溴化鋰工作原理知識

1、溴化鋰吸收式制冷機的工作原理冷水在蒸發(fā)器被來自冷凝器減壓節(jié)流后的低溫冷劑水冷卻，冷劑水自身吸收 冷水熱量后蒸發(fā)，成為冷劑蒸汽，進入吸收器，被濃溶液吸收，濃溶液變成 稀溶液。吸收器里的稀溶液，由溶液泵送往熱交換器、熱回收器后溫度升高， 最后進入再生器，在再生器中稀溶液被加熱，成為最終濃溶液。濃溶液流經(jīng) 熱交換器，溫度被降低，進入吸收器，滴淋在冷卻水管上，吸收來自蒸發(fā)器 的冷劑蒸汽，成為稀溶液。另一方面，在再生器，外部高溫水加熱溴化鋰溶 液后產(chǎn)生的水蒸汽，進入冷凝器被冷卻，經(jīng)減壓節(jié)流，變成低溫冷劑水，進 入蒸發(fā)器，滴淋在冷水管上，冷卻進入蒸發(fā)器的冷水。該系統(tǒng)由兩組再生器、 冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、

2、熱交換器、溶液泵及熱回收器組成，并且依靠熱 源水、冷水的串聯(lián)將這兩組系統(tǒng)有機地結合在一起，通過對高溫側、低溫側 溶液循環(huán)量和制冷量的最佳分配，實現(xiàn)溫度、壓力、濃度等參數(shù)在兩個循環(huán) 之間的優(yōu)化配置，并且最大限度的利用熱源水的熱量，使熱水溫度可降到 66 C。以上循環(huán)如此反復進行，最終達到制取低溫冷水的目的。溴化鋰吸收式制冷機以水為制冷劑，溴化鋰水溶液為吸收劑，制取0C以上的 低溫水，多用于空調(diào)系統(tǒng)。溴化鋰的性質與食鹽相似，屬鹽類。它的沸點為 1265C，故在一般的高溫下 對溴化鋰水溶液加熱時，可以認為僅產(chǎn)生水蒸氣，整個系統(tǒng)中沒有精餾設備， 因而系統(tǒng)更加簡單。溴化鋰具有極強的吸水性，但溴化鋰在水中

3、的溶解度是 隨溫度的降低而降低的，溶液的濃度不宜超過 66 %，否則運行中，當溶液溫 度降低時，將有溴化鋰結晶析出的危險性，破壞循環(huán)的正常運行。溴化鋰水 溶液的水蒸氣分壓，比同溫度下純水的飽和蒸汽壓小得多，故在相同壓力下，溴化鋰水溶液具有吸收溫度比它低得多的水蒸氣的能力，這是溴化鋰吸收式 制冷機的機理之一。在溴化鋰吸收式制冷機循環(huán)的二元工質中，水是制冷劑。水在真空狀態(tài)下蒸 發(fā)，具有較低的蒸發(fā)溫度（6C），從而吸收載冷劑熱負荷，使之溫度降低。 溴化鋰水溶液是吸收劑，在常溫和低溫下強烈地吸收水蒸氣，但在高溫下又 能將其吸收的水分釋放出來。吸收與釋放周而復始制冷循環(huán)不斷。制冷過程 中的熱能為蒸汽，也

4、可叫動力冷暖空調(diào)網(wǎng)。溴化鋰吸收式制冷原理和蒸汽壓縮制冷原理有相同之處，都是利用液態(tài)制冷劑在 低溫、低壓條件下，蒸發(fā)、汽化吸收載冷劑的熱負荷，產(chǎn)生制冷效應。所不 同的是，溴化鋰吸收式制冷是在利用“溴化鋰-水”組成的二元溶液為工質對, 完成制冷循環(huán)的。在溴化鋰吸收式制冷機循環(huán)的二元工質中，水是制冷劑。水在真空狀態(tài)下蒸 發(fā)，具有較低的蒸發(fā)溫度（6C）,從而吸收載冷劑熱負荷，使之溫度降低。 溴化鋰水溶液是吸收劑，在常溫和低溫下強烈地吸收水蒸氣，但在高溫下又 能將其吸收的水分釋放出來。吸收與釋放周而復始制冷循環(huán)不斷。制冷過程 中的熱能為蒸汽，也可叫動力。溴化鋰吸收式制冷機性能提高途徑溴化鋰吸收式制冷機的

