溴化锂吸收式制冷机ppt课件.ppt

溴化锂吸收式制冷机,1,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；,2,3,4,5,溴化锂吸收式制冷机的分类,1.按用途分：1）冷水机组2）冷热水机组3）热泵机组2.按驱动热源分：1）蒸汽型2）直燃型3）热水型3按驱动热源的利用方式分：1）单效2）双效3）多效,6,4按溶液循环流程分类1）串联流程，分为两种，一种是溶液先进入高压发生器，后进入低压发生器，最后流回吸收器；另一种是溶液先进入低压发生器，后进入高压发生器，最后流回吸收器。2）并联流程，溶液分别同时进入高、低压发生器，然后分别流回吸收器。,7,3）串并联流程，溶液分别同时进入高、低发生器，高压发生器流出的溶液先进入低压发生器，然后和低压发生器的溶液一起流回吸收器。5按机组结构分类1）单筒型，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。2）双筒型，机组的主要换热器布置在二个筒体内。3）三筒或多筒型，机组的主要换热器布置在三个或多个筒体内。,8,第一节溴化锂-水溶液的性质,11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。12溴化锂属盐类，融点549,沸点高（1265,不挥发），易溶于水，性质稳定。,9,1.3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。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。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。,10,溴化锂-水溶液,图2溴化锂水溶液,11,4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。,12,溴化锂-水溶液的密度,1.4溴化锂水溶液性质,13,溴化锂-水溶液的比热容,14,溴化锂-水溶液的动力粘度,15,溴化锂-水溶液的表面张力,16,溴化锂-水溶液的导热系数,17,第二节溴化锂吸收式制冷机原理,21工作原理与循环1）原理：溶液中水蒸气分压力很低，具有吸收纯水的水蒸气的能力。使纯水蒸发吸热。为使吸热连续进行，设置发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、节流阀、溶液泵、溶液热交换器等设备组成溴化锂吸收式制冷机。,图7吸收制冷的原理,18,2）吸收式制冷循环系统,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,19,溴化锂吸收式制冷机的系统,A-发生器B-冷凝器C,F-节流阀D-蒸发器E-吸收器G-溶液热交换器H-泵,20,3）设备的作用,发生器：加热使稀溶液中的水蒸发变为浓溶液。冷凝器：冷却使水蒸气冷凝为纯水。节流阀：降压，使水在低压下蒸发。蒸发器：纯水蒸发吸热制冷。吸收器：浓溶液吸收水分使蒸发器的水蒸发。其中设置冷却水管用于吸收吸收热。溶液泵：提升溶液压力，使水蒸气能在常温下凝结。溶液热交换器：使出发生器的浓溶液冷却，出吸收器的稀溶液加热，有效利用能量。冷凝器与发生器在一容器中，蒸发器与吸收器在一容器中。避免连接管路过粗。,21,4）工作过程,发生器水蒸气冷凝器冷凝成水U型管节流蒸发器制冷发生器浓溶液节流降压吸收器吸收水蒸气泵升压发生器（压缩机的功能）,22,第三节溴化锂吸收式制冷机,单效溴化锂吸收式制冷机：蒸气压力0.10.25MPa或75140的热水。循环热力系数为0.650.75.双效溴化锂吸收式制冷机：蒸气压力0.4Mpa，循环热力系数1.设置高压发生器和低压发生器，高压发生器产生的高温冷剂水蒸气加热低压发生器。充分利用了冷剂水蒸气的潜热，减少冷凝器的热负荷。经济性得以提高。,23,24,25,26,（1）串联流程,27,(2)并联流程,28,29,4.1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0.10.25Mpa，或75以上的热水。