溴化锂制冷原理

1・1・4・3・5溴化锂吸收式制冷机冷量的调节及其它全保护措施冷量的自动调节冷量的自动调节系指根据外界负荷的变化，自动地调节机组的制冷量，使蒸发器中冷媒水的出口温度基本保持恒定，以保证生产工艺或空调对水温的需求，并使机组在较高的热效率下正常运行。溴化锂吸收式制冷机冷量调节的方法很多，基本原理如图1所示。把制冷机作为调节对象，蒸发器的冷媒水出口温度作为被调参数，外界的变化作为扰动。当某种扰动使得外界负荷发生变动时，蒸发器冷媒水的出口温度随之变化，通过感温元件发出讯号，与比较元件的给定值比较后将讯号送往调节器，然后由调节器发出调节讯号，驱使执行机构朝着克服扰动的方向动作，以保持冷媒水出口温度的基本恒定。比较元件调节器执行机构 扰动感温元件團1冷量自动调节系.统之原理圍通过对影响溴化锂吸收式制冷机性能的各种因素的分析，目前采列几种方法调节冷量;加热蒸气量调节法；加热蒸气压力调节法；加热蒸气凝结水量调节法；冷却水量调节法；溶液循环量调节法；溶液循环量与蒸气量组合调节法；溶液循环量与加热蒸气凝结水量组合调节法以上各种调节方法各有优缺点。目前多采用6、7两种组合调节法，其优点是调节制冷量时蒸气的单耗量没有显蓍变化，同时能减少浓溶液结晶的可能性。安全保护措施为保证机组正常运行，预防由意外原因所引起的事故，机组中往往采用下列各种安全保护措施。防止溴化锂溶液结晶的措施由溴化锂溶液的性质可知，当溶液的浓度过高或温度过低时，会产生结晶，堵塞管道，破坏机组的正常运行。为防止溴化锂溶液结晶，通常采取下列措施：设置自动溶晶管在发生器出口处溢流箱的上部连接一条J形管，J形管的另一端通入吸收器。机器正常运行时，浓溶液由溢流箱的底部流出，经溶液热交换器降温后流入吸收器。如果浓溶液在溶液热交换器出口处因温度过低而结晶，将管道堵塞，则溢流箱内的液位将因溶液不再流通而升高，当液位高于J形管的上端位置时，高温的浓溶液便通过J形管直接流入吸收器，使出吸收器的稀溶液温度升高，这样便提高了溶液热交换器中浓溶液出口处的温度，使结晶的溴化锂自动溶解(因而J形管又称自动溶晶管)，结晶消除后，发生器中浓溶液又重新从正常的回流管流入吸收器。自动溶晶管只能消除结晶，并不能防止结晶产生。为此机组必须配备一定的自控元件来预防结晶的产生。在发生器出口浓溶液管道上设温度继电器，用它控制加热蒸气阀门的开启度，预防溶液因温度过高而使浓度过高，从而防止浓溶液在热交换器出口处结晶。在蒸发器液襄中装设液位控制器，使冷剂水旁通到吸收器中，从而防止溶液因浓度过高而结晶。装设溶液泵和蒸发器泵延时继电器，使机组在关闭加热蒸气阀门后，两泵能继续运行10分钟左右，使吸收器中的稀溶液和发生器中的浓溶液充分混合，也可使蒸发器中的冷剂水能被喷淋溶液充分吸收，溶液得到稀释，就能防止停车后溶液因温度降低而结晶。加设手动阀门控制的冷剂水旁通管。如果运行时突然停电，打开手动阀门，使蒸发器中的冷剂水旁通到吸收器中，溶液被稀释，从而防止了结晶的产生。预防蒸发器中冷媒水或冷剂冻结的措施如果外界负荷突然降低或冷媒水泵发生故障，均会使蒸发器中冷剂水或冷媒水温度下降，严重时会冻裂冷媒水管。为防止上述现象发生，可在冷剂水管道上装设温度继电器，在冷媒水管道上装设压力继电器或压差继电器。屏蔽泵的保护由于整个制冷系统是在高真空下工作的，在输送制冷剂和吸收剂过程中不允许有空气渗入，因此除冷却水和冷媒水泵外，其余泵均采用屏蔽泵。为保证屏蔽泵安全运行，采取下列措施：在蒸发器和吸收器液襄中装设液位控制器，保证屏蔽泵有足够的吸入高度，这样可以有效地防止气蚀现象的产生并使轴承润滑液有足够的压力。在屏蔽泵电路中装设过负荷继电器，对电机和叶轮等起保护作用。在屏蔽泵出口管道上装设温度继电器，以防润滑液温度过高使轴承受到损坏。预防冷剂水污染的措施当冷却水温度过低时(如机组在冬天运行)，由于冷凝压力过低使得发生过程剧烈进行，有可以将溴化锂溶液溅入冷凝器中，使冷剂水受到污染，影响机组的性能。因此，在冷却水进口处装设水量调节阀，通过减少冷却水量的办法提高冷却水进冷凝器的温度及冷凝压力，从而预防冷剂水的污染。溴化锂吸收式制冷机溴化锂吸收式制冷机以水为制冷剂，溴化锂水溶液为吸收剂，制取o°c以上的低温水，多用于空调系统。溴化锂的性质与食盐相似，属盐类。它的沸点为1265C,故在一般的高温下对溴化锂水溶液加热时，可以认为仅产生水蒸气，整个系统中没有精馏设备，因而系统更加简单。溴化锂具有极强的吸水性，但溴化锂在水中的溶解度是随温度的降低而降低的，溶液的浓度不宜超过66％，否则运行中，当溶液温度降低时，将有溴化锂结晶析出的危险性，破坏循环的正常运行。溴化锂水溶液的水蒸气分压，比同温度下纯水的饱和蒸汽压小得多，故在相同压力下，溴化锂水溶液具有吸收温度比它低得多的水蒸气的能力，这是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。溴化锂吸收式制冷机对热源的要求不高。一般的低压蒸气（0.12MPa以上）或75弋以上的热水均能满足要求，特别适用于有废气、废热水可利用的化工、冶金和轻工业企业，有利于热源的综合利用。閣11抽吒装置2F 于團12自动岫吒装胃1-閣11抽吒装置2F 于團12自动岫吒装胃1-冷凝器；2-左生器；3-瑟器；4-吸收器；5-吸收器泵；「誌董黑泵；T-水气分离黠；A阻油器；A旋片式真空泵图9稀溶液矗环量的变化对制冷量的毙响圈10不凝性气体对制冷量的影咆1-蒸发器：2-嗫收器；于抽气器；4-引射器；5-睹气室用-砂弓阀；T-回疣阀；卜港液泵http://un.cn/epes/webteaching/refrigeration/zlff/wzxbzl/zqxsszl/xhlzlj.htm□1・1・4.3・1溴化锂水溶液的性质

