溴化鋰吸收式制冷原理

1、溴化鋰吸收式制冷原理溴化鋰吸收式制冷機(jī)以水為制冷劑，溴化鋰水溶液為吸收劑，制取0以上的低溫水，多用于空調(diào)系統(tǒng)。 溴化鋰的性質(zhì)與食鹽相似，屬鹽類(lèi)。它的沸點(diǎn)為1265，故在一般的高溫下對(duì)溴化鋰水溶液加熱時(shí)，可以認(rèn)為僅產(chǎn)生水蒸氣，整個(gè)系統(tǒng)中沒(méi)有精餾設(shè)備，因而系統(tǒng)更加簡(jiǎn)單。溴化鋰具有極強(qiáng)的吸水性，但溴化鋰在水中的溶解度是隨溫度的降低而降低的，溶液的濃度不宜超過(guò)66，否則運(yùn)行中，當(dāng)溶液溫度降低時(shí)，將有溴化鋰結(jié)晶析出的危險(xiǎn)性，破壞循環(huán)的正常運(yùn)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(jī)的機(jī)理之一。溴

2、化鋰吸收式制冷原理同蒸汽壓縮式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)、氣化吸收載冷劑(冷水)的熱負(fù)荷，產(chǎn)生制冷效應(yīng)。所不同的是，溴化鋰吸收式制冷是利用“溴化鋰一水”組成的二元溶液為工質(zhì)對(duì)，完成制冷循環(huán)的。 在溴化鋰吸收式制冷機(jī)內(nèi)循環(huán)的二元工質(zhì)對(duì)中，水是制冷劑。在真空(絕對(duì)壓力：870Pa)狀態(tài)下蒸發(fā)，具有較低的蒸發(fā)溫度(5)，從而吸收載冷劑熱負(fù)荷，使之溫度降低，源源不斷地輸出低溫冷水。工質(zhì)對(duì)中溴化鋰水溶液則是吸收劑，可在常溫和低溫下強(qiáng)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(lái)。制冷劑在二元溶液工質(zhì)對(duì)中，不斷地被吸收或釋放出來(lái)。吸收與釋放周而復(fù)始，不斷循環(huán)，因此

3、，蒸發(fā)制冷循環(huán)也連續(xù)不斷。制冷過(guò)程所需的熱能可為蒸汽，也可利用廢熱，廢汽，以及地下熱水(75'C以上)。在燃油或天然氣充足的地方，還可采用直燃型溴化鋰吸收式制冷機(jī)制取低溫水。這些特征充分表現(xiàn)出溴化鋰吸收式制冷機(jī)良好的經(jīng)濟(jì)性能，促進(jìn)了溴化鋰吸收式制冷機(jī)的發(fā)展。 因?yàn)殇寤囄帐街评錂C(jī)的制冷劑是水，制冷溫度只能在o以上，一般不低于5，故溴化鋰吸收式制冷機(jī)多用于空氣調(diào)節(jié)工程作低溫冷源，特別適用于大、中型空調(diào)工程中使用。溴化鋰吸收式制冷機(jī)在某些生產(chǎn)工藝中也可用作低溫冷卻水。 第一節(jié) 吸收式制冷的基本原理 一、吸收式制冷機(jī)基本工作原理 從熱力學(xué)原理知道，任何液體工質(zhì)在由液態(tài)向氣態(tài)轉(zhuǎn)化過(guò)程必然向周

4、圍吸收熱量。在汽化時(shí)會(huì)吸收汽化熱。水在一定壓力下汽化，而又必然是相應(yīng)的溫度。而且汽化壓力愈低，汽化溫度也愈低。如一個(gè)大氣壓下水的汽化溫度為100C，而在o05大氣壓時(shí)汽化溫度為33等。如果我們能創(chuàng)造一個(gè)壓力很低的條件，讓水在這個(gè)壓力條件下汽化吸熱，就可以得到相應(yīng)的低溫。 一定溫度和濃度的溴化鋰溶液的飽和壓力比同溫度的水的飽和蒸汽壓力低得多。由于溴化鋰溶液和水之間存在蒸汽壓力差，溴化鋰溶液即吸收水的蒸汽，使水的蒸汽壓力降低，水則進(jìn)一步蒸發(fā)并吸收熱量，而使本身的溫度降低到對(duì)應(yīng)的較低蒸汽壓力的蒸發(fā)溫度，從而實(shí)現(xiàn)制冷。 蒸汽壓縮式制冷機(jī)的工作循環(huán)由壓縮、冷凝、節(jié)流、蒸發(fā)四個(gè)基本過(guò)程組成。吸收式制冷機(jī)的

