溴冷机知识讲座

1、溴冷机知识讲座内容1溴冷机发展史。2基础理论知识。3溴化锂水溶液的性质。4溴化锂吸收式制冷机原理及特点。5溴化锂制冷机电控系统简介。6空调系统。一 溴冷机发展简史 吸收式冷水机组根据所用介质的不同可分为氨水吸收式机组和溴化锂吸收式机组。氨水吸收式机组由于“氨”容易爆炸并有毒性，在空调场合中没有得到发展。目前讲到的吸收式冷水机组如没有特殊指明都是指溴化锂吸收式冷水机组。1收式制冷机起源于美国，但由于美国的电力非常充足，吸收式机组没有得到重视和发展。相反，在日本，由于政府能源政策的改变，吸收式制冷技术得到充分发展。因此，可以说吸收式制冷技术起源于美国，发展于日本。 1945年，美国开利公司制造出世

2、界上第一台溴化锂吸收式制冷机组：单效型，45万大卡。 1959年，日本汽车制造株式会社（现川崎重工）生产出第一台大型吸收式冷水机组。1966年底由上海第一冷冻机厂、中国船舶工业公司第七研究院第704研究所、合肥通用研究所与上海国棉12厂联合研制了中国第一台100万大卡蒸汽单效吸收式冷水机组，开始了中国吸收式制冷技术的发展。可惜这台机组由于多种原因没能使用多久就报废了。1992年，大连冷冻机厂与日本三洋电机、日商岩井合资成立大连三洋制冷有限公司，推出吸收式机组。1993年，长沙远大开始生产直燃型吸收式机组。年销售10个亿左右。1997年，烟台冷冻机厂和荏原制作合资成立烟台荏原空调设备有限公司，开

3、始生产吸收式机组，年销售4个亿左右，目前在中国大约有1500余台机组投入使用。双良，98年与美国合作，技术不同步。青岛LG：引进三洋A型机的技术。2吸收式制冷机的优点1) 可以热能为动力，能源用范围广。2) 运动部件少，运行平稳。3) 制冷剂为水，对环境无危害。4) 适应我国目前发展的需求，加上西气东输为其提供了较大的发展空间。二 基础理论知识1 相对湿度：指空气接近饱和状态的程度，就是空气中水蒸汽分压力和同温度下饱和水蒸汽分压力之比。用表示，值小，说明空气饱和程度小，吸收水汽能力强；值大，则说明空气饱和程度大，吸收水汽的能力弱。（=100，指饱和空气；=0 指的是于空气。）2 饱和蒸汽：在一

4、定温度下，一定量的空气中所含有的水蒸汽的量达到最大值的空气。空气达到饱和状态时的温度叫饱和温度。 饱和水蒸汽压与温度的对应关系：表压力kgf/cm20123456饱和温度9909119621328814292151111580816417表压力kgf/cm278910111213饱和温度169611745317904183201870819071194133 过热蒸汽、过热度：将饱和蒸汽进一步加热，使蒸汽的形态不变温度升高而形成的蒸汽。4 载冷剂：是间接冷却系统中传递热量的物质，又叫冷媒。在吸收式制冷机中载冷剂是冷水，制冷剂是冷剂水，吸收剂是溴化锂溶液。5 压力：垂直作用于物体表面的力叫压力，

5、单位面积上所承受的压力叫压强。压强单位：Pa-帕 kgf/cm2 mH2o mmHg mbar(毫巴) 1atm(1标准大气压)1atm=760mmHg=1.013105Pa=1013mbar 1工程大气压=1Kg/cm2=10mH2o=105Pa 100Pa=10mmH2o 1mmHg=133Pa例：热轧板厂一空气处理机，箱内负压为500Pa，问沉水弯如何做才能使冷凝水顺利排出2p倍余压 余压=500Pa=50mmH2o6 绝对压力、表压力、真空度绝对压力：物质的真实压力。 P绝= P表+ P0表压力：通过压力表反映的压力。P表=P绝-P0真空度：容器的器壁受到的压力低于大气压力时，表压力为

