溴化锂吸收式制冷原理及设计介绍(课堂PPT).ppt

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溴化锂吸收式制冷,制冷原理与设备,1,主要内容,6.1,溴化锂水溶液的性质,6.2,溴化锂吸收式制冷机原理,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,6.4,双效溴化锂吸收式制冷机,6.5,溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径,6.6,溴化锂吸收式制冷机的冷量调节及安全保护措施,6.7,溴化锂吸收式制冷机的特点,2,6.1,溴化锂水溶液的性质,一、水,无毒、不燃烧、不爆炸；,气化潜热大（约,2500kJ,kg,，比,R12,大,16,倍）；,比容大，为,43.37m,3,/kg,；,常压下的蒸发温度较高，常温下的饱和压力很低。例如当温度为,25,时，它的饱和压力为,3.167kPa,；,一般情况下，水在,0,时就结冰，因而限制了它的应用范围。,3,6.1,溴化锂水溶液的性质,二、溴化锂,溴化锂（,LiBr,）的性质与,Nacl,（食盐）相似，属盐类，有咸味，呈无色粒状晶体；,融点为,549,，沸点为,1265,，在常温或一般高温下可以认为是不挥发的；,极易溶于水；,性质稳定，在大气中不变质、不分解；,4,6.1,溴化锂水溶液的性质,三、溴化锂水溶液,无色液体，有咸味，无毒，加入铬酸锂后溶液至淡黄色；,溴化锂在水中的溶解度随温度的降低而降低；,水蒸气分压力很低，它比同温度下纯水的饱和蒸气压力低得多，因而有强烈的吸湿性；,溴化锂水溶液具有吸收温度比它低的水蒸气的能力；,当溴化锂水溶液浓度为,50,、温度为,25,时，饱和蒸气压力为,0.85kPa,，而水在同样温度下的饱和蒸气压力为,3.167kPa,。如果水的饱和蒸气压力大于,0.85kPa,，例如压力为,1kPa,（相当于饱和温度为,7,）时，上述溴化锂溶液就具有吸收它的能力。,5,6.1,溴化锂水溶液的性质,三、溴化锂水溶液,由溴化锂水溶液中产生的水蒸气总是处于过热状态；,如果压力相同，溶液的饱和温度一定大于水的饱和温度,密度比水大，并随溶液的浓度和温度而变；,比热容较小，这意味着加给溶液较少的热量水就会蒸发；,粘度、表面张力较大；,溴化锂水溶液的导热系数随浓度之增大而降低，随温度的升高而增大；,对黑色金属和紫铜等材料有强烈的腐蚀性，有空气存在时更为严重，因腐蚀而产生的不凝性气体对装置的制冷量影响很大。,6,6.1,溴化锂水溶液的性质,四、溴化锂水溶液物性参数的计算公式,溴化锂水溶液的饱和温度；,溴化锂水溶液的定压比热容；,溴化锂水溶液的密度；,溴化锂水溶液的质量浓度；,溴化锂水溶液的导热率；,溴化锂水溶液的动力粘度；,溴化锂水溶液的表面张力,7,6.2,溴化锂吸收式制冷机原理,一、工作原理与循环,1.,工作原理,图,4-1,吸收式和蒸汽压缩式制冷机工作原理,a,）吸收式制冷机,b,）蒸汽压缩式制冷机,E,一蒸发器,C,一冷凝器,EV,一膨胀阀,CO,一压缩机,G,一发生器,A,一吸收器,P,一溶液泵,8,6.2,溴化锂吸收式制冷机原理,一、工作原理与循环,1.,工作原理,9,6.2,溴化锂吸收式制冷机原理,1.,工作原理,10,6.2,溴化锂吸收式制冷机原理,2.,制冷系统,11,6.2,溴化锂吸收式制冷机原理,2.,制冷系统,12,62,溴化锂吸收式制冷机原理,3,、工作过程,发生器中产生的冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成冷剂水，经,U,形管进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷效应。,发生器中流出的浓溶液降压后进入吸收器、吸收由蒸发器产生的冷剂蒸气，形成稀溶液，用泵将稀溶液输送至发生器，重新加热，形成浓溶液。,13,6.2,溴化锂吸收式制冷机原理,二、工作过程在焓浓度图上的表示,稀溶液的加压和预热过程,发生器中的蒸气发生过程,浓溶液的冷却与节流过程,吸收器中的吸收过程,溴化锂吸收式制冷循环过程,1,）冷凝过程,2,）节流过程,3,）蒸发过程,14,6.2,溴化锂吸收式制冷机原理,再循环倍率,发生不足,发生终了浓溶液的浓度低于理想情况下的浓度,吸收不足,吸收终了的稀溶液浓度比理想情况下的高,15,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,一、热力计算,1.,已知参数,制冷量,Q0,冷媒水出口温度,t,x,冷却水进口温度,t,w,加热热源温度,2.,设计参数的选择,吸收器、发生器冷却水出口温度,tw1,、,tw2,考虑串