吸收式制冷机(3).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,5.2.4溴化锂吸收式制冷机的热力计算,热力计算是设计、评价和分析溴化锂吸收式制冷剂性能的依据。溴化锂吸收式制冷机的计算应包括热力计算、传热计算、结构设计计算及强度校核计算等内容。溴化锂吸收式制冷机的热力计算是根据用户对制冷量和冷媒水温度的要求，以及从用户所能提供的加热介质条件（如蒸汽压力，燃料的热值等）以及冷却水的条件（温度和流量等），合理的选择某些设计参数（传热温差、放气范围等），进行制冷循环的计算，进而确定各换热设备的热负荷、各种介质的流量及机组的蒸汽单耗和,第31讲 吸收式制冷机（3）,热力系数等。热力计算为传热计算等提供计算和设计的依据。传热计算的任务是确定各换热设备所需的传热面积。结构计算的任务是对各换热设备的结构、配管尺寸、传热管数量、介质的流速与压降等进行计算。强度计算的任务是对机组的主要零部件进行热应力计算、强度较核计算核稳定性计算。本讲仅对热力计算的方法与步骤加以说明。,5.2.4.1 已知参数及计算参数,（1）,制冷量,它是根据空调或生产工艺要求，同时考虑到冷量损失、制造条件、运转的经济性等因素而提出的。,（2）,冷媒水出口温度,它是根据空调或生产工艺要求提出的。由于 与蒸发温度有关。若下降，机组的制冷及热力系数均下降，因此在满足生产工艺或空调要求的基础上，应尽可能地提高蒸发温度。对于溴化锂吸收式制冷机，因为用水作制冷剂，故一般大于5。,（3）,冷却水进口温度,根据当地的自然条件决定。应当指出，尽管降低 能使冷凝压力下降，吸收效果增强，但考虑到溴化锂结晶这一特殊问题，并不是 愈低愈好，而是有一定的合理范围。机组在冬季运行时尤其应防止冷却水温度过低的这一问题。,（4）,加热热源温度（或压力）,考虑到废热的利用、结晶和腐蚀等问题，一般采用0.10.25MPa的饱和蒸气或75以上的热水作为热源较为合理。如能提供更高的压力的蒸气，则热效率可会有进一步的提高。,5.2.4.2 设计参数的选定,（1）,吸收器出口冷却水温度 （）和冷凝器的口冷却水温度,（）,由于吸收式制冷机以消耗热能作为补偿，故冷却水带走的热量远大于蒸气压缩式制冷机。为了减少冷却水的消耗量，往往使冷却水串联地流过吸收器和冷凝器。考虑到吸收器内的吸收效果和冷凝器允许有较高的冷凝压力这些因素，通常让冷却水先经过吸收器，再进入冷凝器。冷却水的总温升一般取79，视冷却水的进水温度而定。在一般情况下：,（2）,冷凝温度 （）及冷凝压力冷凝温度,一般比冷却水出口温度高25，即：,根据 查水蒸气表求得 。,（3）,蒸发温度 （）及蒸发压力,蒸发温度一般比冷媒水出水温度低24。如果要求较低，则温差取较小值，反之，取较大值，即,蒸发压力 根据 查水蒸汽表查得。,（4）,吸收器内稀溶液的最低温度,（）,吸收器内稀溶液的出口温度 一般比冷却水出口温度高35，取较小值对吸收效果有利，但传热温差的减小将导致所需传热面积的增大，反之亦然。,（5）,吸收器压力 （MPa）,吸收器压力因蒸气流经挡水板时的阻力损失而低于蒸发压力。压降的大小与挡水板的结构和气流速度有关，一般取 Pa，即：,（6）,稀溶液浓度,根据 和 ，由溴化锂溶液的 图确定，即：,（7）,浓溶液浓度,为了保证循环的经济性和安全可行性，希望循环的放气范围（）在0.030.06之间，因而当确定 后，才能确定 ：,（9）,溶液热交换器出口温度 与,（）,浓溶液出口温度由热交换器冷端的温差确定，如果温差较小，热效率虽较高，要求的传热面积仍会较大。为防止浓溶液的结晶，应比浓度所对应的结晶温度,高10以上，因此冷端温差取1525，即,如果忽略溶液与环境介质的热交换，稀溶液的出口温度可根据溶液交换的热平衡式来确定，即：,再由 和 在 图上确定 。,（8）,发生器内溶液的最高温度,发生器出口浓溶液的温度 可根据 和发生器压力 ，在 图中确定。尽管发生出来的制冷剂水蒸汽流经挡水板时有阻力存在，但由于 与 相比其数值很小，可忽略不计。一般希望 比加热温度 低1040，如果超出这一范围，则有关参数应作相应的调整。