6、负值，呈负压状态，取负压的绝对值即为真空度。P真= P0- P绝例：溴机蒸发器内压力为6mmHg，三洋真空计的压力指的是什么压力？都是指的绝对压力。7 温度温度的表示方法：1） 摄氏温度t 单位：2） 华氏温度tH 单位：3） 开氏温度T 单位：K换算关系：1） t=5/9(tH-32) 2） tH=5/9t+32 3） T=273+t K4） 例：有人发烧100-104，换算成摄氏温度是多少？ t=5/9(tH-32) 100=37.7104=40例:0=328 热量、冷量热量是指物质分子运动所具有的能量，单位：焦尔（J）。冷量的物理含义与热量相同，只是物质温度低于周围介质温度。常用功率单位

7、：Kcal/h KW USRT(美国冷吨)1USRT=3024Kcal/h 1KW=860Kcal/h例:轨梁热区溴机 NG-14ML,制冷量为581KW,又是?KW,?USRT?5105 Kcal/h 165USRT9 显热、潜热1） 显热：物质在吸热或放热过程中，物质的温度发生变化而其形态不发生变化时所吸收或放出的热量。2） 潜热：物质在吸热或放热过程中，其温度不发生变化，而物质形态发生变化时所吸收或放出的热量。例：吸收式制冷机是利用液体蒸发吸收周围环境中的热量这一原理来工作的。我们能够轻易的在现实生活中感受到这一原理的作用。比如说，注射时，用酒精在胳膊上消毒后，我们会感到消毒过的部位发凉

8、。这就是因为当酒精蒸发时吸收了胳膊上的部分热量；另一个例子就是热天后进行体育锻炼身体出汗后，我们会感到冷，这也是汗液挥发带走了我们身上部分热量的结果。制冷机就是利用蒸发潜热来制取冷量的。 把1Kg的水从0加热到100需要100Kcal的热量，这一热量称为显热。 把1Kg 100的水全部蒸发为蒸汽需要540Kcal的热量，这一热量称为蒸发潜热。 如此看来，即使使用同样的1Kg的水，利用其潜热比利用其显热需要更多的热量。 水在我们周围一般在100蒸发，但是如果周围的气压变低时就能在较低的温度下蒸发。例如，在高山上做饭时发生夹生现象就是这个原因。如在白头山（富士山）山顶水约在89时沸腾蒸发，但是如果

9、压力继续降低到1/100大气压（绝对压力6mmHg，大气压力相当于760 mmHg）时，水在4时就沸腾蒸发了。 把上述状态的水作为制冷剂就可以制得7的冷水。这一原理就是吸收式溴化锂制冷机的制冷原理。10 溶解、结晶1） 溶解：指固体溶质溶于溶剂的过程。如白糖溶于水，食盐溶于水。2） 结晶：指温度升高时，溶于饱和溶液中的溶质分子以晶体状从溶剂中析出的现象。如：熬食盐水，有食盐析出。三 溴化锂水溶液的性质1 水的性质水是很容易获得的物质，它无毒、不燃烧、不爆炸、汽化潜热大、比容大2 溴化锂的物理性质1） 溴化锂是由碱金属锂(Li)和卤族元素(Br)两种元素组成的一种稳定的盐类，无色粒状晶体、有咸味

10、、性质与食盐相似。2）熔点高。5493）沸点高。12654）吸水性强。5）性质稳定，在大气中不变质，不分解。3 溴化锂水溶液的性质1）无色液体，有咸味，无毒。LG的溶液看似淡黄色，是因为加了缓蚀剂（铬酸锂）的原因。2）溴化锂吸收式制冷机中,溴化锂是吸收剂,水是制冷剂。3）溴化锂对人体和环境无害。 4）溴化锂溶液沸点高。5）溴化锂溶液吸水性强。6）溴化锂溶液性能稳定。7）溴化锂溶液对金属有强烈的腐蚀性。8）溴化锂溶液容易结晶。1）4 表面活性剂为提高热交换效果，常在溴化锂溶液中加入表面活性剂。常用的是异辛醇或正辛醇，辛醇在常压下，是无色有刺激气味的液体，在溶液中溶解度很小，其又称为能量增强剂，可