连情况：,总温升控制在,7,9,16,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,2.,设计参数的选择,冷凝温度,tk,和冷凝压力,pk,蒸发温度,t0,和蒸发压力,p0,吸收器内稀溶液最低温度,吸收器内压力,17,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,2.,设计参数的选择,稀溶液浓度,浓溶液浓度,发生器内浓溶液最高温度,溶液热交换器出口温度,18,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,2.,设计参数的选择,吸收器喷淋溶液状态,19,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,3.,设备热负荷计算,冷剂水流量,发生器热负荷,20,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,3.,设备热负荷计算,冷凝器热负荷,吸收器热负荷,21,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,3.,设备热负荷计算,溶液热交换器热负荷,22,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,4.,装置的热平衡式、热力系数及热力完善度,装置热平衡式,热力系数,热力完善度,23,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,5.,加热蒸气的消耗量及各类泵的流量,加热蒸气的消耗量,吸收器泵的流量,24,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,5.,加热蒸气的消耗量及各类泵的流量,发生器泵的流量,冷媒水泵的流量,25,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,5.,加热蒸气的消耗量及各类泵的流量,冷却水泵的流量,蒸发器泵的流量,对于吸收器,对于冷凝器,26,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,二、传热计算,1.,传热计算公式,27,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,1.,传热计算公式,流动方式,a,b,应用范围,顺流,0.35,0.65,逆流,0.65,0.65,叉流,0.425,0.65,两种流体均叉流,0.5,0.65,一种流体叉流,各种流动状态下的,a,、,b,值,28,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,2.,各种换热设备传热面积的计算,发生器的传热面积,冷凝器传热面积,吸收器传热面积,29,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,2.,各种换热设备传热面积的计算,蒸发器的传热面积,溶液热交换器传热面积,3.,传热系数,由实验数据而得,30,6.3,溴化锂吸收式制冷机的热力计算及传热计算,三、举例,已知：制冷量,冷媒水进口温度,冷媒水出口温度,冷却水进口温度,加热工作蒸气压力 相当于蒸气温度,31,6.4,双效溴化锂吸收式制冷机,一、双效溴化锂吸收式制冷机的循环,1.,串联流程,1,：高压发生器,2,：低压发生器,3,：冷凝器,4,：蒸发器,5,：吸收器,6,：高温热交换器,7,：溶液调节阀,8,：低温热交换器,9,：吸收器泵,10,：发生器泵,11,：蒸发器泵,12,：抽气装置,13,：防晶管,32,6.4,双效溴化锂吸收式制冷机,2.,串联流程焓浓度图,33,6.4,双效溴化锂吸收式制冷机,3.,并联流程,图,4-4,双效溴化锂吸收式制冷机并联系统流程,1,高压发生器泵,2,高温换热器,3,吸收器,4,蒸发器,5,高压发生器,6,冷凝器,7,低压发生器,8,、,12,引射器,9,冷剂水泵,10,凝水换热器,11,低温换热器,13,溶液泵,34,6.4,双效溴化锂吸收式制冷机,二、双效溴化锂吸收式制冷循环的热力计算（略）,35,6.5,溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径,一、溴化锂吸收式制冷机的性能,1.,加热蒸气压力（温度）变化对性能的影响,加热蒸气压力与制冷量的关系,加热蒸气压力变化对循环的影响,36,6.5,溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