5、基本工作過(guò)程實(shí)際上也是這四個(gè)過(guò)程，不過(guò)在壓縮過(guò)程中，蒸汽不是利用壓縮機(jī)的機(jī)械壓縮，而是使用另一種方法完成的。如圖21所示，由蒸發(fā)器出來(lái)的低壓制冷劑蒸汽先進(jìn)人吸收器，成在吸收器中用一種液態(tài)吸收劑來(lái)吸收，以維持蒸發(fā)器內(nèi)的低壓，在吸收的過(guò)程中要放出大量的溶解熱。熱量由管內(nèi)冷卻水或其他冷卻介質(zhì)帶走，然后用溶液泵將這一由吸收劑與制冷劑混合而成的溶液送人發(fā)生器。溶液在發(fā)生器中被管內(nèi)蒸汽或其他熱源加熱，提高了溫度，制冷劑蒸汽又重新蒸發(fā)析出。此時(shí)，壓力顯然比吸收器中的壓力高，成為高壓蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝。冷凝液經(jīng)節(jié)流減壓后進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)吸熱，而冷(媒)水(或稱(chēng)冷凍水)降溫實(shí)現(xiàn)了制冷。發(fā)生器中剩下的吸收劑又回

6、到吸收器，繼續(xù)循環(huán)。由上可知吸收式制冷機(jī)是以發(fā)生器、吸收器、溶液泵代替了壓縮機(jī)。 吸收劑僅在發(fā)生器、吸收器、溶液泵、減壓閥中循環(huán)，并不到冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器中去。而冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥中則與蒸汽壓縮式制冷機(jī)一樣，只有制冷劑存在。 二、吸收式制冷機(jī)的工質(zhì)及其基本熱力性質(zhì) 吸收式制冷機(jī)的工質(zhì)與壓縮式制冷機(jī)不同，它有兩種工質(zhì)，即制冷劑和吸收劑，我們通常稱(chēng)為工質(zhì)對(duì)。如水一溴化鋰(H：OLiBr)、氨一水(NH3一H：O)。在吸收器和發(fā)生器內(nèi)它們組成了溶液。因而吸收式制冷劑的工作原理還與溶液的特性有關(guān)。 現(xiàn)在我們進(jìn)一步討論吸收器、發(fā)生器內(nèi)工質(zhì)的吸收和解析過(guò)程： 圖22表示容器A內(nèi)為純水，月內(nèi)為溴化鋰

7、水溶液。若兩容器內(nèi)的液體都處于相同溫度下蒸發(fā)，由于兩種不同分子間的吸引力不同，形成的蒸汽壓力也不相同，容器A中的蒸汽壓PA小于容器月中的蒸汽壓幾。若將通道閥門(mén)打開(kāi)使兩容器相通，則容器A中的水分子就逐漸向容器月中擴(kuò)散，最后進(jìn)入溴化鋰溶液中。由此可知，溴化鋰溶液所以會(huì)吸收水蒸氣是因?yàn)樗鼈兊恼羝麎翰幌嗤?，兩者的蒸汽壓相差越大，吸收的能力就越?qiáng)。同時(shí)也以知道，作為吸收劑的工質(zhì)，它的蒸汽壓必須比制冷劑的小，其沸點(diǎn)也就必須比制冷劑的高。 作為吸收劑的溶液其飽和蒸汽壓的大小必須由溶液的溫度和濃度來(lái)確定。也就是說(shuō)，只有在溫度和濃度都已確定的情況下，飽和蒸汽壓才有定值。這與單工質(zhì)不相同，對(duì)于單工質(zhì)來(lái)說(shuō)，如果已知