11、提高10的制冷量。溴化锂溶液的表面张力与溶液温度和浓度有关。浓度不变时，随温度的升高而降低。温度不变时，随浓度的增大而增大。吸收器中喷淋在吸收器管簇上的溶液浓度较高，溶液的表面张力也较大。1） 可降低溶液的表面张力，提高了吸收效果；在冷凝器中，使膜状凝结变成了珠状凝结，提高了冷凝效果。2） 由于辛醇易挥发、不溶于溴化锂溶液的性质，在机组抽真空时会随不凝性气体被抽出机外，机组真空好的话，不易常开真空泵抽真空。5 腐蚀与防腐1） 溴化锂溶液对金属产生腐蚀的原因溴化锂溶液在有氧气存在的情况下会与机组内的铜、铁发生化学反应，并产生不凝性气体H2。溴化锂溶液对金属的腐蚀性表现为如下化学应: Fe+H2O

12、+0.5O2 Fe(OH)2 Fe(OH)2 +0.5 H2O+ 0.25O2 Fe(OH)3 4Fe(OH)2 Fe3O4 +Fe+ 4 H2O 2Cu+0.5O2 Cu2O 2Cu+2H2O+0.5O2 2Cu(OH)22） 影响溴化锂溶液对金属腐蚀的因素a.氧气的存在：是导致溴化锂溶液对金属腐蚀的主要因素，也就是说真空度的好坏直接关系到溴机的生命。b.溶液的温度：当温度低于165时,温度对腐蚀的影响不大;而当温度超过165的时候,无论是碳刚或紫铜,腐蚀率急剧增大。c.溶液的酸碱度：溶液的PH值小于7时，溶液呈酸性，对金属的腐蚀严重。一般PH值范围在9.0-10.5之间，呈弱碱性较合适。3

13、） 缓蚀机理及缓蚀剂的种类防止腐蚀最根本的方法是保持高度真空，不让氧气侵入.在溶液中添加各种缓蚀剂也可以有效的抑制溴化锂溶液对金属的腐蚀.常用的缓蚀剂主要有铬酸锂、钼酸锂、硝酸盐等. 缓蚀剂之所以能防腐，是因为这些缓蚀剂在金属的表面通过化学反应形成一层细密的保护膜，阻止溶液、氧气和金属接触。铬酸锂形成的保护膜厚薄不均，易发生点蚀，铬酸锂有毒；目前三洋、荏原使用的都是钼酸锂，其特点是：产生的氢气多，反应速度慢，形成保护膜的时间长。因此试运转期间（调试期间）清洗、净化的过程很重要，目的是为了形成保护膜。6.溴化锂溶液的管理溴化锂溶液的品质优劣可以通过目测和采样进行化学分析来鉴别。目测溶液时，从高发

14、、蒸发器、吸收器处看，好的溶液是无色透明的液体，装入溴冷机中，因光线的关系，从视镜中看为褐色，差的溶液由于Cu2+.Fe2+进入，变成了细小的晶体，从视镜中看到该溶液转脏，电极棒上有异物。溶液采样化验一年一次：1） PH值的调整：9.0-10.5之间。2） 消耗品的添加：缓蚀剂（2-3年），异辛醇。3） 真空度的管理：内腐产生的主要原因是由于真空度恶习化而产生的。4） 溶液再生：沉淀法；过滤法。7冷剂水污染由于运转条件变化（如热源温度突然升高或冷却水温度过低），或操作不当等原因，发生器中的溴化锂溶液可能随冷剂蒸汽进入冷凝器和蒸发器中，使冷剂水中含有溴化锂，这种现象称为冷剂污染。发生冷剂污染将使

15、机组制冷量下降。当冷剂水相对密度大于1.04时，说明发生了冷剂水污染，应进行冷剂水再生处理。8溴化锂溶液温度、密度、浓度的关系1）溶解度溴化锂极易溶解于水。常温下的溶解度约为60%。物质溶解度是指在一定温度下，一定量的水溶液中对该物质的最大溶解量，此时的溶液也称为饱和溶液。物质的溶解度与温度有很大关系。由于溴化锂溶液有一定的溶解度，若将饱和溶液中的水分蒸发（浓缩）或降低溶液的温度就会有溴化锂晶体析出。这也是溴化锂吸收式机组运行中常说的结晶现象。右图即为溴化锂溶液的结晶曲线。2）密度溴化锂溶液的密度与温度和浓度（）有关。当温度一定时，随着浓度的增大，其密度也增大；如浓度一定，则随着温度的升高，其