,第四节溴化锂吸收式制冷机的热力和传热计算,30,（2）设计参数,吸收器出口冷却水温度tw1冷凝器出口冷却水温度tw2冷却水串联吸收器冷凝器，总温升按79。冷凝温度与压力tk=tw2+(25)；Pk=f(tk)蒸发温度与压力t0=tx/-(24)；P0=f(t0)吸收器内的最低（出口）温度t2t2=tw+tw1+(35)；,31,吸收器压力PaPa=P0-P0P0=1070Pa稀溶液浓度aa=f(Pa，t2)浓溶液浓度rr=a+(0.030.06)发生器溶液的最高温度t4t4=f(r，Pg)Pg=Pkt4=th-(1040)th：热源温度,32,溶液热交换器出口温度t7与t8t8=t2-(1525)由热平衡方程式求t7qmf(h7-h2)=(qmf-qmd)(h4-h8)a=r/(r-a)h7=a-1/a(h4-h8)+h2由a和h7确定t7,33,为强化吸收，将一定量的稀溶液与浓溶液混合形成中间溶液9喷淋。由热平衡方程式求h9/和0(qmf-qmd+qm)h9/=(qmf-qmd)h8+qmh2再循环倍率：f=qm/qmdh9/=(a-1h8+fh2/(a+f-1)f=2050,或直接用浓溶液喷淋f=0,中间溶液浓度0=fa+(a-1)r/(a+f-1),吸收器溶液喷淋状态,34,(3)设备热负荷计算,制冷机中冷剂水的流量qmwqmw=Q0/q0q0=h1/-h3发生器热负荷QgQg=(qmf-qmd)h4+qmdh3/-qmfh7=qmd(a-1)h4+h3/-ah7,35,冷凝器热负荷QkQk=qmd(h3/-h3)吸收器热负荷QaQa=(qmf-qmd)h8+qmdh1/-qmfh2=qmd(a-1)h8+h1/-ah2,36,溶液热交换器热负荷QexQex=qmf(h7-h2)=(qmf-qmd)(h4-h8)=qmda(h7-h2)=qmd(a-1)(h7-h2),37,(4)装置的热平衡式、热力系数及热力完善度,忽略泵的功率消耗Qg+Q0=Qa+Qk热力系数：=Q0/Qg单效=0.650.75;双效=1热力完善度：=/max,38,(5)加热蒸气的消耗量和各类泵的流量计算,加热蒸气的消耗量：qmv=AQg/(h/-h/)吸收器泵的流量:qvs=qma3600/0103发生器泵的流量:qvg=qmf3600/a103冷媒水泵的流量:qv0=Q03600/1000(tx/-tx/)cp冷却水泵的流量吸收器：qvb1=Qa3600/1000(tw1-tw)cp发生器：qvb2=Qk3600/1000(tw2-tw1)cpqvb1=qvb2蒸发器泵的流量:qvd=qmd3600/1000蒸发器冷剂水再循环倍率=喷淋量/蒸发量=1020,39,4.2传热计算,（1）传热计算公式F=Q/K（-ata-btb）m2若换热时流体温度没有变化，t=0.(2)各种换热设备传热面积的计算发生器:Fg=Qg/kg(-btb)=Qg/Kg(th-t5)-0.65(t4-t5)冷凝器：Fk=Qk/Kk(-btb)=QK/KK(tK-tW1)-0.65(tW2-tW1),40,吸收器：Fa=Qa/Ka（-ata-btb）=Qa/Ka(t9-tw)-0.5(tW1-tW)-0.65(t9-t2)蒸发器：F0=Q0/K0(-btb)=Q0/K0(tx/-t0)-0.65(tx/-tx/)溶液热交换器：Fex=Qex/Kex（-ata-btb）=Qex/Kex(t4-t2)-0.35(t7-t2)-0.65(t4-t8)(3)传热系数查表,41,第五节溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径,5.1溴化锂吸收式制冷机的性能,（1）加热蒸气压力（温度）的变化对机组性能的影响PhQ0;Ph0.294Mpa(132)发生浓溶液结晶的危险和削弱珞酸锂的缓蚀作用。,溴化锂吸收式制冷机的性能受冷媒水、冷却水的温度、流量、水质，加热蒸气的温度、溶液流量等影响。,加热蒸气压力与制冷量的关系,42,加热蒸气压力变化对循环的影响,Ph发生器浓溶液出口温度t4t4/，浓度rr水蒸气量减少Q0冷凝器、吸收器热负荷减少（PkPk/，溶液出吸收器温度t2t2）Q0冷媒水出口温度蒸发压力P0。循环由2-5-4-6-2变为2-5-4-6-2。