溴化锂吸收式制冷教程.pptx

建筑设备热建筑设备热源与冷源源与冷源主编：王丽 陈志佳单元单元19溴化锂吸收式溴化锂吸收式制冷制冷单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷目录目录吸收式制冷机的工作原理吸收式制冷机的工作原理1溴化锂吸收式制冷机的工作原理溴化锂吸收式制冷机的工作原理2双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程双效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程4单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程3 3直燃式溴化锂吸收式冷热机组直燃式溴化锂吸收式冷热机组3 5单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷19.1 吸收式制冷机的工作原理吸收式制冷机的工作原理吸收式制冷原理与蒸气压缩式制冷相比，有相同之处，吸收式制冷原理与蒸气压缩式制冷相比，有相同之处，都是利用液态制冷剂在低温低压条件下蒸发、汽化，同时都是利用液态制冷剂在低温低压条件下蒸发、汽化，同时吸收载冷剂的热量，产生冷效应，使载冷剂温度降低。所吸收载冷剂的热量，产生冷效应，使载冷剂温度降低。所不同的是吸收式制冷利用二元溶液作为工质对，组成二元不同的是吸收式制冷利用二元溶液作为工质对，组成二元溶液的是两种沸点不同的物质。其中，低沸点的物质是制溶液的是两种沸点不同的物质。其中，低沸点的物质是制冷剂，高沸点的物质是吸收剂。为了比较，冷剂，高沸点的物质是吸收剂。为了比较，图图19.1列出列出了了两种制冷方式的工作原理，吸收式制冷机中有两个循环，两种制冷方式的工作原理，吸收式制冷机中有两个循环，即制冷剂循环和溶液循环。即制冷剂循环和溶液循环。从图中可以看出，吸收式制冷系统必须具备四个热交从图中可以看出，吸收式制冷系统必须具备四个热交换装置：换装置：发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器。这四个热交。这四个热交换装置，辅以其他辅助设备，组成吸收式制冷机。换装置，辅以其他辅助设备，组成吸收式制冷机。单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷制冷剂循环：制冷剂循环：由发生器由发生器G中出来的制冷剂蒸气（可能中出来的制冷剂蒸气（可能含有少量制冷剂蒸气）在冷凝器含有少量制冷剂蒸气）在冷凝器C中向冷却剂释放热量，中向冷却剂释放热量，凝结成液态高压制冷剂。高压液体经膨胀阀凝结成液态高压制冷剂。高压液体经膨胀阀EV节流到蒸发节流到蒸发压力后进入蒸发器压力后进入蒸发器E，在蒸发器中液态制冷剂又被气化为，在蒸发器中液态制冷剂又被气化为低压制冷剂蒸气，同时吸收载冷剂热量产生制冷效应。低低压制冷剂蒸气，同时吸收载冷剂热量产生制冷效应。低压制冷剂蒸气进入吸收器压制冷剂蒸气进入吸收器A中，而后吸收器中，而后吸收器/发生器组合将发生器组合将低压制冷剂蒸气转变成高压蒸气，从而完成制冷剂循环。低压制冷剂蒸气转变成高压蒸气，从而完成制冷剂循环。19.1 吸收式制冷机的工作原理吸收式制冷机的工作原理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷溶液循环：溶液循环：在吸收器在吸收器A中，由发生器来的稀溶液（溶中，由发生器来的稀溶液（溶液浓度以制冷剂的含量计算）吸收来自蒸发器所产生的低液浓度以制冷剂的含量计算）吸收来自蒸发器所产生的低压制冷剂蒸气，从而成为浓溶液，吸收过程放出的热量被压制冷剂蒸气，从而成为浓溶液，吸收过程放出的热量被冷却剂带走。由吸收器出来的浓溶液经溶液泵冷却剂带走。由吸收器出来的浓溶液经溶液泵P升压后，输升压后，输送到发生器送到发生器G中。在发生器中，利用低品位热能对浓溶液中。在发生器中，利用低品位热能对浓溶液加热，使之沸腾，由于发生器内压力不高，其中低沸点的加热，使之沸腾，由于发生器内压力不高，其中低沸点的制冷剂蒸气被蒸发出来（可能有少量吸收剂蒸气），浓溶制冷剂蒸气被蒸发出来（可能有少量吸收剂蒸气），浓溶液成为稀溶液。从发生器出来的高压稀溶液经膨胀阀液成为稀溶液。从发生器出来的高压稀溶液经膨胀阀EV节节流到蒸发压力，又回到吸收器中，完成了溶液循环。流到蒸发压力，又回到吸收器中，完成了溶液循环。