8、其溫度，則其飽和蒸汽壓力也就隨之而定了。溴化鋰吸收式制冷機(jī)原理工作原理與循環(huán)溶液的蒸氣壓力是對(duì)平衡狀態(tài)而言的。如果蒸氣壓力為0.85kPa的溴化鋰溶液與具有1kPa壓力（7）的水蒸氣接觸，蒸氣和液體不處于平衡狀態(tài)，此時(shí)溶液具有吸收水蒸氣的能力，直到水蒸氣的壓力降低到稍高于0.85kPa（例如：0.87kPa）為止。圖1 吸收制冷的原理0.87kPa和0.85kPa之間的壓差用于克服連接管道中的流動(dòng)阻力以及由于過(guò)程偏離平衡狀態(tài)而產(chǎn)生的壓差，如圖1所示。水在5下蒸發(fā)時(shí)，就可能從較高溫度的被冷卻介質(zhì)中吸收氣化潛熱，使被冷卻介質(zhì)冷卻。為了使水在低壓下不斷氣化，并使所產(chǎn)生的蒸氣不斷地被吸收，從而保證吸收

9、過(guò)程的不斷進(jìn)行，供吸收用的溶液的濃度必須大于吸收終了的溶液的濃度。為此，除了必須不斷地供給蒸發(fā)器純水外，還必須不斷地供給新的濃溶液，如圖1所示。顯然，這樣做是不經(jīng)濟(jì)的。圖2 單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)系統(tǒng) 圖3 雙筒溴化鋰吸收式制冷機(jī)的系統(tǒng)1-冷凝器；2-發(fā)生器；3-蒸發(fā)器；4-吸收器；5-熱交換器；6-U型管；7-防晶管；8-抽氣裝置；9-蒸發(fā)器泵；10-吸收器泵；11-發(fā)生器泵；12-三通閥實(shí)際上采用對(duì)稀溶液加熱的方法，使之沸騰，從而獲得蒸餾水供不斷蒸發(fā)使用，如圖2所示。系統(tǒng)由發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、泵和溶液熱交換器等組成。稀溶液在加熱以前用泵將壓力升高，使沸騰所產(chǎn)生的蒸氣能夠在常溫下

10、冷凝。例如，冷卻水溫度為35時(shí)，考慮到熱交換器中所允許的傳熱溫差，冷凝有可能在40左右發(fā)生，因此發(fā)生器內(nèi)的壓力必須是7.37kPa或更高一些（考慮到管道阻力等因素）。發(fā)生器和冷凝器（高壓側(cè)）與蒸發(fā)器和吸收器（低壓側(cè)）之間的壓差通過(guò)安裝在相應(yīng)管道上的膨脹閥或其它節(jié)流機(jī)構(gòu)來(lái)保持。在溴化鋰吸收式制冷機(jī)中，這一壓差相當(dāng)小，一般只有6.58kPa，因而采用U型管、節(jié)流短管或節(jié)流小孔即可。離開(kāi)發(fā)生器的濃溶液的溫度較高，而離開(kāi)吸收器的稀溶液的溫度卻相當(dāng)?shù)?。濃溶液在未被冷卻到與吸收器壓力相對(duì)應(yīng)的溫度前不可能吸收水蒸氣，而稀溶液又必須加熱到和發(fā)生器壓力相對(duì)應(yīng)的飽和溫度才開(kāi)始沸騰，因此通過(guò)一臺(tái)溶液熱交換器，使?jié)馊?/p>

11、液和稀溶液在各自進(jìn)入吸收器和發(fā)生器之前彼此進(jìn)行熱量交換，使稀溶液溫度升高，濃溶液溫度下降。由于水蒸氣的比容非常大，為避免流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生過(guò)大的壓降，需要很粗的管道，為避免這一點(diǎn)，往往將冷凝器和發(fā)生器做在一個(gè)容器內(nèi)，將吸收器和蒸發(fā)器做在另一個(gè)容器內(nèi)，如圖3所示。也可以將這四個(gè)主要設(shè)備置于一個(gè)殼體內(nèi)，高壓側(cè)和低壓側(cè)之間用隔板隔開(kāi)，如圖4所示。圖4 單筒溴化鋰吸收式制冷機(jī)的系統(tǒng)1冷凝器；2發(fā)生器；3蒸發(fā)器；4吸收器；5熱交換器；6、7、8泵；9U型管綜上所述，溴化鋰吸收式制冷機(jī)的工作過(guò)程可分為兩個(gè)部分：(1)發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝成冷劑水，經(jīng)U形管進(jìn)入蒸發(fā)器，在低壓下蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷效應(yīng)。這些