溴化锂水溶液性质：无色液体，有咸味，无毒，加入铬酸锂后溶液呈淡黄色。溴化锂在水中的溶解度随温度的降低而降低。如图1所示。图中的曲线为结晶线，曲线上的点表示溶液处于饱和状态，它的左上方表示有固体溴化锂结晶析出，右下方表示溶液中没有结晶存在。所谓溶解度是指饱和液体中所含溴化锂无水化合物的质量成分，也就是溴化锂水溶液的质量浓度。由图中曲线可知，溴化锂的质量浓度不宜超过66％，否则在运行中当溶液温度降低时将有结晶析出，破坏制冷机的正常运行。九0 50 100 150t曲)1淇化锂在水中的溶解度九0 50 100 150t曲)1淇化锂在水中的溶解度807Q605040層啡显MUE带：「 ■Jr31阵点水蒸气分压力很低，它比同温度下纯水的饱和蒸气压力低得多，因而有强烈的吸湿性。液体与蒸气之间的平衡属于动平衡，此时分子穿过液体表面到蒸气中去的速率等于分子从蒸气中回到液体内的速率。因为溴化锂溶液中溴化锂分子对水分子的吸引力比水分子之间的吸引力强，也因为在单位液体容积内溴化锂分子的存在而使水分子的数目减少，所

以在相同温度的条件下，液面上单位蒸气容积内水分子的数目比纯水表面上水分子数目少。由于溴化锂的沸点很高，在所采用的温度范围内不会挥发，因此和溶液处于平衡状态的蒸气的总压力就等于水蒸气的压力，从而可知温度相等时，溴化锂溶液面上的水蒸气分压力小于纯水的饱和蒸气压力，且浓度愈高或温度愈低时水蒸气的分压力愈低。图2表示溴化锂溶液的温度、浓度与压力之间的关系。由图可知，当浓度为50%、温度为25弋时，饱和蒸气压力0.85kPa，而水在同样温度下的饱和蒸气压力为3.167kPa。如果水的饱和蒸压力大于0.85kPa，例如压力为1kPa(相当于饱和温度为7弋)时，上述溴化锂溶液就具有吸收它的能力，也就是说溴化锂水溶液具有吸收温度比它低的水蒸气的能力，这一点正是溴化锂吸收式制冷机的机理之一。同理，如果压力相同，溶液的饱和温度一定大于水的饱和温度，由溶液中产生的水蒸气总是处于过热状态的。7閣3潼化锂濬酒的密度11.5 1 7閣3潼化锂濬酒的密度11.5 1 1 1 1 1 0?40 CL50 CL60£H4溟化锂落液的出热容密度比水大，并随溶液的浓度和温度而变，如图3所示。比热容较小如图4所示。当温度为150弋、浓度为55%时其比热容约为2kJ/(焙K),这意味着发生过程中加给溶液的热量比较少，再加上水的蒸发潜热比较大这一特点，将使机组具有较高的热力系数。

粘度较大。图5示出溴化锂溶液的动力粘度随浓度和温度的变化关系。例如浓度为60%、温度为40°C时，其粘度为価必1网■曲(6丄25他佃)，而水在40°C时粘度为6.53X10'^-訂辭〔缸6X1『抵厂課试)。表面张力较大。图6示出溴化锂溶液的表面张力随浓度和温度的变化关系。例如浓度为60%、温度为40C时，其表面张力为9.32X10^-/111，而水在40C时表面张力为&和XlO'^-Zmo431098TB5431098TB5E團5涼化铿溶液的动力粘屢〔星缶•5込*4團6滇化锂潯液的表面张力溴化锂水溶液的导热系数随浓度之增大而降低，随温度的升高而增大，见表1。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得，因腐蚀而产生的不凝性气体对装置的制冷量影响很大。X02550751000.200.500.550.570.600.620.400.450.4P0.510.530.550.50f0.450.490.510.520.60f0.430.450.430.500.65f/0.430.450.4E溴化锂机组是利用水在低压下相态的变化（由液态变为汽态），吸收汽化潜热来达到制冷的目的。其间，水是制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂。溴化锂机组的采暖也是利用水的相态变化（由汽态变为液态），放出汽化潜热来达到供暖的目的，只不过与制冷是逆过程。真空泵将机组抽至真空后，由发生泵将吸收器内的稀溶液分别送到高、低压发生器，在高压发生器内由工作蒸汽将稀溶液浓缩成浓溶液，同时产