19.1 吸收式制冷机的工作原理吸收式制冷机的工作原理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷可见，吸收式制冷机中制冷剂循环的冷凝、蒸发、节可见，吸收式制冷机中制冷剂循环的冷凝、蒸发、节流三个过程与蒸气压缩式制冷是相同的，所不同的是吸收流三个过程与蒸气压缩式制冷是相同的，所不同的是吸收式制冷以热源为主要动力，消耗热能，而蒸气压缩式制冷式制冷以热源为主要动力，消耗热能，而蒸气压缩式制冷消耗机械能。由于吸收式制冷以热能为主要动力，加之吸消耗机械能。由于吸收式制冷以热能为主要动力，加之吸收过程要放出大量热量，所以吸收式制冷向外界放出热量收过程要放出大量热量，所以吸收式制冷向外界放出热量较大。较大。吸收式制冷机中所用的二元溶液主要有两种，即氨水吸收式制冷机中所用的二元溶液主要有两种，即氨水溶液和溴化锂水溶液。氨水溶液中氨为制冷剂，水为吸收溶液和溴化锂水溶液。氨水溶液中氨为制冷剂，水为吸收剂。溴化锂水溶液中水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。在空剂。溴化锂水溶液中水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。在空调工程中采用溴化锂水溶液，即溴化锂吸收式制冷机。调工程中采用溴化锂水溶液，即溴化锂吸收式制冷机。19.1 吸收式制冷机的工作原理吸收式制冷机的工作原理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷19.1 吸收式制冷机的工作原理吸收式制冷机的工作原理图19.1吸收式和蒸气压缩式制冷机工作原理(a)吸收式制冷机；(b)蒸气压缩式制冷机单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理溴化锂水溶液是由固体的溴化锂溶解在水中形成的溶溴化锂水溶液是由固体的溴化锂溶解在水中形成的溶液。溴化锂是无色结晶物，化学性质稳定，在大气中不挥液。溴化锂是无色结晶物，化学性质稳定，在大气中不挥发，无毒。溶点为发，无毒。溶点为549，沸点为，沸点为1265。溴化锂水溶液溴化锂水溶液购进时应满足以下要求：购进时应满足以下要求：（1）无色透明液体；无色透明液体；（2）浓度不低于浓度不低于50%；（3）溶液溶液pH8；（4）杂质最高含量：杂质最高含量：SO42-0.1%，多硫化物含量放，多硫化物含量放入入BrOs-无反应，此外溶液中不应含有无反应，此外溶液中不应含有CO2、O3等不凝性气等不凝性气体。体。19.2.1 溴化锂水溶液特性溴化锂水溶液特性单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷1.溶解度溶解度在在20时，溴化锂的溶解度为时，溴化锂的溶解度为111.2g，可以看出，溴，可以看出，溴化锂易溶于水。但溴化锂的溶解度与温度有关。在一定温化锂易溶于水。但溴化锂的溶解度与温度有关。在一定温度下的溴化锂饱和溶液，随着温度降低，溶解度减小，部度下的溴化锂饱和溶液，随着温度降低，溶解度减小，部分溴化锂会从溶液中析出，从而形成结晶现象。当含有晶分溴化锂会从溶液中析出，从而形成结晶现象。当含有晶体溴化锂的溶液被加热至某温度时，晶体全部消失，这一体溴化锂的溶液被加热至某温度时，晶体全部消失，这一温度即为该浓度溴化锂水溶液的结晶温度。温度即为该浓度溴化锂水溶液的结晶温度。图图19.2为为溴化溴化锂的溶解曲线。曲线上的点表示该温度下溶液的饱和状态。锂的溶解曲线。曲线上的点表示该温度下溶液的饱和状态。图中左侧是析冰线，右侧是结晶线。从图上可以看到，在图中左侧是析冰线，右侧是结晶线。从图上可以看到，在0以上时，溴化锂易溶于水，浓度可达以上时，溴化锂易溶于水，浓度可达55%，当浓度高于，当浓度高于37%时，溴化锂溶解度随温度升高而增加。但是时，溴化锂溶解度随温度升高而增加。但是19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷曲线较陡，即浓度略有变化，结晶温度相差很大，在浓度曲线较陡，即浓度略有变化，结晶温度相差很大，在浓度高于高于65%时更加明显，也就是说溶液中水蒸发就会有结晶时更加明显，也就是说溶液中水蒸发就会有结晶的可能。如果析出晶体到达一定数量，将影响溴化锂吸收的可能。如果析出晶体到达一定数量，将影响溴化锂吸收式制冷机的运行，即运行中必须注意结晶现象。式制冷机的运行，即运行中必须注意结晶现象。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷2.浓度浓度在溴化锂吸收式制冷机中，溴化锂水溶液浓度一般采在溴化锂吸收式制冷机中，溴化锂水溶液浓度一般采用质量百分比浓度，即溴化锂在溴化锂水溶液中所占的百用质量百分比浓度，即溴化锂在溴化锂水溶液中所占的百分比，用符号分比，用符号表示。