12、過(guò)程與蒸氣壓縮式制冷循環(huán)在冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器中所產(chǎn)生的過(guò)程完全相同； (2)發(fā)生器中流出的濃溶液降壓后進(jìn)入吸收器，吸收由蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷劑蒸氣，形成稀溶液，用泵將稀溶液輸送至發(fā)生器，重新加熱，形成濃溶液。這些過(guò)程的作用相當(dāng)于蒸氣壓縮式制冷循環(huán)中壓縮機(jī)所起的作用。工作過(guò)程在圖上的表示溴化鋰吸收式制冷機(jī)的理想工作過(guò)程可以用圖表示，見(jiàn)圖5。理想過(guò)程是指工質(zhì)在流動(dòng)過(guò)程中沒(méi)有任何阻力損失，各設(shè)備與周?chē)諝獠话l(fā)生熱量交換，發(fā)生終了和吸收終了的溶液均達(dá)到平衡狀態(tài)。圖5 溴化鋰吸收式制冷機(jī)工作過(guò)程在圖上的表示(1)發(fā)生過(guò)程點(diǎn)2表示吸收器的飽和稀溶液狀態(tài)，其濃度為 ，壓力為 ，溫度為 ，經(jīng)過(guò)發(fā)生器泵，壓力升高

13、到 ，然后送往溶液熱交換器，在等壓條件下溫度由 升高至 ，濃度不變，再進(jìn)入發(fā)生器，被發(fā)生器傳熱管內(nèi)的工作蒸氣加熱，溫度由 升高到 壓力下的飽和溫度 ，并開(kāi)始在等壓下沸騰，溶液中的水分不斷蒸發(fā)，濃度逐漸增大，溫度也逐漸升高，發(fā)生過(guò)程終了時(shí)溶液的濃度達(dá)到 ，溫度達(dá)到 ，用點(diǎn)4表示。2-7表示稀溶液在溶液熱交換器中的升溫過(guò)程，7-5-4表示稀溶液在發(fā)生器中的加熱和發(fā)生過(guò)程，所產(chǎn)生的水蒸氣狀態(tài)用開(kāi)始發(fā)生時(shí)的狀態(tài)（點(diǎn)4' ）和發(fā)生終了時(shí)的狀態(tài)（點(diǎn)3' ）的平均狀態(tài)點(diǎn)3' 表示，由于產(chǎn)生的是純水蒸氣，故狀態(tài) 位于的縱坐標(biāo)軸上。(2)冷凝過(guò)程由發(fā)生器產(chǎn)生的水蒸氣（點(diǎn)3'）進(jìn)入

14、冷凝器后，在壓力 不變的情況下被冷凝器管內(nèi)流動(dòng)的冷卻水冷卻，首先變?yōu)轱柡驼魵?，繼而被冷凝成飽和液體（點(diǎn)3），3'3表示冷劑蒸氣在冷凝器中冷卻及冷凝的過(guò)程。(3)節(jié)流過(guò)程壓力為 的飽和冷劑水（點(diǎn)3）經(jīng)過(guò)節(jié)流裝置（如U形管），壓力降為()后進(jìn)入蒸發(fā)器。節(jié)流前后因冷劑水的焓值和濃度均不發(fā)生變化，故節(jié)流后的狀態(tài)點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）與點(diǎn)3重合。但由于壓力的降低，部分冷劑水氣化成冷劑蒸氣（點(diǎn) 1'），尚未氣化的大部分冷劑水溫度降低到與蒸發(fā)壓力 相對(duì)應(yīng)的飽和溫度（點(diǎn)1），并積存在蒸發(fā)器水盤(pán)中，因此節(jié)流前的點(diǎn)3表示冷凝壓力下的飽和水狀態(tài)，而節(jié)流后的點(diǎn)3表示壓力為 的飽和蒸氣（點(diǎn) ）和飽和液體（點(diǎn)1