16、密度减小。由于溶液的浓度只与密度、温度有关，因此，在测得溶液的密度、温度后即可确定溶液的浓度。3）强吸湿性溴化锂溶液具有很强的吸湿性，这也是它被用在吸收式机组中的最主要的原因。9结晶的原因1） 蒸汽进入已停止的溴化锂机组中。2） 冷却水温度低。3） 稀释运转不充分、周围温度低。4） 真空度差（在吸收器中，冷剂蒸汽产生的少，影响浓溶液的吸收变稀。5） 燃烧量过大。6） 吸收液的循环量少。10发生结晶的处理1） 溶晶管法。2） 溶晶运转法（将再生温度控制在130，停止冷却水，使机器运转，这种方法只适合于轻微结晶。）3） 加热法（烤结晶部位。）4） 稀释法（理论上的预案，实践未做过。）四 溴化锂吸收

17、式制冷机的原理及特点1 特点以水为制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，制取0以上低温水的制冷机组。2 制冷原理1）水进行制冷如上所述，保持在7 mmHg下的水即可用于制冷。但如何使水形成和保持在7 mmHg的压力下，是用水作为制冷剂的关键。蒸发器原理2）在实际应用中，溴化锂溶液作为吸收剂代替了上述模式中的真空泵。在两容器中分别注入水和溴化锂溶液，如下图所示放置。假定环境温度为30，溶液的浓度为60%，则两容器内对应的饱和压力分别为31.8mmHg.abs和。 随着阀门的打开，容器E中的压力下降，A中的压力上升，平衡状态被破坏。E中的水将开始蒸发，蒸发的水带走的热量使得E中的温度下降。容器A中的水蒸汽将

18、开始冷凝，水蒸汽冷凝放出的热量使得溶液温度上升；冷凝水进入溶液中，使得溶液浓度下降；另外，凝结水和溶液混合时产生的稀释热也使得溶液温度上升水 30 31.8 mmHg.abs 溴化锂溶液 3.5 mmHg.abs 60% 30阀门全闭容器E容器A吸收作用的过程3）吸收作用的维持如下图所示，另外准备一个容器G，将浓度下降的溶液用泵输送到该容器中，并用外部热源加热，使溶液中的水分蒸发出来，就可以恢复溶液原来的浓度。然后将恢复浓度的溶液回流到容器A中。通过以上操作，就可以抑制容器A中压力的上升，保持溶液的吸收作用。4）冷剂的再生对容器A中的溶液浓缩和降温，可以使容器E中的水连续蒸发。但，容器E中的水

19、是有限的，如果要连续蒸发，就必须解决水的补充问题。另一方面，容器G中的溶液浓缩后产生的水蒸汽如果没有去处，也会使其中的压力上升，失去浓缩溶液的功能。因此，使容器G中的水蒸气变为液体的水，然后流向容器E就成为最佳方案。为了实现这一方案，如上图所示，在容器G和E之间加入容器C。容器G和容器C用配管连接，在容器C中通冷却水来冷凝从容器G来的水蒸汽，使之变为液态的水。容器C的下部和容器E的上部也用配管连接，使容器C中液化了水流到容器E中；这样被容器A吸收了水蒸汽就又返回到了容器E里面。这些水再次在容器E中蒸发，被容器A吸收。另外，为了防止容器E中的温度不断下降而造成水由液态变为固态（结冰），在其中加装

20、了换热管，通过管内流动的水将容器E中的冷量带走，即对外输出冷量。以上即为吸收式制冷的最基本的原理。3 吸收式制冷机的基本构成（换热管材质：高温部分是铜镍合金管；低温部分是低磷脱氧紫铜管，磷含量小于0.015%、0.004%）1） 蒸发器a. 作用：来自冷凝器的冷剂水经冷剂泵送入滴（喷）淋装置，喷淋到换热管表面蒸发吸热，降低管内冷媒水的温度，以达到制冷的目的。b. 冷水在换热管内流，冷剂水在换热管外流。c. 运行时，压力6mmHg,温度为4；停机时，压力为20 mmHg，温度为常温。d. 材质：螺纹管、磙花管、磙肋管。e. 喷淋和滴淋喷淋：均匀，增加了换热面积，缺点是喷头易堵。部位在蒸发器和吸收