如果溴化锂水溶液中溴化锂质量为表示。如果溴化锂水溶液中溴化锂质量为gxkg，溶剂水为，溶剂水为gskg，则质量百分比为，则质量百分比为=gx/（gs+gx）=gx/G（19.1）其中其中G=gx+gs，即溶液质量。，即溶液质量。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷3.吸收能力吸收能力溴化锂水溶液的水蒸气分压力很小。例如，当温度为溴化锂水溶液的水蒸气分压力很小。例如，当温度为25，浓度为，浓度为50%时，其饱和蒸气压力为时，其饱和蒸气压力为0.80 kPa，而水，而水在此温度时饱和压力为在此温度时饱和压力为3.16 kPa，后者约为前者的，后者约为前者的4倍，溶倍，溶液的水蒸气分压力小，表明水分子从溶液中逃逸能力小。液的水蒸气分压力小，表明水分子从溶液中逃逸能力小。即表明水分子容易进入溴化锂溶液，后者吸收水蒸气能力即表明水分子容易进入溴化锂溶液，后者吸收水蒸气能力强。溴化锂水溶液浓度越高，温度越低，对水蒸气的吸收强。溴化锂水溶液浓度越高，温度越低，对水蒸气的吸收能力越强。能力越强。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷4.溴化锂与水的沸点相差大溴化锂与水的沸点相差大在常压下，水的沸点是在常压下，水的沸点是100，而溴化锂的为，而溴化锂的为1265，两者相差，两者相差1165，因此，溶液沸腾时产生的蒸气几乎全，因此，溶液沸腾时产生的蒸气几乎全是水的成分，很少带有溴化锂。这样，在溴化锂吸收式制是水的成分，很少带有溴化锂。这样，在溴化锂吸收式制冷机中，无须用蒸馏就可得到纯制冷剂蒸气。冷机中，无须用蒸馏就可得到纯制冷剂蒸气。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷5.腐蚀性腐蚀性溴化锂水溶液对普通金属有腐蚀作用，有氧存在的情溴化锂水溶液对普通金属有腐蚀作用，有氧存在的情况下更为严重。这不仅缩短了机器的使用寿命，而且会产况下更为严重。这不仅缩短了机器的使用寿命，而且会产生不凝性气体，难以保证机组的真空度，影响制冷效果。生不凝性气体，难以保证机组的真空度，影响制冷效果。因此，溴化锂吸收式制冷机在实际运行中应严格保持系统因此，溴化锂吸收式制冷机在实际运行中应严格保持系统的真空度，并在机组停机时加入氮气，此外，应在溶液中的真空度，并在机组停机时加入氮气，此外，应在溶液中加入缓蚀剂。加入缓蚀剂。6.毒性毒性溴化锂水溶液无毒，有镇静作用。当溶液中加入缓蚀溴化锂水溶液无毒，有镇静作用。当溶液中加入缓蚀剂后，视缓蚀剂而确定其毒性。溴化锂水溶液对皮肤无刺剂后，视缓蚀剂而确定其毒性。溴化锂水溶液对皮肤无刺激作用。激作用。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理图19.2溴化锂溶液的结晶曲线图单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷溴化锂溶于水以后，就改变了水在饱和状态下温度和溴化锂溶于水以后，就改变了水在饱和状态下温度和压力的关系，而且在相同压力下溴化锂溶液的饱和温度随压力的关系，而且在相同压力下溴化锂溶液的饱和温度随其浓度的变化而变化。也就是说，溴化锂水溶液在饱和状其浓度的变化而变化。也就是说，溴化锂水溶液在饱和状态下，温度与压力和浓度有关。这种关系见溴化锂溶液的态下，温度与压力和浓度有关。这种关系见溴化锂溶液的Pt图图（图（图19.3）。它表明溴化锂水溶液的压力、温度和浓。它表明溴化锂水溶液的压力、温度和浓度三者之间的关系，是溴化锂溶液最基本的图表，在溴化度三者之间的关系，是溴化锂溶液最基本的图表，在溴化锂吸收式制冷机的设计及运行中经常使用。图中左上角第锂吸收式制冷机的设计及运行中经常使用。图中左上角第一条线是纯水的压力和饱和温度的关系；对应一浓度，就一条线是纯水的压力和饱和温度的关系；对应一浓度，就有一条压力与饱和温度关系的斜线，随着浓度的增加，斜有一条压力与饱和温度关系的斜线，随着浓度的增加，斜线向右依次排列。线向右依次排列。从图从图19.3中中可以看出，在相同压力可以看出，在相同压力19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理19.2.2 溴化锂水溶液的压力饱和温度溴化锂水溶液的压力饱和温度(P-t)图图单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷下，相对应的饱和温度随浓度的增加而增加。换句话说，下，相对应的饱和温度随浓度的增加而增加。换句话说，在相同温度下，相对应的饱和压力随浓度的增加而降低。