第六章 溴化锂吸收式冷热水机组课件.ppt
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1、第六章 溴化锂吸收式冷热水机组,LOGO,6.1 吸收式制冷和热泵的基本概念,气体制冷剂回复到液体状态,制冷剂蒸发,吸收热量制冷,(利用吸收方式),工作原理,LOGO,吸收式制冷利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸气,在另一种条件下又能吸收低沸点组分这一特性完成制冷循环。 目前吸收式制冷机多用二元溶液,习惯上称低沸点组分为制冷剂,高沸点组分为吸收剂。,LOGO,吸收式与蒸气压缩式制冷循环的比较 (a)蒸气压缩式制冷循环;(b)吸收式制冷循环,相对于压缩机,LOGO,整个系统包括两个回路: 制冷剂回路 溶液回路,吸收式制冷是利用工质对的质量分数变化,完成制冷剂的循环,因而被称为吸收式制冷。,
2、LOGO,发生器和冷凝器(高压侧)与蒸发器和吸收器(低压侧)之间的压差通过安装在相应管道上的膨胀阀或其它节流机构来保持。在溴化锂吸收式制冷机中,这一压差相当小,一般只有6.58kPa,因而采用U型管、节流短管或节流小孔即可。,LOGO,发生器 generator吸收式制冷机中,通过加热析出制冷剂的设备。吸收器 absorber吸收式制冷机中,通过浓溶液吸收剂在其中喷雾以吸收来自蒸发器的制冷剂蒸气的设备。,LOGO,综上所述,溴化锂吸收式制冷机的工作过程可分为两个部分:(1)制冷剂循环 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。这些过程与蒸气压
3、缩式制冷循环在冷凝器、节流阀和蒸发器中所产生的过程完全相同; (2)溶液循环 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。这些过程的作用相当于蒸气压缩式制冷循环中压缩机所起的作用。,LOGO,思考:压缩式与吸收式制冷的异同?,共同点:高压制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝后,经节流元件节流,温度和压力降低,低温、低压液体在蒸发器内汽化,实现制冷。,不同点:,消耗的能量不同蒸发压缩式制冷机消耗机械功,吸收式制冷机消耗的是热能。吸收制冷剂蒸气的方式不同利用液体蒸发连续不断地制冷时,需不断地在蒸发器内产生蒸气。蒸气压缩式用压缩机
4、吸收此蒸气,吸收式制冷机用吸收剂在吸收器内吸取制冷剂蒸气。,LOGO,将低压制冷剂蒸气变为高压制冷剂蒸气时采取的方式不同蒸气压缩式制冷机通过原动机驱动压缩机完成,吸收式制冷机则是通过吸收器、溶液泵、发生器和节流阀完成。提供的冷源温度不同蒸气压缩式制冷可以提供0以下的低温冷源,应用范围广泛;而吸收式制冷一般只能制取0以上的冷水,多用于空调系统。,工质不同,压缩式制冷,吸收式制冷,单组分或多组分工质,双组分工质对,溴化锂水,氨水,吸收剂 制冷剂,高沸点组分,低沸点组分,LOGO,总结:(1)可以利用各种热能(蒸气、废热、余热、燃油、燃气等)驱动;(2)可以大量节约用电;(3)结构简单,运动部件少,
5、安全可靠;(4)对环境和大气臭氧层无害。,LOGO,评价指标:吸收式制冷机所消耗的能量主要是热能,制冷剂的性能系数(热力系数 )作为其经济性评价指标。性能系数COP是吸收式制冷机所制取的制冷量Qe与发生器消耗的热量Qg与溶液泵消耗的功率Wp两者代数和之比:,吸收式热泵的制热性能系数COPh是吸收器和冷凝器释放的总热量与发生器消耗的热量Qg与溶液泵消耗的功率Wp两者代数和之比:,LOGO,理想吸收式制冷的性能系数,设高温热源温度为T1,低温热源温度为T2,环境温度为Ts。,吸收式制冷机的热力循环过程中分别与三个热源进行能量交换。,0,由于Qa+Qc=Qg+Qe,理想吸收式制冷机,等号成立,是Ts
6、、T2间逆卡诺循环制冷系数COPc;,是T1、Ts间卡诺循环的热效率c。,c,LOGO,溴化锂水溶液的热力性质图,溴化锂水溶液水是制冷剂,溴化锂是吸收剂,溴化锂水溶液的压力饱和温度图,纯水的压力饱和温度关系,溴化锂溶液沸腾时,只有水被汽化,故溶液的蒸气压为水蒸气的分压。由图可知:,一定温度下,溶液的水蒸气饱和分压力低于纯水的饱和分压力,并且浓度越高,分压力越低。,结晶线表明在不同温度下的饱和浓度。温度越低,饱和浓度也越低。,溴化锂溶液的浓度过高或溶液温度过低均易形成结晶。(机组运行时应防止发生结晶),(一)溴化锂水溶液的压力饱和温度图,LOGO,(二)溴化锂水溶液的比焓浓度图,饱和液态和过冷液
7、态的比焓在h图上可根据等温线和等浓度线的交点确定。在溴化锂溶液的h图上只有液相区,气态为纯水蒸汽,集中在0的纵轴上。由于平衡时气液同温度,可通过某等压辅助线和等焓线交点确定。,当压力较低时,压力对液体的比焓和混合热的影响很小,可认为溶液的比焓只是温度和浓度的函数。,溴化锂水溶液的比焓浓度图,LOGO,6.2 单效溴化锂吸收式制冷机,流程与结构特点,流程,冷凝器、发生器蒸发器、吸收器,LOGO,结构形式,C-冷凝器、G-发生器E-蒸发器、A-吸收器,LOGO,溴化锂吸收式制冷机的主要附加措施,1. 防腐蚀问题,溴化锂水溶液对一般金属有腐蚀作用,尤其在有空气存在的情况下腐蚀更为严重。,2. 抽气设
8、备,定期抽气系统,自动抽气装置,LOGO,3. 防止结晶问题,结晶现象一般先发生在溶液热交换器的浓溶液侧,因为此外溶液浓度最高,温度较低,通路窄小。发生结晶后,浓溶液通路被阻塞,引起吸收器液位下降,发生器液位上升,直到制冷机不能运行。 为解决热交换器浓溶液侧的结晶问题,在发生器中设有浓溶液溢流管,或称防晶管。,4. 制冷量的调节,吸收式制冷机的制冷量一般是根据蒸发器出口被冷却介质的温度,用改变加热介质流量和稀溶液循环量的方法进行调节的。用这种方法可以实现在10100范围内制冷量的无级调节。,LOGO,理论循环在h-图上的表示,溶液循环过程:(1)稀溶液的加压1-2和预热过程2-3。(2)蒸汽发
9、生过程3-4-5。 (3)浓溶液冷却5-6与节流 6-7。(4)吸收过程,8,91。,浓与稀溶液的混合、加压喷淋和吸收过程,LOGO,冷剂水循环过程:(1)冷凝过程10-11。(2)节流和蒸发过程 11-12-12-13-14。,冷剂水节流、加压、喷淋和蒸发过程。,LOGO,热力计算,(1)制冷量,(kW),(2)冷凝器热负荷,(kW),(3)循环倍率与溶液流量,设稀溶液流量,(kg/s),浓度为,浓溶液流量,(kg/s),浓度为,a称为循环倍率,LOGO,(4)吸收器热负荷,(kW),(5)发生器热负荷,(kW),(6)溶液热交换器负荷,(kW),LOGO,(7)制冷性能系数,(8)吸收式热
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