吸收式制冷原理与讲义_图文

1、第七讲吸收式制冷z吸收式技术是建立在自然定律和物理学以及热力学定律的基础上的z 环保型的、高效节能的提供冷水的系统z不用含氯的制冷剂即CFC制冷原理与技术讲义陈江平上海交通大学制冷研究所吸收式制冷与压缩式的比较冷凝器蒸发器节流阀减压阀发生器吸收器放热吸热溶解热泵压缩机1、吸收式制冷技术的发展z 溴化锂吸收式制冷机自1945年问世以来,历经半个世纪,z 美国是溴化锂吸收式制冷机的创始国,目前日本,前苏联等国也有较大的发展。z美国开利公司1945年试制出第一台制冷量为532kw的单效溴化锂吸收式制冷机。随后又研制出了双效机。目前生产溴冷机的公司有开利,约克,川恩和阿克拉等。日本是1959年研制出了

2、一台698kw的单效溴化锂吸收式制冷机。1962年荏原制造所研制出了双效机。目前的主要生产厂家为荏原制造所,三洋,三菱,川崎和日立等公司。日本的溴冷机无论在生产数量还是在性能指标,应用范围和新技术,新产品研制等方面,均超过美国。为世界上研究与生产领先的国家吸收式制冷技术的发展2z 我国的研究起步于60年代,从60-70年代初一直为研究期。z 70年代为单效机的应用阶段。主要应用在纺织工业上。z80年代是双效机的应用阶段。双效机的热力系数可达到1。1以上,而单效机的热力系数一般在0。70。6,双效机的蒸汽单耗比单效机减少1/2,冷却水量减少1/3,是节能型的制冷机组。吸收式制冷技术的发展3z90

3、年代为多种新型制冷机研制应用阶段z 契机:(180年代末期国家计委提出凡是有蒸汽等热源的地方都要发展溴冷机。(290年代我国在世界禁止使用氟里昂(CFC生产与使用协议书上签字吸收式制冷技术的发展4z两种互相不起化学作用的物质组成均匀混合物。由沸点不同的两种物质所组成。低沸点组分用做制冷剂,高沸点组分用做吸收剂。z常用的二元混合物是:氨-水溶液,氨是制冷剂,水是吸收剂,制冷0O C以下溴化锂-水溶液,水是制冷剂,溴化锂是吸收剂,制冷0O C 以上z 水作为制冷剂,优点:汽化潜热大,无毒,无味,安全。z缺点:常压下蒸发温度高。蒸发温度降低时,蒸发压力也降低。蒸汽的比容大,制冷剂所能达到的温度在0O

4、 C以上2、制冷工质采用二元混合物RefrigerantDistilled waterStable Nontoxic Low costReadily available Environmentally friendlyHigh latent heat of vaporizationBoiling Point of Water1.5 psia10.34 kPa0.15 psia1.034 kPat e m p e r a t u r epressure45F7.2C115F 46.1CAbsorbentLithium Bromide (LiBrHigh affinity for water (r

5、efrigerant In solution, higher boiling point than water Nontoxic溴化锂溶液的物理特性溴化锂水溶液的一般特性:常压条件,水的沸点100O C ,溴化锂的沸点1265O C。溴化锂溶液的物理特性2溶解度的大小与溶质和溶剂的特性有关,还与温度有关某浓度下降低溶液的浓度,就会有晶体析出固体影响正常运行溴化锂吸收式制冷机要求溴化锂浓度不低于50%,一般在60%左右。溴化锂溶液的密度2同温度下溴化锂溶液的密度比水的大。运行中用比重计和温度计测出密度,温度浓度很重要溴化锂溶液的饱和蒸汽压3、溴化锂吸收式制冷原理吸收式制冷原理溴化锂吸收式制冷机原