在相同温度下，相对应的饱和压力随浓度的增加而降低。图中右下角的折线是结晶线。从图中还可以看到，在相同图中右下角的折线是结晶线。从图中还可以看到，在相同压力下，溴化锂的溶解度随溶液温度的降低而减小。压力下，溴化锂的溶解度随溶液温度的降低而减小。在在P-t图上可以清楚地看出溴化锂溶液在加热和冷却过图上可以清楚地看出溴化锂溶液在加热和冷却过程中热力状态的变化和过程。程中热力状态的变化和过程。图图19.3所示所示点点A，在等压条件，在等压条件下加热，随着温度的升高，溶液中的水分被蒸发，溶液温下加热，随着温度的升高，溶液中的水分被蒸发，溶液温度会随之增大。当温度升高到度会随之增大。当温度升高到96时，由于水分的蒸发，时，由于水分的蒸发，浓度达到浓度达到62%，即状态点，即状态点B。这样，溶液状态由点。这样，溶液状态由点A变到点变到点B，这是等压发生过程，发生在发生器中。反之，状态点，这是等压发生过程，发生在发生器中。反之，状态点B的溶液被冷却，如果压力不变，溶液就一定吸收水蒸气，的溶液被冷却，如果压力不变，溶液就一定吸收水蒸气，从而使浓度降低，就是等压吸收过程，发生在发生器中。从而使浓度降低，就是等压吸收过程，发生在发生器中。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理图19.3溴化锂溶液的压力-温度图单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理图19.3溴化锂溶液的压力-温度图单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷图图19.4为为溴化锂水溶液的溴化锂水溶液的h-图，描述了溴化锂水溶液图，描述了溴化锂水溶液的压力、温度、浓度、比焓四个参数之间的关系。图中纵的压力、温度、浓度、比焓四个参数之间的关系。图中纵坐标为溶液比焓坐标为溶液比焓h，横坐标为溶液的质量百分比浓度，横坐标为溶液的质量百分比浓度。全。全图分成上、下两部分，上半部分为汽相区，是溶液相平衡图分成上、下两部分，上半部分为汽相区，是溶液相平衡的水蒸气等压辅助曲线；下半部分为液相区，虚线为等温的水蒸气等压辅助曲线；下半部分为液相区，虚线为等温线簇，实线为等压线簇。线簇，实线为等压线簇。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理19.2.3 溴化锂水溶液的比焓浓度图溴化锂水溶液的比焓浓度图单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷利用利用h-图，只要知道图，只要知道P、t、h、中任意两个参数，就中任意两个参数，就可以确定其他另两个参数。确定方法见图可以确定其他另两个参数。确定方法见图19.4。如果已知。如果已知饱和溶液的浓度饱和溶液的浓度及温度及温度t，可在，可在h-图上用等温线、等浓度图上用等温线、等浓度线的交点求得饱和溶液的压力线的交点求得饱和溶液的压力P及水蒸气的焓值及水蒸气的焓值h。在在h图下部分实线为饱和液体等压线，某一压力下图下部分实线为饱和液体等压线，某一压力下溶液的饱和状态落在该压力值的等压线上。等压线以下为溶液的饱和状态落在该压力值的等压线上。等压线以下为过冷液体区，压力升高，温度、浓度、比焓不变时，虽然过冷液体区，压力升高，温度、浓度、比焓不变时，虽然状态点位置不变，但过冷液体区的上界线也随等压线上升，状态点位置不变，但过冷液体区的上界线也随等压线上升，该点该点1变成过冷状态。变成过冷状态。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理图19.4溴化锂水溶液的h-示意图单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷机是靠水在低压下不断汽化而产生溴化锂吸收式制冷机是靠水在低压下不断汽化而产生制冷效应。制冷效应。图图19.5（a）是）是一种最简单的利用溴化锂溶液实现制冷一种最简单的利用溴化锂溶液实现制冷的装置。把装有溴化锂浓溶液的容器的装置。把装有溴化锂浓溶液的容器A和水溶液的容器和水溶液的容器E相相连，并抽出空气维持一定的真空度。由于在容器连，并抽出空气维持一定的真空度。由于在容器A中的溴中的溴化锂浓溶液对水蒸气具有强烈的吸收作用，因此不断吸收化锂浓溶液对水蒸气具有强烈的吸收作用，因此不断吸收来自容器来自容器E的水蒸气，使的水蒸气，使E中的水蒸气分压力降低，促使容中的水蒸气分压力降低，促使容器器E中的水继续蒸发吸热，使中的水继续蒸发吸热，使E产生制冷效应。但是产生制冷效应。