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。双筒预单效谎溴化踩锂吸回收式极制冷薯机的怖流程典图A－屠发生旅器；炒B－旨冷凝何器；服C－便蒸发去器；支D－席吸收筋器；僚E－占冷冻军水循性环泵景；F竭－发紫生器宾泵；彼G－咳吸收照泵；H－迎热交首换器错；I娱－溶资液三仗通阀农；J良－制纸冷剂辅水管纯U型返管；望K－息防晶旗管；笨L－叨制冷厦剂水惭；M牢－抽置气装首置b.壳发列生器淡中流惩出的偶浓溶通液降颂压后勉进入刚吸收厌器，绩吸收巴由蒸猜发器沿产生验的制烈冷剂垃蒸气执，形绍成稀询溶液浩，用燃泵将备稀溶霞液输脏送至谎发生初器，大重新票加热橡，形熊成浓于溶液距。这讲些过衰程的蝇作用判相当暂于蒸愚气压赞缩式粗制冷哥循环件中压昂缩机敬所起飞的作预用。诊具体苹过程没为：在吸耻收器筹内，采吸收蔬了制闸冷剂勺水蒸述汽而跳产生伏的溴叼化锂欣稀溶逝液，逼积聚馒在吸枕收器蓬下部绘的溶怀液囊幕内，楚这些忙温度凳较低慢的稀昨溶液犯，由驼发生暴器泵士送至把溶液果换热棉器，赞通过临溶液毅换热无器吸扎收了走由发全生器质的高樱温浓焰溶液劣的热狮量，火温度吃升高士后进军入发尾生器勉，在跌发生况器内金，由绑于沸疏腾失物去水皱分而骡形成障了溴搏化锂摩浓溶斗液，松经过消溶液幅热交层换器郑放出写热量储后进缠入吸责收器料下部店的溶嘉液囊嫌内，牙与部从分稀春溶液舅混合抬后而句成为县中间润溶液秒。这孤些中旧间溶浅液被话吸收倦器泵鸭送往周吸收目器内忍的喷纽奉淋装泥置而慈均匀贷的喷看淋出野来。密吸收渔由蒸新发器佳进入狐吸收导器的先制冷锤剂水临蒸汽递，吸傅收过拘程中奸发出引的溶莲液热蛋被吸斜收器盲管簇裤内的芦冷却彩水带酱走。懒吸收罚了制坟冷剂音水蒸两汽的事溴化由锂溶侵液从勺浓溶活液变怒成了脱稀溶而液。框这些她稀溶睛液再返通过译发生角器泵尽的加端压，趁再通赌过溶床液换军热器夫，送脚往发姨生器掠区加信热沸涉腾。低如此辨周而幕复始维，连波续不则断的雷完成墨溶液稀的循遗环以摩及制唐冷剂判水的塔循环省，两蝇不断躁地制垒取冷缘瑞量。5.虑2.特5.救3制圈冷循赵环在靠浓度轮图上秤的表千示溴化说锂吸闲收式茧制冷尿机的瓶理想梯工作假过程肉可以菌用下馆图来辽表示流。所伯谓理洲想过述程是畜指工直质在授流动弹过程柔中没锁有任桃何阻毁力损后失；成各设牲备与鞭周围醉空气糊之间茂不发气生热钞量交伍换；燃发生蛙终了茂和吸勇收终宽了的陈溶液未均达黑到平础衡状络态。图中午，沿为冷好凝压停力，罢为蒸夜发压隆力。魄、分别钱为稀扔溶液点和浓慈溶液龙中溴筋化锂争的质村量分析数。a．耽发生革过程凝。点2贫表示叮吸收闪器的帖饱和挎稀溶体液状屿态，对其质各量分叉数为术，压口力为澡，温吹度为t2，经滚过发胖生器挺泵，嚼压力盆升高甩到转，膀然后桨送往做溶液难热交互换器拘，在江等压剑条件耽下温央度由t2升高炮至t7，质筛量分务数不那变，话再进还入发鸽生器谣，被爪发生利器传棕热管繁内的淡工作暗蒸气冶加热应，温怀度由t7升高主到舰压桶力下记的饱昆和温医度t5，并荒开始症在等鼻压下罗沸腾诵，溶蔑液中浓的水跨分不蝇断蒸御发，谅溶液复的质朋量分营数逐赛渐增递大，支温度远也逐雅渐升姻高，吵发生绩过程栗终了觉时溶晃液的禁浓度墨达到仓，温丧度达起到t4，用的点4鱼表示稠。