6、理Single-Effect Absorption Refrigeration CycleAbsorption Cyclecondenserevaporatorabsorbergeneratorchilledwatercooling watersteam or hot water heat exchangerAir Handler Cooling TowerBoilerHigh PressureLow PressureCooling TowerAbsorbercoolingwater refrigerantvaporconcentratedsolutionintermediatesolutio

7、n absorber spray pumpdilute solutionabsorber100F 0,15 psiFrom Cooling TowerTogeneratorGeneratorsteam or hot water dilute solutionrefrigerant vaporconcentrated solutiongeneratorCondensercooling waterrefrigerant vaporliquid refrigerant condenser115F 1.5 psiEvaporatorchilled waterevaporator spray pumpr

8、efrigerantvapor liquid refrigerantabsorberevaporatorAir Handler45F 0,15psiExpansion Deviceliquid refrigerantexpansion deviceevaporatorHeat Exchangergenerator pumpdilute solutionheat exchanger concentratedsolutionprecools the concentrated solutionMore Example 1-冷凝器2-发生器3-蒸发器4-吸收器5-热交换器6-U 型节流管7-防结晶管8

9、-抽气装置9-蒸发器泵10-吸收器回流泵11-发生器泵12-溶液三通阀More Example 蒸发器部分吸收器部分发生器部分冷凝器部分吸收式循环是一个连续的过程.吸收式技术溴化锂压焓图132475643、吸收式技术能量调节吸收器蒸发器冷凝器7564123蒸汽能量调节阀传感器100%全负荷50%全负荷10%全负荷示意图表示法吸收式技术能量调节2机组照片(CARRIER双效蒸汽型单效蒸汽/热水型双效直燃型Absorption Chillerscondensergeneratorevaporatorabsorber单效溴化锂吸收式制冷机一般采用0.10.25Mpa的蒸气或75140的热水作为加热热

10、源,循环的热力系数较低(一般为0.650.75。如果有压力较高的蒸气(例如表压力在0.4MPa以上可以利用,则可采用双效溴化锂吸收式制冷循环,热力系数可提高到1以上。双效溴化锂吸收式制冷机在机组中同时装有高压发生器和低压发生器,在高压发生器中采用压力较高的蒸气(一般为0.71MPa或燃气、燃油等高温热源加热,所产生的高温冷剂水蒸气用于加热低压发生器,使低压发生器中的溴化锂溶液产生温度更低的冷剂水蒸气,这样不仅有效地利用了冷剂水蒸气的潜热,而且可以减少冷凝器的热负荷,使机组的经济性得到提高。4、双效溴化锂系统串联流程双效溴化锂吸收式制冷机循环并联流程溴化锂吸收式制冷机的特点溴化锂吸收式制冷机也是

11、以热能作补偿实现制冷的装置,因而很多特点与氨-水吸收式制冷机相似。(1以水作制冷剂,溴化锂溶液作吸收剂,因此它无臭、无味、无毒,对人体无危害。(2对热源的要求不高。一般的低压蒸气(0.12Mpa以上或75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。随着地热和太阳能的开发利用,它将具有更加广泛的前途。(3整台装置基本上是热交换器的组合体,因除泵以没有其它运行部件,所以振动、噪声都很小,运转平稳,对基建的要求不高,可在露天甚至楼顶安装,尤其适用于舰艇、医院、宾馆等场合。(4结构简单,制造方便。(5装置处于真空下运行,无爆炸危险。(6操作简单

12、,维护保养方便,易于实行自动化运行。(7能在10%100%的范围内进行制冷量的自动无级调节,而且在部分负荷时机组的热力系数并明显下降。(8 溴化锂溶液对金属,尤其对黑色金属有强烈的腐蚀性,特别在有空气存在的情况下更为严重,因而机组应很好地密封。(9由于系统以热能作为补偿,加上溴化锂溶液的吸收过程是放热过程,故对外界的排热量大(通常比活塞式制冷机大一倍,冷却水消耗量大。但它允许有较高的冷却水温度升高。冷却水可采用串联流动方式,以减少冷却水的消耗量。(10因用水作制冷剂,故一般只能制取5以上的冷水,多用于空气调节及一些生产工艺用冷冻水。(11热力系数较低。(12溴化锂价格较贵,机组充灌量大,初投资