但是A中的中的溴化锂浓溶液随时间的增大，溶液变稀，吸收能力降低，溴化锂浓溶液随时间的增大，溶液变稀，吸收能力降低，19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理19.2.4 溴化锂吸收式制冷机的工作原理溴化锂吸收式制冷机的工作原理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷温度升高，使容器温度升高，使容器E的制冷能力减小，直到不能制冷。同时，的制冷能力减小，直到不能制冷。同时，容器容器E中的水也在不断减少。很明显，这套装置无法实现连中的水也在不断减少。很明显，这套装置无法实现连续制冷。续制冷。图图19.5（b）是）是改进以后的装置。在这套装置中，蒸发器改进以后的装置。在这套装置中，蒸发器E可以补水以补充蒸发掉的水，同时在吸收器中补充溴化锂可以补水以补充蒸发掉的水，同时在吸收器中补充溴化锂浓溶液，排出溴化锂稀溶液，以保证吸收器中溴化锂的吸收浓溶液，排出溴化锂稀溶液，以保证吸收器中溴化锂的吸收能力。为了提高蒸发器的换热能力及减少液柱对蒸发温度的能力。为了提高蒸发器的换热能力及减少液柱对蒸发温度的影响，在蒸发器中设置冷剂水泵和盘管，将水喷淋在盘管上，影响，在蒸发器中设置冷剂水泵和盘管，将水喷淋在盘管上，盘管内通过需冷却的冷冻水。为了增强吸收器的吸收作用，盘管内通过需冷却的冷冻水。为了增强吸收器的吸收作用，将溶液喷淋在管簇上，管簇内通以冷却水，带走吸收过程放将溶液喷淋在管簇上，管簇内通以冷却水，带走吸收过程放出的热量。这种装置虽然可以连续运行，但并不经济，它消出的热量。这种装置虽然可以连续运行，但并不经济，它消耗溴化锂和水，为此，应将溶液再生利用。耗溴化锂和水，为此，应将溶液再生利用。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷图图19.5（c）是）是溶液进行循环，制冷剂（简称冷剂水）溶液进行循环，制冷剂（简称冷剂水）也进行循环的溴化锂吸收式制冷机的流程图。在这个系统也进行循环的溴化锂吸收式制冷机的流程图。在这个系统中增设了发生器中增设了发生器G和冷凝器和冷凝器C。在发生器中装有加热盘管，。在发生器中装有加热盘管，并通以表压为并通以表压为0.1 MPa左右的工作蒸气或左右的工作蒸气或120左右的高温左右的高温水，加热稀溶液，使溶液沸腾，产生水蒸气，从而使溶液水，加热稀溶液，使溶液沸腾，产生水蒸气，从而使溶液变为浓溶液。浓溶液经节流后再回吸收器，吸收水蒸气后变为浓溶液。浓溶液经节流后再回吸收器，吸收水蒸气后变为稀溶液。吸收器中的稀溶液经溶液泵变为稀溶液。吸收器中的稀溶液经溶液泵SP升压送到发生升压送到发生器中。为了减少吸收器的排出热量和发生器水耗热量并提器中。为了减少吸收器的排出热量和发生器水耗热量并提高吸收式制冷机的热效率，系统中设有溶液热交换器高吸收式制冷机的热效率，系统中设有溶液热交换器HE，使稀溶液和浓溶液进行热交换，这样稀溶液被预热，使稀溶液和浓溶液进行热交换，这样稀溶液被预热，19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷而浓溶液得到冷却。发生器中产生的冷剂水蒸气在冷凝器而浓溶液得到冷却。发生器中产生的冷剂水蒸气在冷凝器中冷凝成冷剂水，再经中冷凝成冷剂水，再经U形管进入蒸发器形管进入蒸发器E中，中，U形管起冷形管起冷剂水的节流作用。冷凝器与蒸发器间的压差很小，一般为剂水的节流作用。冷凝器与蒸发器间的压差很小，一般为6.58 kPa，即，即U形管中水段定差只有形管中水段定差只有0.70.85 m即可。即可。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理图19.5溴化锂吸收式制冷机的工作原理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理图19.5溴化锂吸收式制冷机的工作原理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理图19.5溴化锂吸收式制冷机的工作原理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷机的理论循环是指工作过程中工质溴化锂吸收式制冷机的理论循环是指工作过程中工质流动没有压力损失，与外界无热交换，发生过程和吸收过流动没有压力损失，与外界无热交换，发生过程和吸收过程终了时溶液均达到平衡状态。程终了时溶液均达到平衡状态。图图19.6给出了给出了溴化锂吸收溴化锂吸收式制冷机循环在式制冷机循环在h-图上的表示。图中图上的表示。图中Pc为冷凝压力也是发为冷凝压力也是发生器中的压力，生器中的压力，Pe为蒸发压力，也是吸收器中的压力。