氨水吸收式制冷机的基础理论和设计之七_性能与流程_百度

1、 热力系致 . 口匡口巨巨1二二巨二 二仁仁二二 二 二 二二 二 I 二 二 E 石1二二1五二 汇二 日区曰r二1 , 二厂于仁二二 二 亡卫1 刃 二1 1 二 二 二 卫 1 3 口 下 口口口口 口一 口口日 曰口口口 】 可 户 L 一 - - 、一 “ , 了- 一 石 e - 沙 飞 卜火 一 4 - 0 26 . 0 24 . 0 22 . 只 赋 藕 抓 0 20 . 10 30 50 0 7 90 相对 冷负荷 额定冷负街 揣 : 火 10G 占 昌 3 寥 匕乙 卜 . . 一 . 尹 一洲 舫 冲 启 J , 七 / / 3 图1 1 . 变负 荷时的 热力 系数 :

2、 2 1一 卜二一/ 20 子产 一 一一 热 源温 度 n s o C; : 2 一 3 . 冷 盐 水 出 口 温度 , 冷却 水 沮 度 3。 . 0 c 3 o ; _ , _ _ _ 25 _ 30 3弓 冷却水温鹰C 图 15 。 . 最佳 中间 压 力与冷却 水 温 度的关系 . 7 2 。 由此 可 见 , 在 既有 低位 热 能 , 又 需较低 。 1 3 . . 的 制冷 温 度 时 双级 循环 更能 发 挥 它的 作用 。 中 间压 力 ; 2 一 一 一热 力 系致 最 佳 中间 , 压 力; 在 设计 双级 循 环 时可 以 考 虑系统 在外 界 条 数 q , 在

3、没 有 特殊 要求 时通 常是 这 样来选 择 的 = , 、二 , 件 允 许 的 情况 下 能够 按 单 级 流程 运行 冬季 , 例如 在 , 即 要 使 系统 的总 热 耗 量 达 到 最 小 、: 为 此 要找 出 0 当冷 却 水 温 显 著 降 低 时 (1 , O G 左右 , 。 + , 、; 与 P 。 的 关 系来 , 然 后选择 c a , , 、: 就 可 将 原来 的 双 级 系统 改成 单 级运 转 系 数将 显著提 高 一 般企 业 中冬 季 用 冷 负荷 都会 下降 级 流 程 已 可 满 足 需要 , , 其热 力 好在 为 最小 时 的 p. 值 4 文

4、献 曾应 用 电 子 计 . 但制 冷 量则 有 所减 少 算 机对 制 冷盈 为 4 1 所示 p. 。 11 6 3kw (i 万k l/ h 的双 级 所 以 按单 也 有 利于 全 系 统 进行 了 中间压 力的 模拟 研究 存 在 最佳 值 , 其结 果如 图 , 这 样就 可 使企 业 在冬 季 , 它表 明 在 一 定 运行 条 件 下 中间 压 力 。 把 一 部分余 热转 用 于 供暖 等场 合 此时 可 获 得 最 大 热 力系 数 , , 年 热 负荷 的乎 衡 中 间压 力 p 。 但在 最 佳 值附近 的 一定 范 围 内选 择时 对 经济 二 是 双级 循 环 中所

5、 特 有的参 性不 会有 显 著 影响 就将 急剧 变小 压 力时 , 。 超 出此 范 围后 P. , 热 力系数 急剧 增加 f: , , 当 运行 中的 , 高 于 最 佳 中间 f: 将 使低压 塔 的 循 环倍 率 则 缓慢 减 小 。 、; 热 负荷 O 迅速 增 大 而 高压 塔 的 及 相应 0 22 . 窿0 2 0 . 的 O妞 值 0 塑 1 并 0 2 愉 阳 姆 , , 结 果使 总 热 耗量 增 大 , 只 0 王 8 滚 . 热 力系 数降 低 则 缓慢 下 降 , 反之 , 如 果 中 间压 力低 于 最 佳 而低 压 塔 的 。 0 16 x 乌 长 、 .

6、. 则 高压 塔 的 热 负荷 急剧 上 升 结 果 也 使 热 力 系 数变小 文献 平 李 每 岛 挂 弱 泉 0 6 肠 4 还 针对 一 年四 季 冷 却水 进水 温 度 会 变动 的 情况 , 研究 了 最佳 中间压 力随冷 却水 温 度变 , 化 的关 系 如 图1 所示 5 , 。 在 加 热 热源 温 度 和 制 。 冷温 度不 变的 条件 下 最 佳 中间压 力与 冷 却水 两 条实 线 表 , 温 度 的 关 系如 图 中 的 点 划线 所 示 示 中间压 力可 以 选取 的 范 围 中间压 力 k扩 在 这两 条 曲 线 上 。 淤 的 热 力 系数 值取 为 最大 值