ar，总放气范围减少a=r/(r-a)，制冷量下降，热力系数降低。,图7-17加热蒸气压力变化对循环的影响,43,（2）冷媒水出口温度的变化对机组性能的影响,(),图7-20冷媒水出口温度与制冷量的关系,冷媒水出口温度tx/蒸发压力P0吸收能力减弱a放气范围减少Q0冷媒水出口温度回升蒸发压力P0P0，冷凝器、吸收器热负荷减少发生器浓溶液出口温度t4t4/PkPk，溶液出吸收器温度t2t2,44,（2）冷媒水出口温度的变化对机组性能的影响,循环由2-5-4-6-2变为2-5-4-6-2。ra，总放气范围减少a=r/(r-a)，制冷量下降，热力系数降低。,冷媒水出口温度的变化对循环的影响,45,（3）冷却水进口温度的变化对机组性能的影响,冷却水进口温度tw溶液出吸收器温度t2t2a；PkPk/发生器出口浓溶液r放气范围Q0吸收器热负荷增加（溶液出吸收器温度t2t2）冷媒水出口温度蒸发压力P0冷凝器热负荷增加PkPk发生器负荷增加，浓溶液出口温度t4t4/，循环由2-5-4-6-2变为2-5-4-6-2。放气范围，Q0，热力系数提高。,46,47,（4）冷却水量与冷媒水量的变化对机组性能的影响,冷却水量Q0冷媒水量Q0影响很小。,48,（6）稀溶液循环量qmf对机组性能的影响循环倍率：a=qmf/qmd不变时,Q0=qmfh,（5）冷却水与冷媒水质的变化对机组性能的影响污垢对制冷量产生不利的影响,49,（7）不凝气体对机组性能的影响增加溶液表面的分压力，吸收效果降低；传热管热阻增大，制冷量降低。,50,5.2提高溴化锂吸收式制冷机性能的途径,（1）及时抽除不凝性气体原因：蒸发器、吸收器的绝对压力极低，易漏入气体。措施：设抽气装置（两种），设于冷凝器与吸收器的上部。前者带水气分离器，中间溶液喷淋，吸收水气，不凝性气体由分离器顶部排出，经阻油器进入真空泵排出。阻油器用于防止真空泵停机时，大气压力将油压入制冷系统中。后者为自动抽气。由引射器引射不凝性气体入气液分离器，打开放气阀排气。,51,(2)调节溶液的循环量,发生器热负荷一定进入发生器的稀溶液循环量溶液浓度差水蒸气量Q0进入吸收器的浓溶液循环量吸收液温度吸收效果Q0溶液循环量机组部分负荷运行制冷能力未充分发挥溶液循环量溶液浓度差结晶危险,52,(3)强化传热与传质过程,添加能量增强剂。如辛醇减少冷剂蒸气的流动阻力。增大流通截面，管簇间留气道，吸收器采用热质分开的结构提高交换器内工质的流速传热管表面进行脱脂和防腐处理改进喷嘴结构，改善喷淋雾化程度提高冷却水和冷媒水的水质减少污垢采用强化传热管合理调节喷淋密度。,53,(4)采用适当的防腐措施,溴化锂溶液对金属强烈腐蚀，漏入空气时更为严重。措施：防止空气漏入，设置抽气装置，添加缓蚀剂。,54,第六节溴化锂吸收式制冷机冷量的调节及安全保护,6.1冷量的自动调节冷量的自动调节：根据外界负荷的变化，自动调节机组制冷量，使蒸发器的冷媒水出口温度保持恒定，并使机组有较高的热效率。,55,方法：,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调节法；溶液循环量与加热蒸气凝结水量调节法。多采用两种方法，其优点是调节时蒸气的单耗量不变，减少结晶危险。,56,6.2安全保护措施,（1）防止溶液结晶的措施当溶液浓度过高或温度过低，可能引起结晶。措施：设自动融晶管消除结晶设温控器控制加热蒸气量蒸发器设液位控制器，用冷剂水稀释浓溶液设溶液泵和蒸发器泵延时继电器，防止停机时溶液温度降低而结晶设冷剂水旁通管，防止突然停机时结晶。,57,（2）预防蒸发器中冷媒水和冷却水冻结,当负荷突然降低或水泵故障，发生结冻。措施：冷剂水管设温度继电器；冷媒水管设压力继电器或压差继电器。（3）屏蔽泵保护措施：蒸发器和吸收器设液位控制器，保证泵的吸入高度，防止气蚀。泵中设过载继电器。泵出口处设温度继电器，防止润滑油温度过高。,58,（4）预防冷剂水污染,冷却水温度过低或冷凝器压力过低，溶液会溅入冷凝器使冷剂水污染。措施：冷却水进口处设水量调节阀，减少水量，提高压力。,59,第七节溴化锂吸收式制冷机的特点,1.水为制冷剂，有利于环保；2.能源利用范围广；3.对安装基础的要求低，机组运行安静4.结构简单，制造方便