为蒸发压力，也是吸收器中的压力。为吸收器出口的浓溶液温度；为吸收器出口的浓溶液温度；s为发生器出口的浓溶液浓为发生器出口的浓溶液浓度。在度。在h-图上由两条等压线（图上由两条等压线（Pc、Pe）和两条等浓度线）和两条等浓度线（、s）组成的四边形为溶液循环的状态变化过程。）组成的四边形为溶液循环的状态变化过程。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理19.2.5 溴化锂吸收式制冷机理论循环在溴化锂吸收式制冷机理论循环在h-图上的表示图上的表示 单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷（1）稀溶液的加热和预热）稀溶液的加热和预热由吸收器出来的稀溶液（点由吸收器出来的稀溶液（点1）压力为）压力为Pe，浓度为，浓度为，温度为，温度为t，经泵加压后，压力升高到，经泵加压后，压力升高到Pc，溶液状态由点，溶液状态由点1到点到点2，此时浓度不变，温度，此时浓度不变，温度t2t1，因此点，因此点2与点与点1基本重基本重合。这两点的区别在于点合。这两点的区别在于点1是是Pe下的饱和液体，点下的饱和液体，点2是压力是压力Pc下的过冷液体。点下的过冷液体。点2状态的溶液经溶液热交换器被预热。状态的溶液经溶液热交换器被预热。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷（2）发生器中蒸气的发生）发生器中蒸气的发生稀溶液（点稀溶液（点3）进入发生器后，先从过冷状态加热到饱）进入发生器后，先从过冷状态加热到饱和状态（过程和状态（过程33），此时浓度不变，温度由），此时浓度不变，温度由t3升高到升高到t3。继续加热，稀溶液在压力。继续加热，稀溶液在压力Pc下沸腾气化，其中冷剂水被下沸腾气化，其中冷剂水被蒸发出来，溶液浓度和温度升高。点蒸发出来，溶液浓度和温度升高。点4是发生过程的终了状是发生过程的终了状态，此时温度为态，此时温度为t4，浓度为，浓度为s。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷（3）浓溶液的冷却与节流）浓溶液的冷却与节流从发生器出来的浓溶液（点从发生器出来的浓溶液（点4）在溶液热交换器中被冷）在溶液热交换器中被冷却到点却到点5，温度由，温度由t4降到降到t5。点。点5是是Pc下的过冷液体。点下的过冷液体。点56是浓溶液节流过程，浓度不变，焓值不变，则点是浓溶液节流过程，浓度不变，焓值不变，则点6与点与点5重重合，此时点合，此时点6是压力是压力Pe下的湿蒸气状态。下的湿蒸气状态。（4）吸收器中的吸收过程）吸收器中的吸收过程状态点状态点6的浓溶液进入吸收器中，在等压下与蒸发器来的浓溶液进入吸收器中，在等压下与蒸发器来的冷剂水蒸气混合，浓溶液吸收水蒸气并放出热量，最后的冷剂水蒸气混合，浓溶液吸收水蒸气并放出热量，最后达到状态点达到状态点1。这个过程可以看成溶液由状态点。这个过程可以看成溶液由状态点6冷却到饱冷却到饱和状态点和状态点6，再进一步冷却并吸收水蒸气达到点，再进一步冷却并吸收水蒸气达到点1。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理图19.6在h-图上的理论制冷循环单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷（1）冷凝过程）冷凝过程发生器蒸发出来的水蒸气应该是发生过程发生器蒸发出来的水蒸气应该是发生过程34所产生所产生的蒸气混合物，可以看成是的蒸气混合物，可以看成是34过程平均状态的蒸气（即过程平均状态的蒸气（即状态点状态点7），由于从理论上讲产生的是纯水蒸气，故位于），由于从理论上讲产生的是纯水蒸气，故位于=0的纵坐标轴上。该蒸汽（冷剂水蒸汽）进入冷凝器中，的纵坐标轴上。该蒸汽（冷剂水蒸汽）进入冷凝器中，在压力在压力Pc下淋洒在冷凝器管簇外表面，放出冷凝热量，凝下淋洒在冷凝器管簇外表面，放出冷凝热量，凝结成冷剂饱和水（点结成冷剂饱和水（点8）。过程）。过程78即是冷剂水蒸气在冷凝即是冷剂水蒸气在冷凝器中的冷凝过程。凝结热量通过流经管簇内的冷却水吸收，器中的冷凝过程。凝结热量通过流经管簇内的冷却水吸收，由冷却水将冷凝热量排到系统外。由冷却水将冷凝热量排到系统外。