7、的 9 % 8 图1 4 1 . 双 级 氮水吸 收式制冷系统的 中间压 力 l (Ik a e = 双级 循 环与 单 级 相 比 外 , , 除 了 热 力系 数 较低 , 4 . 1 8 6 8 k J . 还 因 多了 一 级 , , 设备 增 多 了 金 属 消耗 量 , 商 压塔 循 环 倍* ; 2 压 塔扭 环 借* ; 3 一 一 一热 耗 t 不盆 . . ; 4 . 低 热力 较大 运 行 中所 需 的冷 却 水 也 较 多 而 且 由于 所 以 增加 61 高 低压 级 的 两个 循 环是 互 相 关 联 的 , 一 一 了运行 的复 杂性 的操 作并 不 困 难 。

8、但实 践 表 明 , 掌 握这个 系统 因为辅助吸 收器处于 中间压 力 的冷却水 温 度 下 达 到更 高的浓 度 收 , , 。 p. 下 , 在同 择 p 。 。 吸 收 终 了可 较在 低 压 , 下 以上 介 绍的 这 种典 型双 级 流程 也 称 为双级 发 生 双 级吸 收 的 流程 、 。 这 样在两 级吸 收 器 中分 段吸 从 而 使 发生 器 , 总 的放气 范围就 大得 多了 。 中利 用 较 低 品 位的热 能成 为 可能 循 环 的 性能 三 能 , 其它流程 , 得以改 善 2 . 吸 收 压 给式 流程 , 从 提 高机组 的 性 能 充 分 利 用 低 品位

9、热 , 这 是 一 种 在 单 级 氨 水 吸收式 制冷机 中装 有 简化流 程 , , 减少 设 备 投 资等 多方 面 着眼 , 压 缩机或 升 压器 等 增压 装置 的 系统 一 种双级 流程 压 缩式 , , 实 质上 是 另 一级为 。 许 多学 者对 氨水 吸收式 制 冷 机 的流 程 进行过 广 泛 的 研究 几 种如 下 1 . 其 中一级 为 吸 收 式 , , 提 出了不 少改 进 方案 : 现 择 要 介绍 所 以也 称 吸 收压 缩式联 合 循 环 根据 增压 装 置所 处位置 的不 同 类 : 又 可 分 为 以下 两 出塔 稀溶 液带有 中间 节流甘 胀 的双 级

10、, 吸 收流程 当 利 用 品 位较 低 的 热能 时 稀 溶液 具 有 较高 浓度 压 力之 间 分段 节流 。 由 塔 底出 来 的 P , 这 时 可 使之 在 。 0 与 P 6 具体 流 程 如 图 1 所 示 (图 中未 画 出溶液 热 交 换器 为 阀 浓度为 氛 1 , 流量 (f : 一 , 1 kg 的 出塔 稀 溶液 通 过 第 一个 节 流 p二 , R 工 后 节 流 降压 至 D 并进 人 膨 胀器 (或 : 、 称 扩容 器 膨胀 , 由于 节流 降 压 而 产 生 部分 f 流量为( : 气化 kg 。 经 分 离后 浓 度 降为 氛 一 1 , 的 液 体 继

11、 续 经 第 二 节流 阀 f 声g R l E 0 降压 至 P 并 进 入吸 收器 A 吸 收 来 自蒸发 器 为 的 氨气 1, , 成 7 图1 F . 低 压压缩 高压吸 收 的 流 程 J . 发生 器; E . 回流 分 报器 ; G I C . . G 2 . 较浓 的溶 液 , , , 其浓 度 为 氛 , 由泵送入 冷蔽 器 ; H . 燕没 器 ; 压 缩 机; A 节 流 朗; D . 吸收器 吕 . 辅 助 吸 收器 K 中 继 续 吸 收从 膨胀 器分 离出 来 一 换热 器 ; 0 溶液 系 的蒸气 部分 (f 君 的 浓 溶液 : 。 g k 最终浓 度为 其余

12、过 程与 一 般 单级循 环 相 同 f : 获得 f : ( l 增 压 装置 处 于 燕发 器 与吸 收器之 间 的 低 压部 位 低 的场 合 。 。 , 7 其流 程 示 意 图 如 图 1 所示 (图 中 。 未 画 出 过 冷器 ( 一1 寿 f 。 这 种流程 常用 于 燕发 温 度很 , 这 时在单 级 系统 的 燕发 器 和 吸 收 器 放气 范 围缩小 。 1 内部都处 于 很 高的 真 空度下 吸 收 过程 恶 化 , , 且 易漏 入 空气 , 倘 若采 用 增 压 , 装 置 提高 吸 收器 压 力 大放 气范 围 (fZ 一 1 , 就可 改 善吸 收能 力 。 增

