制冷原理及设备第七章课件

第七章溴化锂吸收式制冷7.1溴化锂水溶液的性质7.2溴化锂吸收式制冷机原理7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算7.4溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径7.5溴化锂吸收式制冷机的冷量调节及安全保护措施7.6双效溴化锂吸收式制冷机7.7双效直燃溴化锂吸收式制冷机7.8第二类热泵7.1溴化锂水溶液的性质一、水无毒、不燃烧、不爆炸；气化潜热大（约2500kJ／kg，比R12大16倍）；比容大，为43.37m3/kg；常压下的蒸发温度较高，常温下的饱和压力很低。例如当温度为25℃时，它的饱和压力为3.167kPa；一般情况下，水在0℃时就结冰，因而限制了它的应用范围。7.1溴化锂水溶液的性质二、溴化锂溴化锂（LiBr）的性质与Nacl（食盐）相似，属盐类，有咸味，呈无色粒状晶体；融点为549℃，沸点为1265℃，在常温或一般高温下可以认为是不挥发的；极易溶于水；性质稳定，在大气中不变质、不分解；由92%的溴和8%的锂组成，分子量为86.86，密度为3464kg/m3（25℃时）7.1溴化锂水溶液的性质三、溴化锂水溶液无色液体，有咸味，无毒，加入铬酸锂后溶液至淡黄色；溴化锂在水中的溶解度随温度的降低而降低；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；溴化锂水溶液具有吸收温度比它低的水蒸气的能力；当溴化锂水溶液浓度为50％、温度为25℃时，饱和蒸气压力为0.85kPa，而水在同样温度下的饱和蒸气压力为3.167kPa。如果水的饱和蒸气压力大于0.85kPa，例如压力为1kPa（相当于饱和温度为7℃）时，上述溴化锂溶液就具有吸收它的能力。7.1溴化锂水溶液的性质三、溴化锂水溶液由溴化锂水溶液中产生的水蒸气总是处于过热状态；如果压力相同，溶液的饱和温度一定大于水的饱和温度密度比水大，并随溶液的浓度和温度而变（图7-3）；比热容较小，这意味着加给溶液较少的热量水就会蒸发（图7-4）；粘度、表面张力较大（图7-5、7-6）；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（表7-1）；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重，因腐蚀而产生的不凝性气体对装置的制冷量影响很大。7.1溴化锂水溶液的性质四、溴化锂水溶液物性参数的计算公式溴化锂水溶液的饱和温度；溴化锂水溶液的定压比热容；溴化锂水溶液的密度；溴化锂水溶液的质量浓度；溴化锂水溶液的导热率；溴化锂水溶液的动力粘度；溴化锂水溶液的表面张力7.2溴化锂吸收式制冷机原理一、工作原理与循环1.工作原理图4-1吸收式和蒸汽压缩式制冷机工作原理a）吸收式制冷机b）蒸汽压缩式制冷机E一蒸发器C一冷凝器EV一膨胀阀CO一压缩机G一发生器A一吸收器P一溶液泵7.2溴化锂吸收式制冷机原理一、工作原理与循环1.工作原理7.2溴化锂吸收式制冷机原理1.工作原理7.2溴化锂吸收式制冷机原理2.制冷系统7.2溴化锂吸收式制冷机原理2.制冷系统7.2溴化锂吸收式制冷机原理3、工作过程发生器中产生的冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成冷剂水，经U形管进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷效应。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。7.2溴化锂吸收式制冷机原理二、工作过程在焓－浓度图上的表示稀溶液的加压和预热过程发生器中的蒸气发生过程浓溶液的冷却与节流过程吸收器中的吸收过程溴化锂吸收式制冷循环过程

1）发生过程

2）冷凝过程

3）节流过程

4）蒸发过程5）吸收过程7.2溴化锂吸收式制冷机原理再循环倍率发生不足发生终了浓溶液的浓度低于理想情况下的浓度吸收不足吸收终了的稀溶液浓度比理想情况下的高7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算一、热力计算1.已知参数制冷量Q0冷媒水出口温度tx’冷却水进口温度tw’加热热源温度2.设计参数的选择吸收器、发生器冷却水出口温度tw1、tw2考虑串连情况：总温升控制在7～9℃7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算2.设计参数的选择冷凝温度tk和冷凝压力pk蒸发温度t0和蒸发压力p0吸收器内稀溶液最低温度吸收器内压力7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算2.设计参数的选择稀溶液浓度浓溶液浓度发生器内浓溶液最高温度溶液热交换器出口温度7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算2.设计参数的选择吸收器喷淋溶液状态7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算3.设备热负荷计算冷剂水流量发生器热负荷7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算3.设备热负荷计算冷凝器热负荷吸收器热负荷7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算3.设备热负荷计算溶液热交换器热负荷7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算4.装置的热平衡式、热力系数及热力完善度装置热平衡式热力系数热力完善度7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算5.加热蒸气的消耗量及各类泵的流量加热蒸气的消耗量吸收器泵的流量7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算5.加热蒸气的消耗量及各类泵的流量发生器泵的流量冷媒水泵的流量7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算5.加热蒸气的消耗量及各类泵的流量冷却水泵的流量蒸发器泵的流量对于吸收器对于冷凝器7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算二、传热计算