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理19.2.6 溴化锂吸收式制冷循环过程溴化锂吸收式制冷循环过程单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷（2）节流过程）节流过程压力为压力为Pc的饱和冷剂水（点的饱和冷剂水（点8）经）经U形管节流后，压力形管节流后，压力降到降到Pe，进入蒸发器，此时焓值不变，故节流后的状态点，进入蒸发器，此时焓值不变，故节流后的状态点9与点与点8重合，但状态点重合，但状态点9是在压力是在压力Pe下的湿蒸气，即由大部下的湿蒸气，即由大部分的饱和水（点分的饱和水（点9）与小部分的饱和水蒸气（点）与小部分的饱和水蒸气（点9）所组）所组成。成。U形管不仅起节流作用，还有水封作用，防止上下筒形管不仅起节流作用，还有水封作用，防止上下筒压力串通，破坏上下筒之间压力差，影响制冷剂的蒸发与压力串通，破坏上下筒之间压力差，影响制冷剂的蒸发与吸收。吸收。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷（3）蒸发过程）蒸发过程节流后的冷剂水（点节流后的冷剂水（点9）进入蒸发器中，由于压力下降，）进入蒸发器中，由于压力下降，一部分冷剂水即刻汽化，温度降低，尚未汽化的冷剂水经一部分冷剂水即刻汽化，温度降低，尚未汽化的冷剂水经蒸发器管簇外表面吸收载冷剂的热量而汽化。状态点蒸发器管簇外表面吸收载冷剂的热量而汽化。状态点910表示了冷剂水在蒸发器中等压汽化过程。表示了冷剂水在蒸发器中等压汽化过程。19.2 溴化锂吸收式制冷机的工作原溴化锂吸收式制冷机的工作原理理单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷19.3 单效溴化锂吸收式制冷机的工单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程艺流程只有一个发生器的溴化锂吸收式制冷机称为单效溴化只有一个发生器的溴化锂吸收式制冷机称为单效溴化锂吸收式制冷机。锂吸收式制冷机。图图19.7是是国产单效溴化锂吸收式制冷机的流程图。从国产单效溴化锂吸收式制冷机的流程图。从图中可清楚看出溶液循环和冷剂水循环。图中可清楚看出溶液循环和冷剂水循环。溶液循环：从吸收器溶液循环：从吸收器4出来的稀溶液由发生器泵出来的稀溶液由发生器泵7升压升压后，经溶液热交换器后，经溶液热交换器5送入发生器送入发生器2中；而发生器中的浓溶中；而发生器中的浓溶液经热交换器及引射器液经热交换器及引射器9进入吸收器中。进入吸收器中。冷剂水循环：发生器中产生的冷剂水蒸汽进入到冷凝冷剂水循环：发生器中产生的冷剂水蒸汽进入到冷凝器器1中，蒸汽放出热量，冷凝成水，经中，蒸汽放出热量，冷凝成水，经U形管形管13进入蒸发器进入蒸发器3中，冷剂水汽化成蒸汽进入吸收器中，被浓溶液所吸收中，冷剂水汽化成蒸汽进入吸收器中，被浓溶液所吸收单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷在吸收器和发生器中压力很低，液柱对饱和温度（蒸在吸收器和发生器中压力很低，液柱对饱和温度（蒸发器中蒸发温度）影响很大，在蒸发器中发器中蒸发温度）影响很大，在蒸发器中100 mmH2O会使会使蒸发温度升高蒸发温度升高1012，由此可以看出水柱对蒸发温度的，由此可以看出水柱对蒸发温度的影响非常大，这种现象应当避免。因此，在吸收器和蒸发影响非常大，这种现象应当避免。因此，在吸收器和蒸发器中全部采用淋激式换热器，以减少液柱影响并增强换热器中全部采用淋激式换热器，以减少液柱影响并增强换热能力。为此，蒸发器设有冷剂水泵，将水喷淋在传热管簇能力。为此，蒸发器设有冷剂水泵，将水喷淋在传热管簇上，循环水量一般为蒸发量的上，循环水量一般为蒸发量的1020倍；吸收器设有吸收倍；吸收器设有吸收器泵，它的作用除喷淋外，还起引射浓溶液的作用。发生器泵，它的作用除喷淋外，还起引射浓溶液的作用。发生器采用沉浸式换热器，但液面高度应限制在器采用沉浸式换热器，但液面高度应限制在300500 mm。19.3 单效溴化锂吸收式制冷机的工单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程艺流程单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷系统中的冷剂水泵、发生器泵、吸收器泵均采用屏蔽系统中的冷剂水泵、发生器泵、吸收器泵均采用屏蔽泵，以满足溴化锂制冷机高真空度的要求。为了保证系统泵，以满足溴化锂制冷机高真空度的要求。为了保证系统内的真空度，系统中设有抽气装置。内的真空度，系统中设有抽气装置。