13、 , 而 且 系统 也并 不 复 杂 , 。 如 果采 用 喷 射式增 压 器 R 11 因为 喷射器 的 结构 是 密 封 的 所 以 更可 完全 防 止空 气漏人 喷 射 式 增压 器 所 , 用 的 工 作 蒸 气 可 由本 系 统 内 的发 生 器 或 系 统 外 图1 6 带有稀溶液膨 胀器 的 流 程 C C . 其 它 设备 供给 。 这 种流 程 的 缺点 在 于 , 因 为增 发生 器 ; 压 装置位 于 低压 区 气体 的 比 容 很大 , , 所以压 . 冷 蔽器 缩 机 的 容 量和 耗功 都相 应 增 大 而 且随 着 制 冷 一 62 一 斗 b 卜 兮 二日 8

14、图1 D . 低 压 吸收 高压压 缩的 流 程 . . F 发 生 器 ; J 分 凝器; ; 、 . A . . c 压缩 机 ; C : 节 流 润 ; E 燕发 器 ; . 冷 凝器 G l 吸 收 器; H 换热 器 ; 0 溶液 系 . . 9 图1 单 级 吸收 一再 吸 式 系 统 。 温度 的降 低 , 功 耗将 迅速 增加 。 来 自发 生 器 的 稀溶 液 所 吸 收 一样 。 发 生 器与 吸 收 器 ( 2 压 缩机处 于 精 馏 塔 与冷 凝 器之 间 的 高 压 部位 , 之 间所组 成 的 溶 液 循 环与 普通 吸收 式 系 统 中 的 8 流 程示 意 图如

15、 图 1 所示 (图 中未 显 。 由此 可 见 , 这个 系 统包 含 了 一个溶 液的 , 示 过 冷器 在 高压 区 , 在 这种流 程 中 , 因 光 压 缩机 设置 , 发 生一 吸 收 循 环 和 另 一个 再 吸 一解 吸 循 环 后 这 时气 体 容 积 流 量很 小 。 所 以压 缩 因而 蒸发 。 一 循 环 中的 溶液 浓 度 大于 前者 。 由于 再 吸 器 中 , 机 尺 寸 和 功耗 就 可大大 减小 而 且 由于蒸 发 器 , 所 进行 的是 吸 收过 程 为低 , , 其 中的溶 液 浓 度 较 纯氮 压力 , 出 来 的 气体 直 接进入 吸 收器被 吸 收

16、个 系 统 具有 耗 电量 既不 多 热能 程 。 所 以 在 同 样 的冷 却水 温 度情 况 下 。 温度 的 下降 不 会直 接影 响压 缩机 功 耗 , , 所 以这 将小 于采 用 冷 凝 器 时的 数值 作 是 有利 的 这 对改 善系统 工 , 而 又 能 够 利用 低 位 但 另一 方面 。 , 解 吸器 也 因同 样 的 使 同 时 金 属耗 量 比 双级 吸 收式 流 程可 以 减 , 理 由 而 压 力 低于 同 一制 冷 温度 时 的 蒸 发 器 吸 收 器 工作 恶 化 没 有特 别 的 优 点 。 少 等优 点 是 一 种 利 用 低 位 热 能 的较 好 流 ,

17、所 以 采 用这 种 流 程 来 制冷 并 值 得提 出 的是 , 在相 同压 力 。 区; 应 该说 明 不 论 压 缩 机 位 于 高压 或 低 压 , 都应 防 止 润滑 油 进入 吸 收式 系统 因 此当 。 下 在再 吸 器 中的 冷 却水 较 用 冷凝 器时 温 度 可以 升 得更 高 , 这对 缺 水 地 区 是 有 用 的 , 此外 , 也 。 尽 量 避免 采用 活 塞 式 的 机器 3 . 可 以 利 用 此 一 性质 来 发 展吸 收一 再 吸 式 热 泵 应 该指 出 。 吸收 一再 吸式 循环 它和 通 常单 , 由发 生 塔 出 来进人 再 吸 器 的 燕 。 9

18、这 种 循 环 的 流程 如 图 1 所 示 气 浓 度与 从 解 吸 器 出 来进 入吸 收 器 的 蒸 气浓度 不同 , 级 氨水 吸 收 式制 冷系 统不 同之 处在 于 用 再吸 后 者 总 是 大于 前者 , , 为 使 系 统能 长期稳 。 器 代 替 冷凝 器 。 , 以 解 吸 器 (或 称 放 气器 代 替 定 运转 常 需在解 吸 器 产 生 的 蒸 气 中喷人部 分 人为 地把浓 度 降 下来 蒸 发器 由 发 生 塔 出 来的 氨蒸 气进 入 再吸 器 R 中 并在 发 生 器压 力下 被来 自解 吸 器 D 的 溶液 , 液 态 溶液 在单 级 系统上 发展 起 来