较高时，温差取较大值。,混合溶液平衡图,（10）,吸收器喷淋溶液的状态,由于进入吸收器的浓溶液量较少，为保证一定的喷淋密度，往往加上一定数量稀溶液，形成中间溶液后喷淋，虽然浓度有所降低，但因喷淋量的增加而使吸收效果增强。假定在 kg/s的浓溶液中再加入 kg/s的稀溶液，形成状态为9 的中间溶液，如下图，根据热平衡方程式：,f,称为吸收器稀溶液再循环倍率。它的意义是吸收1kg制冷剂水蒸气需补充稀溶液的公斤数。一般,f,2050，有时用浓溶液直接喷淋，即,f,0。同样，可由混合溶液的物量平衡式求出中间溶液的浓度。即：,，再根据 和 ，通过 图确定混合后溶液的温度 。,令,循环中有关设计参数的确定可以参见下表,蒸发器的热平衡图,发生器的热平衡图,其中可由蒸发器中的热平衡求得，由右上图可知,5.2.4.3 设备热负荷计算,（1）,吸收式溴化锂制冷机中的制冷剂水的流量,制冷剂水流量 （kg/s）由已知的制冷量 和蒸发器中的单位热负荷 确定,（2）,发生器热负荷,由右下图可知,即,（3）冷凝器热负荷 由下图（左）可知,（4）吸收器热负荷 由下图（中）可知,（5）溶液热交换热负荷由下图（右）可知,冷凝器的热平衡图,吸收器的热平衡图,热交换器的热平衡图,5.2.4.4 加热蒸汽的消耗量和各类泵的流量计算,（1）加热蒸汽的消耗量（kg/s）,式中 A为考虑热损失的附加系数，A=1.051.10；,加热蒸汽焓值，kJ/kg；,加热蒸汽凝结水焓值，kJ/kg。,（2）吸收器泵的流量（m,3,/h）,式中 吸收器喷淋溶液量，kg/s；喷淋溶液密度，kg/l，即为中间溶液密度，可根据温度和压力查溴化锂溶液的物性表来求得。,（3）发生器泵的流量（m,3,/h）,式中 稀溶液密度，kg/l，可根据,t,2,和,p,k,由溴化锂溶液的物性表中查取。,（4）冷媒水泵的流量（m,3,/h）,式中 为冷媒水的比热容，4.1868kJ/（kgK）；为冷媒水的进口温度，；为冷媒水的出口温度，。,（5）冷却水泵的流量（m,3,/h）,如果冷却水是串联地流过吸收器和冷凝器，它的流量应从两方面确定。,对于吸收器：,计算结果应为 ，如果两者相差较大，说明以前假定的冷却水总温升的分配不当，需重新假定，直到两者相等为止。,（6）蒸发器泵的流量（m,3,/h）,为了保证一定的喷淋密度，使制冷剂水均匀地润湿发器管簇的外表面，蒸发器泵的喷淋量要大于蒸发器的蒸发量，两者之比称为蒸发器制冷剂水的再循环倍率，用,a,表示，,a,=1020。蒸发器泵的流量为：,对于冷凝器：,5.2.4.5 机组的热平衡式、热力系数及热力完善度,若忽略泵消耗功率带给系统的热量以及系统与周围环境交换的热量，整个装置的热平衡式应为,热力系数,用 表示，它反映消耗单位蒸气加热量所获得的制冷量，用于评价装置的经济性，按定义,热力系数表示消耗单位热量所能获得的冷量，是衡量吸收式制冷机的主要性能指标，在给定的条件下，热力系数越大，循环的经济性就越好。单效溴化锂吸收式制冷机的一般为0.650.75，双效溴化锂吸收式制冷机的 通常在1.0以上。,故理想吸收式制冷循环可看作是工作在高温热源温度和环境温度间的正卡诺循环，与工作在低温热源温度和环境温度间的逆卡诺循环的联合，其热力系数是吸收式质量循环在理论上所能达到的最大值，其值只取决于三个热源的温度，而与其他因素无关。,在实际工作中，由于各种不可逆损失的存在，溴化锂吸收式制冷剂的热力系数必然小于相同热源温度下理想吸收式制冷循环的热力系数，两者的比值称为吸收时式制冷循环的热力完善度，可表示为,热力完善度,是热力系数与同热源温度下最高热力系数的比值。假设热源温度为，环境温度为，冷源温度为，则最高热力系数为,它反映制冷循环的不可逆程度，热力完善度越大（越接近于1），表明制冷机中的不可逆损失越小，循环越接近理想循环。,本 讲 小 结,1.,热力计算为传热计算等提供计算和设计的依据,2.,已知参数：制冷量、冷媒水出口温度、冷却水进口温度、加热热源温度（或压力）,3.设计参数的选定（10个参数）,4.设备热负荷计算,5.热力系数及热力完善度,