13、较高。开利吸收式技术双效循环开利吸收式技术单效循环开利吸收式技术直燃型循环开利吸收式技术16JB 单效机组z循环保护集中调节系统z高度密封的泵z90-10 铜镍U 型管发生器z无真空泵抽气系统z不堵塞的喷头z双槽/U型挡板z环氧涂层的水室z冷量降至55%不需要冷却塔旁通调节制冷量范围 330 -5140 kWz低噪声、低振动,一般80dBA开利吸收式技术16JT 双效机组z循环保护集中调节系统z高度密封的泵z90-10 铜镍U 型管发生器z无真空泵抽气系统z不堵塞的喷头z铰链水室z环氧涂层的水室z美国国家标准协会(ANSI认可的水室出口法兰连接z冷量降至59%不需要冷却塔旁通调节z低噪声、低振

14、动制冷量范围 320 -5280 kW开利吸收式技术16DF 冷热水机组z自动集中控制系统z高度密封的泵z无真空泵抽气系统z钯元件z不堵塞的喷头z铰链水室z环氧涂层的水室z冷量降至59%不需要冷却塔旁通调节z供热运行z微信息处理机控制z低噪声、低振动制冷量范围 480 -3520 kW制热量范围 430 -3170 kW开利吸收式技术RAP 冷热水机组z循环保护集中调节系统z高度密封的泵z90-10 铜镍U 型管发生器z无真空泵抽气系统z不堵塞的喷头z铰链水室z环氧涂层的水室z美国国家标准协会(ANSI认可的水室出口法兰连接z冷量降至59%不需要冷却塔旁通调节z 低噪声、低振动制冷量范围 11

15、0 -422 kW制热量范围 125 -375 kW吸收式技术主要设计要求z避免空气进入机组z抽空进入机组的空气z防止机组结晶吸收式技术主要设计要求z制造质量和检验标准z抽气系统z防结晶控制z稀释循环提高溴化锂吸收机效率的途径z及时抽取不凝性气体z调节溶液的循环量z强化传热传质过程:添加能量增强剂(辛醇,减少蒸汽流动阻力,提高换热器管内介质流速,改善喷淋雾化效果,提高冷却水和冷媒水的水质,减少结垢,采用强化传热管,合理调节喷淋密度z采取适当的防腐措施吸收式技术开利产品特点z U型管束结构z循环保护z专用回路的密封泵结构z无真空泵抽气系统z电子控制z运行调节范围宽“循环保护”系统循环保护系统运行

16、示意图密封的溶液泵密封的冷剂泵冷水出口/进口电磁浮球开关循环保护阀吸收器蒸发器“循环保护”系统216JT 循环保护阀和高位制冷剂开关无真空泵抽气系统效率高机组运行时连续动作排除不凝性气体,确保机组的寿命和效率冷凝器蒸发器无真空泵抽气系统抽气系统灰色表示(16DF喷射器集气罐分离室溶液泵真空泵的结构检修区域检修周期为6年密封结构铸铁的泵叶轮开利专用的循环泵的结构冷剂泵在左侧溶液泵在右侧16JB 泵装配循环保护阀直接装在溶液泵的进口控制溶液浓度“U”型传热管的结构开利浮动的U型管束结构有竞争力的安装定位设计浮动管束结构16JB 发生器浮动U型管束结构(装配 16JB 发生器管束(制造中原材料选择冷凝器中的铜管发生器中的90-10 铜镍管原材料选择管板装配吸收器的喷头冷凝器中的铜管蒸发器的喷头喷头结构吸收器喷头帽盖消