径,2.,冷媒水出口温度的变化对性能的影响,冷媒水出口温度与制冷量的关系,冷媒水出口温度变化对循环的影响,37,6.5,溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径,3.,冷却水进口温度变化对性能的影响,冷却水进口温度变换对循环的影响,38,6.5,溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径,4.,冷却水水量、冷媒水量对性能的影响,39,6.5,溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径,5.,冷却水、冷媒水水质变化对性能的影响,40,6.5,溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径,6.,稀溶液循环量变化对性能的影响,稀溶液循环量的变化对制冷量的影响,41,6.5,溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径,7.,不凝性气体对机组性能的影响,不凝性气体对制冷量的影响,42,6.5,溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径,二、提高制冷系统性能的途径,1.,及时抽取不凝性气体,43,6.5,溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径,2.,调节溶液的循环量,过大：溶液浓度差减少，冷剂蒸气量减少，吸收液温度升高；,过小：机组部分负荷运行，溶液浓度差增大浓度过高有结晶危险,3.,强化传热传质过程,添加能量添加剂辛醇（可提高制冷量,10,20,）,减少冷剂蒸气流动阻力,提高换热管内介质流速,传热管表面进行脱脂和防腐蚀处理,改善喷淋溶液的雾化情况,提高水质（冷却水和冷媒水）,采用强化传热管,合理调节喷淋密度,44,6.5,溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径,4.,采取适当的防腐措施,防止腐蚀产生的不凝性气体影响,采用钢制材料成本高,加入铬酸锂和适量的氢氧化锂,其它缓蚀剂,45,6.6,溴化锂吸收式制冷机的冷量调节及安全保护措施,一、冷量调节,（,1,）加热蒸气量调节法,（,2,）加热蒸气压力调节法,（,3,）加热蒸气凝结水量调节法,（,4,）冷却水量调节法,（,5,）溶液循环量调节法,（,6,）溶液循环量与蒸气量组合调节法,（,7,）溶液循环量与加热蒸气凝结水量组合调节法,46,7.6,溴化锂吸收式制冷机的冷量调节及安全保护措施,二、安全保护措施,1.,防止溴化锂结晶措施,设置自动溶晶管只能消除结晶，不能防止结晶,在发生器出口浓溶液管道上设温度继电器，用它控制加热蒸气阀门的开启度,在蒸发器液囊中装液位控制器，使冷剂水旁通到吸收器中，从而防止溶液因浓度过高而结晶,装设溶液泵和蒸发器泵延时继电器，使机组在关闭加热蒸气阀门后，两泵能继续运行,10,分钟左右，使吸收器中的稀溶液和发生器中的浓溶液充分混合，也可使蒸发器中的冷剂水能被喷淋溶液充分吸收，溶液得到稀释，就能防止停车后溶液因温度降低而结晶。,加设手动阀门控制的冷剂水旁通管。如果运行时突然停电，打开手动阀门，使蒸发器中的冷剂水旁通到吸收器中，溶液被稀释，从而防止了结晶的产生。,47,6.6,溴化锂吸收式制冷机的冷量调节及安全保护措施,2.,预防蒸发器中冷媒水或冷剂水冻结的措施,可在冷剂水管道上装设温度继电器，在冷媒水管道上装设压力继电器或压差继电器,3.,屏蔽泵的保护,在蒸发器和吸收器液囊中装设液位控制器，保证屏蔽泵有足够的吸入高度,在屏蔽泵电路中装设过负荷继电器，对电机和叶轮等起保护作用,在屏蔽泵出口管道上装没温度继电器，以防润滑油温度过高使轴承受到损坏,4.,预防冷剂水污染的措施发生在冷却水温度过低时,在冷却水进口处装设水量调节阀，通过减少冷却水量的办法提高冷却水进冷凝器的温度及冷凝压力，从而预防冷剂水的污染,48,6.7,溴化锂吸收式制冷机的特点,无臭、无味、无毒，对人体无危害；,对热源的要求不高；,除泵以外没有其它运动部件；,结构简单，制造方便；,装置处于真空下运行，无爆炸危险；,操作简单，维护保养方便，易于实行自动化运行；,能在,l0,100,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不明显下降；,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；,冷却水消耗量大；,只能制取,5,以上的冷水；,热力系数较低；,溴化锂价格较贵，机组充灌量大，初投资较高。,49,