊降低蛇了管鞠间汽涌阻；图d朋型布确置目自前在锅蒸汽屡单效束溴化说锂吸冲收式盆制冷扩机中环应用导较多疾。发傻生器冈和冷千凝器饱并列扬成上遭下布完置，切溶液远的液万位降射低，没减少协了静蹦液柱馆对发堆生过膏程的容影响富，提吐高了贡发生愉器换炉热效碗果，储冷凝琴器的凡管排供数也策相应喊减少怠，传回热系室数相用应提雷高。图e体型布桑置是翠最近衬几年豪才使超用的枪。蒸发凡器放剩在吸卵收器纸的中此间，岭增加新了蒸汗发器齿与吸暑收器估之间钓的通阿道面娱积，霉使蒸谣汽流撤阻进从一步备减小压，同腾时使判吸收作器中类的冷刮却水烟下进机上出目，增谋强吸位收效尽果，男其缺纵点是驻不够雀紧凑哪，吸戴收器知冷却帽水管为路和毛溶液株喷淋霞管路条布置哀较为责复杂答，也寇容易沉造成舰制冷筹剂的项污染缘瑞。5.幕2.厅5.尾5崭双筒谣型溴笑化锂器吸收膏式制耀冷机双筒翠型是悼将压祖力大知致相俘同的济发生烫器和踪蝶冷凝异器置填于一汤个筒馋体内微，而灿将蒸丸发器棵和吸床收器贞置于曲另外肠一个蹲筒体役内，互特别互适合吧大冷求量机令组的越分割余搬运方。但遮高度疾有所沃增加痕，联屯接管关道多茧，泄各漏点地比单息筒机肠组多给。常难见的张双筒拒单效钥溴化秩锂吸狡收式跳制冷短机的梅布置芽型式管有四怀种，简如下继图。袋发生饺器和矛冷凝余器的赵布置微在溴萄化锂劣吸收酿式制垦冷机宣中一传般为钉上下就排列林方式宁，在卫热水帝型溴于化锂经吸收栗式制猎冷机储中一绳般为倡左右档排列愈方式栋。双筒摘型溴效化锂签吸收迁式制奔冷机撑的布已置型旱式A－全吸收脚器雅C壳－冷迫凝器够E－柳蒸发穷器盐G两－发笼生器吸收性器与月蒸发巷器左亦右排坊列有把以下刃优点贺：（1利）有苏足够坊空间天布置馒挡液导板，爆蒸发葬器与馋吸收阿器之惧间的畏制冷专剂蒸锣汽的装流动泳阻力闸小，网吸收商效果兆可得汽到提梢高；（2茂）利窑用壳结体代需替了壶蒸发旅器水乓盘，应使结稠构变党得简潜单；（3跃）喷振淋管犬组可倦布置乳于同沾一高布度，坊结构微紧凑缸；（4塔）在所同一装喷淋而密度臭下，佣制冷焦剂水计与溶溜液的俊喷淋狮量可婶减少狗，从默而可飞减小僵蒸发摩器泵婚与吸绸收器晴泵的狱流量满和功案率；（5碎）吸笼收器蜘中冷福却水还可以渡布置们成下柿进上骨出的递形式榨，可吼增强崭其吸肆收效叠果。吸收矮器与海蒸发夕器上配下排靠列的扣优点饺是减缸少了栋吸收境器与嗽发生诊器在肆垂直山方向符上的辫管排爪数，宰可以以提高挑传热火效果停。单筒娱型溴昼化锂伪吸收削式制排冷机辛和双忽筒型淋溴化大锂吸姑收式勤制冷净机各暖有其哑优缺恒点，隙从某抽一角嘱度来锋看是赶优点现，从便另一典角度幻玉来看安则可巩认为姐是缺枣点，窜而一钟种型卷式的肢短处棕，通积常是吗另一斑种型爆式的箩长处斩所在震。单筒潮型溴捉化锂廉吸收粉式制惑冷机市通常涉有以鸟下优点：整