19、的 双级 氨 水 吸 收 一 解 吸 式 制 冷 系统 具 有较 高 的 热 力 系数 。 所吸 收 吸 收器 。 所谓 再 吸 器就是 一 台在 高 压 下 工 作 的 文献 。 由再 吸 器 出 来 的浓溶 液经 节流 降压 后 , 6 介 绍 了这 种 系统 的 性能 , t z 。 进 入解 吸器 吸器 中 已 。 在 其 中蒸 发 制 冷 。 。 解 吸 器是 一 个 , 考 P . 文 A m . 献 八a a “u ” , 在 低压 下 的 发 生器 , 蒸发 后 的溶 液 用泵 打 回 再 循 环不 , 再 次 吸 收 来 自发 生 塔 的氨 气 H . C . B a 几,

20、。 、二 e e , 几 a o , A6 . eo P6 找a - 压 且a e Xo 月。八 皿 泥石 n H e Ma 1 96 6 解 吸 器 中产生 的蒸 气 则 进入 吸 收 器 中 被 (下转 1 9 页 一 63 一 特 别当 当 a a : 较 大时 当 O 口: 。 : a 较小 或 b / D : 较 大时 b : , 可采用 较 较小时 , 沙 i 、 卜 君O 大的 值 宜 , O 值 。 较大 或 / D : 可 采 用 较小 的 。 值 。 扩 压 器 壁 面 倾斜 角e 的最 大 应 以 不 超过对 应 的 扩压 器常 数 通 流 面 积为 4 . 应 考 虑扩

21、压 器 壁 面改 变对 级 中其它 元 , 件 的影 响 F日 一 产 了 使 整级 的 性 能 为最 佳 。 . 1 徐 忠程 2 考 , . 文 献 , 图 a 6 级 内 各元 件的损 失 特 性 及 总损失 特性 e 3 机 械工 业 出版社 1 9 8 0 李 燕 生 陆 桂 林编 向 心 透 平 与 离 心 压 气 机 机械 工 业 出版 社 1 9 8 7 B 0 里 斯著 朱 报 祯 等 译 离 心压 缩机 苏 械 机 械 工业 出版社 1 9 8 6 , , , , . . . 酒晋 等 离 心式压 缩机原 理 , , , , . ( 叶 轮 内 ; ( b 无叶 扩 压 器

22、 内; ( 蜗壳 内; 级 的总 扭失特 性 (d e 4 Ee k r t, B . Sehn A . e r l , E二 e r 一 o o A x ia l e r o v , 一u n d R li n T , a di 公196 1 . K o m P re s s o re n , SP i g n N V o . . V l g A a , . B I , er 5 S五 e r st yu k u , S k l , , 玩r m 以 五 1 . 、 结 , 论 当 进 口 气流 角 , E g n a in ee r in 小 , l 13 N . 冲 K o s . 2,

23、 , 1 96 6 P 64 一6 9 Th e . 6 S五 m a 3 e r st y k A e r . m in 16, V M 8 , , r - l E 扩 张型 扩压 器 , , g n 较 1 16一 12 1 , 7 L u d t k e e n i . 认g , V o l 冲 o 19 6 9, P r 小时 , 损失 很 大 。 压 力 恢 复系 数较小 而 且容 K . , A S M E Jo u 10 5 , , rn a , l f E , n g in e e r in g f o . 易 引 起逆 流 产生 导 致 扩压 器 的旋 转失 速 和 压 。

24、P w T u r o e r , V a e o l . 从 s o . 4 . 198 3 P 9 0 2 一9 0 9 缩 机 的 喘振 这 种 扩 压 器 只 适 用 于 进 口 气流 角 , 8 朱营 康 b m o . o s j la n d e r A , A SME Jo u 198 7 . r n a , l o f h in e r y , V l 109 , 冲 , 4 , P 550 很大 、 动 压 很 高 的 情 况下 2 . 收 敛型 扩压器 , 提 高 了 气流 角 大 小 。 , 9 一5 5 6 武 焕博 等 198 8 , , , 应用力 学 学 报 . vo l 5 , , 摊 2 能 使 气流更 加 均匀 孟 下 损 失减 小 , 减 小 了 流 道 中的 损 失 , 由 P 6 5 一7 4 , 1 0 窦华书 风机技术 A SM E p , 198 8 , 冲 一 4 一 , P 6一 11 158 , 于 收 敛 使小 流量 下 的气 流 角 增大 压 力 恢 复提 高 , 从 而 使小 流 1 1 窦 华书 1 2 I 1 0 3 1 . . a Pe r , 89 GT 198 9 . 增加 了稳 定 。 H , . H a 且 。玉 , , 3 H e Pr o .