21、器。（荏原）喷淋喷淋滴淋：换热充分，缺点是对安装有要求：机组水平度在千分之二之内。（三洋）会造成冷量衰减速滴淋示意图2） DBACLW水平度算：A-B/L C-D/L A-C/W B-D/W L：制冷机的长度（mm） W：制冷机的宽度（mm）允许误差小于等于2/1000。在公差外的情况下，在架台和基础间插入衬垫，进行调整。3） 吸收器a. 作用：来自发生器的浓溶液吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽，形成稀溶液，吸收时放出的吸收热被冷却水带走。b. 冷却水在管内，管外是溴化锂溶液。c. 状态：压力 6mmHg,温度在50-60，浓度在56-58。d. 材质：花柄管。4） 高温再生器a. 作用：外接热源加热

22、来自吸收器、经高低温热交换器温度升高的稀溶液，使之蒸发浓缩，产生水蒸汽，同时形成中间浓度溶液。b. 蒸汽走管内，管外筒内走溴化锂溶液。c. 状态：600-700 mmHg，温度100-160，浓度为60-625） 低温再生器a. 作用：来自高压发生器的中间浓度溶液被来自高压发生器的高温冷剂蒸汽进一步加热浓缩，形成浓溶液，同时产生冷剂蒸汽。b. 冷剂蒸汽在管内走，管外筒内是溴化锂溶液。c. 状态：压力 60-70 mmHg，温度80-90，浓度62-64d. 材质：轧丝管。6） 冷凝器a. 作用：来自高压发生器的冷剂蒸汽在低压发生器凝结成水进入冷凝器，同时低压发生器中加热浓缩产生的冷剂蒸汽进入冷

23、凝器，被冷却水冷却，凝结成冷剂水。b. 冷却水走管内，管外筒内为冷剂蒸汽和冷剂水。c. 状态：压力 60-70 mmHg，温度为30-40。d. 材质：螺纹管。7） 热交换器a. 作用：来自吸收器的稀溶液被来自低压发生器的浓溶液和高压发生器的中间浓度溶液加热，温度升高。b. 低交中：稀溶液直管内，浓溶液走管外。高交中，稀溶液下管内，中间浓度溶液走管外。c. 材质：麻花管。8） 热回收器a. 作用：使高温蒸汽排出的凝结水与低温稀溶液之间进行热交换。b. 管内走蒸汽凝结水，管外走稀溶液。蒸汽型机组循环原理图4 抽气装置1） 钯管+引射自动抽气装置不凝性气体（既不能被吸收又不能被冷凝）的来源包括O2

24、、H2、N2 a. 外部漏入。b. 溴化锂溶液腐蚀钢板、铜管产生的H2钯膜c.c.氢气H+外界A室B室钯管需被加热到200-300方可作，故一般不情况下不要断主机电源。2）由下图可知，从溶液泵排出端引出的溴化锂稀溶液进入集气筒，在喷嘴喉部速度升高，压力降低，形成低压区，以抽取吸收器中的不凝性气体。被抽出的不凝性气体同溶液一道进入集气室，并与溶液分离后上升至集气室顶部，溶液则经过回流阀回到吸收器。当不凝性气体在集气室顶部越积越多时，打开N0.2进行抽气。对机组抽气时，是在确认抽气极限后打开NO.3进行抽气。 来自溶液泵的吸收液不凝性气体和冷剂蒸汽2） 制冷机配套设备真空泵旋片式真空泵还装有气镇阀

25、，其结构类似一般的气体单向阀。当被抽气体中含有少量的水蒸汽时，开启气镇阀，向泵的排气腔内注入空气，提高排气腔的压力，使水蒸汽不至于在泵中凝结成水，水蒸汽可以和空气一起排出，以防止油被凝结的水乳化，从而延长润滑油的使用寿命，并提高真空泵的抽气性能。开启气镇阀抽气，虽可防止油被凝结的水乳化，但降低了真空泵的极限真空，因此，真空泵在抽除不含水蒸汽的纯空气时，应关闭气镇阀。3）1-进气管 2-油镜 3-放油塞 4-旋片 5-旋片弹簧 6-转7-机壳 8-排气阀 9-排气管 4） 当真泵真空度达不到4mmHg时（开阀1，关阀2、3）a. 真空泵油质差：油发白，乳化，油中水分太多。b. 打开排水阀放水c.