1.传热计算公式7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算1.传热计算公式流动方式ab应用范围顺流0.350.65逆流0.650.65叉流0.4250.65两种流体均叉流0.50.65一种流体叉流各种流动状态下的a、b值7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算2.各种换热设备传热面积的计算发生器的传热面积 冷凝器传热面积吸收器传热面积

7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算2.各种换热设备传热面积的计算蒸发器的传热面积 溶液热交换器传热面积3.传热系数由实验数据而得 7.3溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算三、举例已知：制冷量

冷媒水进口温度冷媒水出口温度冷却水进口温度加热工作蒸气压力相当于蒸气温度

7.4溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径一、溴化锂吸收式制冷机的性能

1.加热蒸气压力（温度）变化对性能的影响加热蒸气压力与制冷量的关系加热蒸气压力变化对循环的影响7.4溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径2.冷媒水出口温度的变化对性能的影响冷媒水出口温度与制冷量的关系冷媒水出口温度变化对循环的影响7.4溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径3.冷却水进口温度变化对性能的影响冷却水进口温度变换对循环的影响7.4溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径4.冷却水水量、冷媒水量对性能的影响7.4溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径5.冷却水、冷媒水水质变化对性能的影响7.4溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径6.稀溶液循环量变化对性能的影响稀溶液循环量的变化对制冷量的影响7.4溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径7.不凝性气体对机组性能的影响不凝性气体对制冷量的影响7.4溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径二、提高制冷系统性能的途径

1.及时抽取不凝性气体7.4

溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径2.调节溶液的循环量过大：溶液浓度差减少，冷剂蒸气量减少，吸收液温度升高；过小：机组部分负荷运行，溶液浓度差增大－浓度过高有结晶危险

3.强化传热传质过程添加能量添加剂－辛醇（可提高制冷量10～20％）减少冷剂蒸气流动阻力提高换热管内介质流速传热管表面进行脱脂和防腐蚀处理改善喷淋溶液的雾化情况提高水质（冷却水和冷媒水）采用强化传热管合理调节喷淋密度7.4

溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径4.采取适当的防腐措施防止腐蚀产生的不凝性气体影响采用钢制材料－成本高加入铬酸锂和适量的氢氧化锂其它缓蚀剂7.5溴化锂吸收式制冷机的冷量调节及安全保护措施一、冷量调节（1）加热蒸气量调节法（2）加热蒸气压力调节法（3）加热蒸气凝结水量调节法（4）冷却水量调节法（5）溶液循环量调节法（6）溶液循环量与蒸气量组合调节法（7）溶液循环量与加热蒸气凝结水量组合调节法7.5溴化锂吸收式制冷机的冷量调节及安全保护措施二、安全保护措施1.防止溴化锂结晶措施设置自动溶晶管－只能消除结晶，不能防止结晶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在蒸发器液囊中装液位控制器，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。7.5溴化锂吸收式制冷机的冷量调节及安全保护措施

2.预防蒸发器中冷媒水或冷剂水冻结的措施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3.屏蔽泵的保护在蒸发器和吸收器液囊中装设液位控制器，保证屏蔽泵有足够的吸入高度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没温度继电器，以防润滑油温度过高使轴承受到损坏

4.预防冷剂水污染的措施－发生在冷却水温度过低时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7.6双效溴化锂吸收式制冷机一、双效溴化锂吸收式制冷机的循环

1.串联流程1：高压发生器2：低压发生器3：冷凝器4：蒸发器5：吸收器6：高温热交换器7：溶液调节阀8：低温热交换器9：吸收器泵10：发生器泵11：蒸发器泵12：抽气装置13：防晶管7.6双效溴化锂吸收式制冷机2.串联流程焓－浓度图7.6双效溴化锂吸收式制冷机

3.并联流程图4-4双效溴化锂吸收式制冷机并联系统流程1－高压发生器泵2－高温换热器3－吸收器4－蒸发器5－高压发生器6－冷凝器7－低压发生器8、12－引射器9－冷剂水泵10－凝水换热器11－低温换热器13－溶液泵7.6双效溴化锂吸收式制冷机二、双效溴化锂吸收式制冷循环的热力计算（略）7.7双效直燃溴化锂吸收式冷热水机双效直燃溴化锂吸收式冷热水机根据获取热水的方式不同，分为三类将冷却水回路切换为热水回路将冷媒水回路切换为热水回路在高压发生器上设置一台热水器7.8第二类热泵第一类吸收式热泵

Absorptionhearpump（AHP）

增热型热泵利用高温热源，把低温热源的能力提高到中温，从而提高了能源的利用效率。第二类吸收式热泵

Absorptionheattransformer（AHT）升温型热泵利用大量中间的废热和低温热源的热势差，制取热量少、但温度高于中间废热的热量，从而提高了部分废热的品位。

驱动热源和输出热源的温度分类7.8第二类热泵AHT和AHP的比较AHT蒸发器和吸收器处在相对高压区。蒸发器吸收中低温废热使制冷剂蒸发。在吸收器中放出高温吸收热，可以重新被加以利用。

AHP蒸发器和吸收器处在相对低压区。蒸发器可以利用低温热源使