5、性能溴化鋰吸收式制冷機的性能，除了受冷媒水和冷卻水溫度、流量以及水質等因素的 影響外，還與加熱蒸氣的壓力(溫度)、溶液的流量等因素有關。了解以上因素對溴化 鋰吸收式制冷機的影響，對設計、操作和正確選擇溴化鋰吸收式制冷機均具有重要的指 導意義。(1) 加熱蒸氣壓力(溫度)的變化對機組性能的影響當其它參數(shù)不變時，加熱蒸氣壓力對制冷量的影響如圖1所示。由圖可知，當加熱蒸氣壓力提高時，制冷量增大，但蒸氣壓力不宜過高，否則，不但制冷量增加緩慢，而 且濃溶液有產(chǎn)生結晶的危險，同時會削弱鉻酸鋰的緩蝕作用，因而一般加熱蒸氣壓力不 超過 0.29Mpa(132 C )為宜。團1抑熱麺氣壓力與制玲量的關系團2加熱

6、裁氣圧力變化對從環(huán)的黨響加熱蒸氣的壓力變化時，溶液循環(huán)的變化如圖2所示。當壓力降低時，加熱溫度降低，發(fā)生器出口濃溶液的溫度由"降至場，濃度由空降為空,發(fā)生出來的水蒸氣量減少,因而制冷量減少。隨著制冷量的減少，冷凝及吸收器的熱負荷均減少，冷凝壓力由 為兀，稀溶液出吸收器的溫度由°降至對。由于冷媒水出口溫度升高，導致蒸發(fā)壓力 由乩上升至曲，稀溶液出口濃度由劈 降為聖。綜上所述，隨加熱蒸氣壓力的降低，溶 液的循環(huán)過程由原來的2-5-4-6-2 變?yōu)?t-5t4'-6f-2,，因為人鼻 必徐，故總的放氣 圍減少，制冷量下降，熱力系數(shù)降低。(2) 冷媒水出口溫度的變化對機組性

7、能的影響當其它參數(shù)不變時，冷媒水出口溫度對制冷量的影響如圖3所示。由圖可以看出,冷媒水出口溫度降低時，制冷量隨之下降E 3 冷媒水出口昂度與韋舲量削關汞口 LJA21>0 >J6tsJJo stsv J JAe國q刖ST冷媒水出口溫度變化時，溶液循環(huán)的變化如圖4所示。當冷媒水出口溫度降低時,蒸發(fā)壓力由叭 降至對，吸收能力減弱，吸收終了稀溶液濃度鑒 升高，放氣圍變小，制 冷量下降。由于冷媒水量不變，制冷量的下降使冷媒水出口溫度稍有回升，蒸發(fā)壓力由回升至乳，同時冷凝器、發(fā)生器以及吸收器的熱負荷也隨之下降，導致發(fā)生器出口濃溶 液溫度由耳升高到W，冷凝壓力由比 降至阮。吸收器出口稀溶液溫度

8、由耳 降至眄， 溶液的循環(huán)過程由原來的2-5-4-6-2變?yōu)榘?5'm。因為駛，故總的放氣 圍減少，制冷量下降，熱力系數(shù)降低。(3) 冷卻水進口溫度的變化對機組性能的影響其它參數(shù)不變時，冷卻水進口溫度對制冷量的影響如圖5所示。由圖可以看出，隨冷卻水進口溫度的降低，制冷量增大。切©EJ 5冷卻水進口溫厘與制冷量的關垂圉6席卻水進口爲度麥化對循環(huán)的總啊冷卻水進口溫度變化時，溶液循環(huán)的變化如圖6所示。當冷卻水進口溫度降低時，吸收器出口稀溶液的溫度由3降至U，濃度蠢 也隨之下降，冷凝壓力由鞏 下降至用， 從而使發(fā)生器出口濃溶液的濃度鑫增加，顯然，它將使循環(huán)的放氣圍增大，制冷量增加。

9、但隨著制冷量的增大，吸收器熱負荷增加，稀溶液出口溫度由宵回升至眄；冷媒水出口溫度降低，蒸發(fā)壓力由耳。降為瓦；冷凝器負荷增加，冷凝器負荷增加，冷凝壓力由回 升至兀；發(fā)生器負荷增加，發(fā)生器出口濃溶液的溫度由S降至城。從而使原來的循環(huán)2-546-2變?yōu)閨2f-5,-4*-ff-2r o由于放氣圍增大，故制冷量增加，熱力系數(shù)提高。必須指出，對于溴化鋰吸收式制冷機，冷卻水進口溫度不宜過低，否則會引起濃溶 液結晶、蒸發(fā)器泵吸空或冷劑水污染等問題。當冷卻水溫度低于16 C時，應減少冷卻水量，使其出口溫度適當提高。(4) 冷卻水量與冷媒水量的變化對機組性能的影響其它參數(shù)不變時，冷卻水量的變化將引起冷卻水溫的改