26、 新机器达不到4mmHg，说明泵质量不过关。5） 注意事项：a. 不可用油手拆皮带，否则易造成皮带发胀和皮带打滑。b. 抽真空完毕后切记关阀门。否则一会功夫就会看见铜管变绿。c. 抽真空过程中要求人不离机，一旦突然停电必须立即关闭阀门。d. 暖房抽真空必须等要组冷下来再进行。五 溴冷机电控系统简介1 冷水出口的PID调节，与溶液浓度、防结晶控制有关。冷却水温的控制；高温再生器过高温控制；冷水防冻结的保护；真空状态的监控。1） 铜电阻传感器的特性（冷水、冷却水等的传感器）a. 正温度系数：温度与阻值成正比，呈线性变化。b. 温度范围 0-100c. R020000 R302256.8302)热敏

27、电阻(高温再生器)a. 负温度系数,非线性变化.b. 温度范围 0-200c. R1503.382K R5072.38Kd. 常温检测 100-150K3)热电偶(凝水出口温度、直燃机的排烟温度传感器)。a. 常温下阻值为0。b. 受热时会产生几毫伏电压。2 连动接点：电气容量AC250V、0.1A(若超过,外接中间继电器).3 联锁接点(必须接,属防冻结保护)1） 气容量 AC/DC 24V、10mA2） 部线路不接电源，外部线路电阻小于100。4 机组遥控起停接线接点.1） 电气容量 AC/DC 24V、10mA2） 无电压接点、连续信号。3） 外部线路电阻小于100。4） 要求使用带屏蔽

28、的电缆。5 机组的安全保护措施1） 冷水防冻结保护a. 冷水泵联锁b. 冷水流量开关50c. 冷媒温度低2d. 冷水出口温度低2.52)冷却水安全保护a. 冷却水温度低(19以下运行30分钟).b. 冷却水泵联锁.c. 冷却水流量(选购件) 50d. 冷却水温度高.3)再生器保护a. 高再温度高:冷房 165以上;暖房130以上。b. 高再压力高 1个大气压以上。c. 结晶防止 溶液浓度65时控制，超过65.5报警.d. 直燃机排烟温度:燃汽300;燃油350报警.报警停机后清扫烟室,检查传感器。六 空调系统可分为四个循环系统：冷水系统；冷却水系统；热源循环；机组内部循环（溴化锂溶液、冷剂水）

29、。1 冷水系统1） 水流量控制应在50-120，流量小了不行（流量保护），流量大了易产生冲刷腐蚀。2） 在管道施工时，难免产生焊渣、石子等进到管子中，而机组内铜管管壁仅有0.6mm左右厚，承压不超过40Kg,冰动后更低。因此在进入机组端必须安装过滤器（10目以上），以防止污物进入溴冷机，影响机器寿命和性能；在主机与管路软接处设支架；管路安装完毕后必须认真按要求打压、冲洗。例：河南有一溴冷机由于管路未清洗干净，一条焊渣将铜管划破，造成重大损失（27500元/吨溴化锂溶液）。3） 为了便于维修和管理以及管道的清洗，一定要在冷水、冷却水的进出口安装截止阀。4） 为了便于观察和判断冷水、冷却水的进出口压力和流量，应在截止阀与溴冷机之间安装压力表。5） 造成冷水流量小的原因及后果。a. 系统中有空气，可根据压力表针颤动来进行判断（流量不均匀）。b. 系统太脏（安装后是否进行过管道清洗，并要定期清洗过滤网。）c. 冷水泵停了。d. 冷水泵开着但是泵两端的阀门开度不够或关闭了。e. 水流量小有可能导致蒸发器内结冰，甚至机器内铜管被冻裂。6） 冷水防冻结保护。a. 冷水流量低于50，立