19.3 单效溴化锂吸收式制冷机的工单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程艺流程单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷19.3 单效溴化锂吸收式制冷机的工单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程艺流程图19.7单效溴化锂吸收式制冷机的流程图单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷1.防结晶装置防结晶装置如果溴化锂溶液浓度过高或温度过低，会使溴化锂制如果溴化锂溶液浓度过高或温度过低，会使溴化锂制冷机在运行中结晶而不得不停机。这是溴化锂制冷机最大冷机在运行中结晶而不得不停机。这是溴化锂制冷机最大的障碍，必须设法杜绝。产生结晶的原因很多，比如：加的障碍，必须设法杜绝。产生结晶的原因很多，比如：加热蒸气压力不稳定，加热量突然增大，冷剂水蒸发过多而热蒸气压力不稳定，加热量突然增大，冷剂水蒸发过多而使发生器出口溶液浓度过高；操作不当或系统大量漏气，使发生器出口溶液浓度过高；操作不当或系统大量漏气，使吸收器中吸收冷剂蒸汽的能力减弱，也可引起发生器出使吸收器中吸收冷剂蒸汽的能力减弱，也可引起发生器出口浓溶液浓度过高；冷却水温度过低，稀溶液与浓溶液在口浓溶液浓度过高；冷却水温度过低，稀溶液与浓溶液在热交换器进出口热交换过程剧烈，致使溶液温度过低；运热交换器进出口热交换过程剧烈，致使溶液温度过低；运行过程中停电，由发生器来的浓溶液来不及稀释。为了行过程中停电，由发生器来的浓溶液来不及稀释。为了19.3 单效溴化锂吸收式制冷机的工单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程艺流程19.3.2 溴化锂制冷机的安全装置溴化锂制冷机的安全装置单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷防止溶液结晶，防止溶液结晶，在图在图19.7中中使用了浓溶液溢流管，又称防使用了浓溶液溢流管，又称防结晶管。结晶通常发生在浓度高而温度低的地方，即浓溶结晶管。结晶通常发生在浓度高而温度低的地方，即浓溶液热交换器的浓溶液出口管上，一旦发生结晶现象，浓溶液热交换器的浓溶液出口管上，一旦发生结晶现象，浓溶液由于不能正常通过热交换器而使发生器内溶液液位上升。液由于不能正常通过热交换器而使发生器内溶液液位上升。当液位超过隔板时，浓溶液就从溢液管流入吸收器中，使当液位超过隔板时，浓溶液就从溢液管流入吸收器中，使吸收器中溶液温度升高，温度较高的稀溶液经热交换器时，吸收器中溶液温度升高，温度较高的稀溶液经热交换器时，可将结晶融化。可将结晶融化。19.3 单效溴化锂吸收式制冷机的工单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程艺流程单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷2.冷剂水和冷冻水的防冻装置冷剂水和冷冻水的防冻装置在溴化锂制冷机运行过程中，如果冷冻水泵突然发生在溴化锂制冷机运行过程中，如果冷冻水泵突然发生故障，或者负荷降低，冷量自动调节系统失控，加热蒸汽故障，或者负荷降低，冷量自动调节系统失控，加热蒸汽量过大则会使蒸发温度过低，使蒸发器内冷剂水和冷冻水量过大则会使蒸发温度过低，使蒸发器内冷剂水和冷冻水有结冻的危险，严重时可冻裂传热管。为了避免此现象发有结冻的危险，严重时可冻裂传热管。为了避免此现象发生，可以采取以下措施：生，可以采取以下措施：（1）在冷剂水管道上安装一个温度继电器，当温度低在冷剂水管道上安装一个温度继电器，当温度低于给定值时，温度继电器动作（断开），使蒸发器泵停止于给定值时，温度继电器动作（断开），使蒸发器泵停止运行，并关闭蒸汽阀门。这样，由于蒸发器泵不起作用，运行，并关闭蒸汽阀门。这样，由于蒸发器泵不起作用，制冷效果消失，蒸发器中蒸发温度升高，直至冷剂水温度制冷效果消失，蒸发器中蒸发温度升高，直至冷剂水温度高于给定值，温度继电器闭合，蒸发器泵继续启动运行，高于给定值，温度继电器闭合，蒸发器泵继续启动运行，并打开蒸汽阀门，制冷机重新工作。并打开蒸汽阀门，制冷机重新工作。19.3 单效溴化锂吸收式制冷机的工单效溴化锂吸收式制冷机的工艺流程艺流程单元单元19溴化锂吸收式制冷溴化锂吸收式制冷（2）在冷冻水管道上安装一个压力继电器或压差继电在冷冻水管道上安装一个压力继电器或压差继电器，当冷冻水泵发生故障停机时，冷冻水管道上的压力下降，器，当冷冻水泵发生故障停机时，冷冻水管道上的压力下降，压力继电器动作，制冷机停止运行。压差继电器与压力继电压力继电器动作，制冷机停止运行。压差继电器与压力继电器作用相同，只是压差继电器更能可靠地反映出冷冻水泵是器作用相同，只是压差继电器更能可靠地反映出冷冻水泵是否发生故障。如果冷冻水