10、變，因而冷卻水量變化對制冷量的影響與冷卻水溫度變化對制冷量的影響相似，但它除了引起循環(huán)各參數(shù)的變化外，還將引起吸收器和冷凝器中傳熱系數(shù)的變化。冷卻水量的變化對制冷量的影響如圖7所示。圖 冷卻水最與制冷量的黃乘g 813o 531349-二ao ion 120 moq訕（古/W圖S冷媒水流量與制冷量的關系冷媒水出口溫度不變時，冷媒水量的變化對制冷量的影響很小。例如當泠媒水量增大時，一方面使得蒸發(fā)器傳熱管流速增加，傳熱系數(shù)增大，制冷量增加；另一方面，由 于外界負荷不變，從而使冷媒水回水溫度（即冷媒水的進口溫度）降低，導致平均溫差 降低，制冷量減少。兩者綜合的結果是機組的制冷量幾乎不發(fā)生變化，見圖8

11、。（5）冷媒水與冷卻水水質的變化對機組性能的影響水中的污垢對換熱器的傳熱性能影響很大，水質越差越易形成污垢，表1列出了污垢系數(shù)與制冷量的關系。« 1 污垢系數(shù)對制袴瑩附鬆響污垢系數(shù)- KTkW）制冷量（）0.0 S<50.1720.344冷卻水側（）1006974r冷媒水側（）n100-52/(6) 稀溶液循環(huán)量的變化對機組性能的影響稀溶液循環(huán)量與系統(tǒng)制冷量的變化關系如圖9所示。當溶液的循環(huán)倍率 a保持不變0.M0.040 02T5/時，由于單位制冷量變化不大，因此機組的制冷量幾乎與溶液的循環(huán)量成正比。2040 GO 90100Q。俠)圈9稀潯液誘環(huán)量的變化對制滲量的影呃(7)

12、不凝性氣體對機組性能的影響不凝性氣體是指在制冷機的工作溫度、壓力圍不會冷凝、也不會被溴化鋰溶液所吸 收的氣體。不凝性氣體的存在增加了溶液表面的分壓力，使冷劑蒸氣通過液膜被吸收時 的阻力增加，傳質系數(shù)關系小，吸收效果降低。另外，倘若不凝性氣體停滯在傳熱管表 面，會引成熱阻力，影響傳熱效果。它們均導致制冷量下降。由圖10可以看出，若機組中加入："，就會使機組的制冷量由原來的2267.4kw 降為 1162.8kw，幾乎下降 50%提高溴化鋰吸收式制冷機性能的途徑由上面分析可知，溴化鋰吸收式制冷機的性能不僅與外界參數(shù)有關，而且與機組的 溶液循環(huán)量、不凝性氣體含量及污垢熱阻有關。此外，機組的

13、性能還與溶液中是否添加能量增強劑，熱交換器管簇的布置方式等因素有關。我們可望通過下列途徑來提高機組 的性能(1) 及時抽除不凝性氣體由于溴化鋰吸收式制冷機是處于真空中運行的，蒸發(fā)器和吸收器中的絕對壓力極低, 故外界空氣很容易漏入，即使少量的不凝性氣體也會明顯地降低機組的制冷量。如果不 凝性氣體積聚到一定的數(shù)量，就能破壞機組的正常工作狀況。因而及時抽除機組的不凝 性氣體是提高溴化鋰吸收式制冷機性能的根本措施。團12自動抽尋裝養(yǎng)1 藝方弄；2啞收密：$抽可器:4-引射盟；亍儲氣宣；放氧閥;T 回戒崗；滬瘤讀泵為了及時抽除漏入系統(tǒng)的空氣，以及系統(tǒng)因腐蝕產(chǎn)生的不凝性氣體(氫)，機組中 備有一套抽氣裝置

14、。圖11表示一套常用的抽氣系統(tǒng)。不凝性氣體分別由冷凝器上部和吸 收器溶液上部抽出。由于抽出的不凝性氣體中仍含有一定數(shù)量的冷劑水蒸氣，若將它直 接排走，不僅會降低真空泵的抽氣能力，而且會使機組冷劑水量減少。同時，冷劑水和 真空泵油接觸后會使真空泵油乳化，使油的粘度降低、惡化甚至喪失抽氣能力。因此， 應將抽出的冷劑水蒸氣回收。為此，在抽氣裝置中設有水氣分離器，讓抽出的不凝性氣 體進入水氣分離器，在分離器，用來自吸收器泵的中間溶液噴淋，吸收不凝氣體中的冷 劑水蒸氣，吸收了水蒸氣的稀溶液由分離器底部返回吸收器，吸收過程中放出的熱量由在管流動的冷劑水帶走，末被吸收的不凝性氣體從分離器頂部排出，經(jīng)阻油室進