2-茂7表险示稀卡溶液米在溶宗液热患交换茅器中飞的升蔑温过踪蝶程，可7-鞠5-址4表怖示稀单溶液慨在发母生器帅中的势加热抗和发改生过血程，润所产恩生的喝水蒸勇汽状衫态用纸开始程发生远时的姜状态稳（点阳4‘探）和极发生休终了召时的竹状态大（点畜3’仅）的使平均潜状态握点3付‘煤表示忙，由害于产腔生的辆是纯厘水蒸男汽，巩故该壶状态易点位全于数的纵眨坐标采轴上勤。b．乓冷凝绵过程由发投生器粱产生印的水旷蒸汽堆（点良3‘浪）进筋入冷炭凝器丙后，君在压污力贿不漏变的鸦情况钓下被毙冷凝鼠器管纳内流旷动的母冷却呆水冷请却，午首先贵变为股饱和掠蒸气朝，然体后被胶冷凝墨成饱笼和液乌体（衡点3鞋），究3'叉-3盖表示炕制冷塑剂水删蒸汽狡在冷弱凝器菊中冷座却及果冷凝躺的过肆程。c．药节流绳过程压力浊为育的喘饱和翠制冷廉剂水子（点圾3）肢经过锦节流彼装置考（如逝U形浩管）惕，压鱼力降态为溜后禾进入薪蒸发冒器。敬节流碍前后撤因制财冷剂际水的印焓值赶和浓椒度均陆不发坡生变李化，亮故节幻玉流后着的状沈态点闯（图财中未冻标出挠）与属点3嫩重合决。但捎由于念压力河的降环低，鞠部分海制冷蛾剂水青气化添成制棚冷剂喂蒸气蒙（点驼1‘读），草尚未费气化凉的大遗部分拼制冷丧剂水只温度盈降低同到与唤蒸发急压力誓相对砌应的进饱和斥温度t1（点叔1）阵，并尊积存亚在蒸在发器蔬水盘法中，茂因此代节流绑前的害点3面表示酒冷凝赌压力好下的择饱和胖水状兔态，缓而节赵流后百的点速3表胸示压饱力为川的饱心和蒸携气（窑点1俘'）旱和饱厨和液西体（爽点1捐）相的混合毛的湿瘦蒸气或状态庆。d．酒蒸发旱过程积存密在蒸抗发器脊水盘短中的闷制冷岭剂水竭（点局1）丙通过奋蒸发杰器泵却均匀肺地喷脂淋在拔蒸发妖器管雷簇的上外表尘面，有吸收厘管内加冷媒慌水的筑热量萌而蒸数发，撤使制奴冷剂揭水的伪等压陪、等司温条腔件下吨由点痕1变恰为1朱'，颠1-宫1'奋表示堂制冷堪剂水恶在蒸意发器亩中的男汽化民过程破。e．月吸收裙过程浓度基为陈、牢温度墨为t4、压骄力为峡的员溶液糕，在悠自身仅的压次力与架压差鉴作用受下由厦发生擦器流嗽至溶弹液热舅交换猎器，新将部肤分热唯量传与给稀洋溶液脉，温河度降许到t8（点星8）远，4傻-8轻表示尖浓溶太液在治溶液族热交轧换器哈中的膜放热贞过程植。状饶态点连8的疫浓溶斧液进鼻入吸甘收器物，与票吸收皱器中还的部幻玉分稀贤溶液晴（点球2）废混合瘦，形丛成浓福度为浓、温绳度为t9‘的中贞间溶柔液（郊点9深’）愤，然咏后由友吸收嫌器泵捧均匀辫喷淋影在吸穷收器妙管簇昌的外间表面语。中略间溶遣液进饺入吸兼收器单后，祝由于绕压力喝的突侍然降雄低，程故首请先闪假发出煎一部兴分水展蒸汽惑，浓祸度增形大，查用点沾9表求示。族由于止吸收非器管解簇内驴流动宏的冷敬却水掉不断颠地带川走吸惑收过销程中束放出慎的吸唐收热继，因安此中轿间溶籍液便较具有质不断公地吸垦收来购自蒸江发器棋的水蜓蒸汽汪的能叙力，退使溶岁液的鲁浓度邪降至畏，温此度由t9降至t2（点谅2）处。8沙-9座'和付2-茧9'螺表示每混合堡过程帖，9评-2锄表示沃吸收象器中醋的吸倦收过拍程。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疤是单罗筒型光一种隐较早草的布罩置方衣式，财这种幼结构荣型式掌不够陷紧凑川，蒸甩发器黄的制摊冷剂韵蒸汽厘通道呢面积拣又较廉小，趟故目饥前已渴很少驾采用值；图b顿在单微效蒸耍汽型舍溴化模锂吸督收式顿制冷造机中柳一种坊较早厘的布蜡置方秘式，怠这种却方式烧能使忠蒸发烫器与围吸收饺器之岸间的励流通位面积初增加谢，流璃阻减走小，以且减璃少一额个水若槽，汁布置眯也较昨方便似，但落因发港生器岸中气佣流上纽奉升高胞度较病小，像溴化蜂锂溶新液的阻液滴肾比较互容易权进入蜻冷凝慎器，烛造成四制冷拐剂水碧的污忠染，爱设计伞时应济注意小加挡涌液措洋施。图c楚在图柄b的顷基础穿上变男换了嗓吸收延器和姐蒸发禁器的石排列欣方式最，将嫁左右触布置尊改成锄上下次布置物，这芽样即磨可减散少吸那收器岗与蒸座发器方的垂变直方题向的康管排出数，跳且在应管排炊间留未有汽缓道，辟从而恼降低主了管豪间汽典阻；图d匆型布杨置目否前在柜蒸汽狐单效拾溴化很锂吸嫁收式愉制冷背机中复应用毅较多声。发巴生器拌和冷卵凝器公并列爹成上肆下布涨置，全溶液帐的液息位降瞎低，铜减少免了静苍液柱裕对发劳生过历程的觉影响麦，提充高了厌发生席器换脾热效渗果，踩冷凝拔器的喂管排剑数也峡相应照减少类，传投热系差数相赤应提约高。图e但型布惰置是跨最近赌几年瓣才使点用的怨。蒸发汽器放引在吸宿收器皮的中耍间，忍增加跪了蒸纹发器侮与吸链收器故之间鲜的通盯道面蹄积，嫁使蒸隶汽流孩阻进炕一步肃减小柿，同抱时使辆吸收颗器中粱的冷有却水备下进厕上出膀，增裹强吸幻玉收效裳果，争其缺骨点是网不够慈紧凑慨，吸须收器欲冷却治水管保路和刑溶液休喷淋之管路族布置磨较为页复杂醋，也首容易膝造成患制冷擦剂的圆污染师。5.吸2.糕5.乓5呼双筒匪型溴围化锂迈吸收园式制骑冷机双筒战型是眯将压诞力大祸致相够同的续发生匙器和股冷凝军器置倦于一孝个筒汽体内枯，而屋将蒸候发器职和吸济收器洞置于归另外稼一个善筒体谅内，惕特别棍适合倒大冷辅量机弱组的劝分割棒搬运境。但象高度赴有所概增加艰，联恳接管恼道多奇，泄贿漏点洞比单拐筒机撞组多亏。常雕见的塔双筒腿单效从溴化超锂吸颈收式醉制冷难机的浊布置韵型式割有四粘种，霜如下景图。醉发生饿器和夹冷凝历器的仗布置部在溴峰化锂亩吸收腿式制联冷机肃中一不般为跟上下号排列态方式魄，在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