15、入真空 泵，壓力升高后排至大氣。阻油室設有阻油板，防止真空泵停止運行時大氣壓力將真空 泵油壓入制冷機系統(tǒng)。圖12示出另一種抽氣裝置，它屬于自動抽氣裝置類型。自動抽氣裝置雖有多種形式, 但其基本原理都是利用溶液泵排出的高壓流體作為抽氣動力，通過引射器引射不凝性氣 體，然后不凝性氣體隨同溶液一起進入儲氣室(又稱氣液分離器)，在儲氣室部，不凝 性氣體與溶液分離后上升至頂部，溶液由儲氣室返回吸收器。當不凝性氣體積聚到一定 數(shù)量時，關閉回流閥，依靠泵的壓力將不凝性氣體壓縮到大氣壓力以上，然后打開放氣 閥，將不凝性氣體排至大氣。自動抽氣裝置的抽氣效率較低，抽氣量也很小，因此在機組中仍需設置如圖12所示的機

16、械真空泵抽氣系統(tǒng)，以便在機組開始投入運行前或機組積存較多的不凝性氣體時使用。(2) 調(diào)節(jié)溶液的循環(huán)量機組運行時，如果進入發(fā)生器的稀溶液量調(diào)節(jié)不當，可導致機組性能下降。發(fā)生器 熱負荷一定時，如果循環(huán)量過大，一方面使溶液的濃度差減小，產(chǎn)生的冷劑蒸氣量減少; 另一方面，進入吸收器的濃溶液量增大，吸收液溫度升高，影響吸收效果。兩者均使機 組的制冷量下降，熱力系數(shù)降低。如果循環(huán)量過小，機組處于部分負荷下運行，制冷能 力得不到充分發(fā)揮，而且由于循環(huán)量過小，溶液的濃度差增大，濃溶液濃度過高，有結 晶的危險。因此，機組運行時，應適當?shù)卣{(diào)節(jié)溶液的循環(huán)量，以期獲得最佳的制冷效果。溶液循環(huán)量的調(diào)節(jié)可通過三通閥來完成

17、。它將部分稀溶液旁通到由發(fā)生器返回到溶 液熱交換器的濃溶液管路中，直接流回吸收器，達到調(diào)節(jié)稀溶液環(huán)量的目的。(3) 強化傳熱與傳質過程溴化鋰吸收式制冷機基本上是一些熱交換器的組合體，它的工作過程實質上是由傳 熱和傳質過程組成的，因此強化傳熱和傳質過程將使機組的性能有所改善。 添加能量增強劑在溴化鋰吸收式制冷機循環(huán)系統(tǒng)中往往添加一種名叫辛醇的能 量增強劑，它可使傳熱和傳質過程都得到強化。辛醇是一種表面活性劑，它能減少溴化鋰溶液的表面力，從而增加溶液與水蒸氣的 結合能力。此外，還能降低溴化鋰水溶液的分壓力，從而增加吸收推動力，使傳質過程 得到增強。銅管表面幾乎完全被辛醇浸潤，在管表面形成一層液膜，

18、而水蒸氣與液膜幾乎不溶， 因而在辛醇液膜上呈珠狀凝結，放熱系數(shù)大大增強，強化了傳熱效果。實驗表明，辛醇的添加量約為溴化鋰溶液量的0.1%0.3%添加辛醇后制冷量可提高10%20%辛醇的密度約為0.83kg/l，基本上不溶于溴化鋰水溶液，因此隨著機組的運行，辛醇 會不斷地積聚在蒸發(fā)器和吸收器液面上，逐漸喪失提高機組制冷量的作用。因此必須定 期地將蒸發(fā)器水盤中的冷劑水旁通到吸收器中，使辛醇聚層和溶液充分混合，然后循環(huán) 使用。 減少冷劑蒸氣的流動阻力減少冷劑蒸氣的流動阻力可增強吸收推動力，強化傳熱 和傳質過程。通常采用的措施是改進擋液板結構型式，增大流通截面；布置蒸發(fā)器和吸收器管簇時留有氣道，減少管簇部的流動阻力；吸收器采用熱、質交換分開進行的結構形式等。 提高換熱器管工作介質的流速對于冷卻水和冷媒水，流速一般取 1.53.0m/s，加熱蒸氣的流速為1530m/s，溶液的流速一般高于 0.3m/s。 傳熱管表面進行脫脂和防腐蝕處理。 改進噴嘴結構，改善噴淋溶液的霧化情況。 提高冷卻水和冷媒水的水質，減少污垢熱阻。 采用強化傳熱管 例如采用鋸齒形低肋管和多孔性鍍層金屬管等，提高傳熱效果。 合理地調(diào)節(jié)噴淋密度在溴化鋰吸收式制冷機中，因蒸發(fā)器冷劑水的蒸發(fā)壓力