15、）相混合的濕蒸氣狀態(tài)。(4)蒸發(fā)過(guò)程積存在蒸發(fā)器水盤(pán)中的冷劑水（點(diǎn)1）通過(guò)蒸發(fā)器泵均勻地噴淋在蒸發(fā)器管簇的外表面，吸收管內(nèi)冷媒水的熱量而蒸發(fā)，使冷劑水的等壓、等溫條件下由點(diǎn)1變?yōu)?'，11'表示冷劑水在蒸發(fā)器中的氣化過(guò)程。(5)吸收過(guò)程濃度為 、溫度為 、壓力為 的溶液，在自身的壓力與壓差作用下由發(fā)生器流至溶液熱交換器，將部分熱量傳給稀溶液，溫度降到（點(diǎn)8），4-8表示濃溶液在溶液熱交換器中的放熱過(guò)程。狀態(tài)點(diǎn)8的濃溶液進(jìn)入吸收器，與吸收器中的部分稀溶液（點(diǎn)2）混合，形成濃度為 、溫度為 的中間溶液（點(diǎn)9' ），然后由吸收器泵均勻噴淋在吸收器管簇的外表面。中間溶液進(jìn)入吸收

16、器后，由于壓力的突然降低，故首先閃發(fā)出一部分水蒸氣，濃度增大，用點(diǎn)9表示。由于吸收器管簇內(nèi)流動(dòng)的冷卻水不斷地帶走吸收過(guò)程中放出的吸收熱，因此中間溶液便具有不斷地吸收來(lái)自蒸發(fā)器的水蒸氣的能力，使溶液的濃度降至 ，溫度由 降至 （點(diǎn)2）。89'和29'表示混合過(guò)程，9-2表示吸收器中的吸收過(guò)程。假定送往發(fā)生器的稀溶液的流量為 ，濃度為 ，產(chǎn)生的冷劑水蒸氣，剩下的流量為、濃度為的濃溶液出發(fā)生器。根據(jù)發(fā)生器中的質(zhì)量平衡關(guān)系得到下式令 ，則 (1)a稱(chēng)為循環(huán)倍率。它表示在發(fā)生器中每產(chǎn)生1kg水蒸氣所需要的溴化鋰稀溶液的循環(huán)量。（ ）稱(chēng)為放氣范圍。上面所分析的過(guò)程是對(duì)理想情況而言的。實(shí)際上

17、，由于流動(dòng)阻力的存在，水蒸氣經(jīng)過(guò)擋水板時(shí)壓力下降，因此在發(fā)生器中，發(fā)生壓力 應(yīng)大于冷凝壓力 ，在加熱溫度不變的情況下將引起溶液濃度的降低。另外，由于溶液液柱的影響，底部的溶液在較高壓力下發(fā)生，同時(shí)又由于溶液與加熱管表面的接觸面積和接觸時(shí)間的有限性，使發(fā)生終了濃溶液的濃度低于理想情況下的濃度 ，() 稱(chēng)為發(fā)生不足；在吸收器中，吸收器壓力 應(yīng)小于蒸發(fā)壓力 ，在冷卻水溫度不變的情況下，它將引起稀溶液濃度的增大。由于吸收劑與被吸收的蒸氣相互接觸的時(shí)間很短，接觸面積有限，加上系統(tǒng)內(nèi)空氣等不凝性氣體存在，均降低溶液的吸收效果，吸收終了的稀溶液濃度 比理想情況下的 高，() 稱(chēng)為吸收不足。發(fā)生不足和吸收不足

18、均會(huì)引起工作過(guò)程中參數(shù)的變化，使放氣范圍減少，從而影響循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性。溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力及傳熱計(jì)算溴化鋰吸收式制冷機(jī)的計(jì)算應(yīng)包括熱力計(jì)算、傳熱計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核計(jì)算等，此處僅對(duì)熱力計(jì)算和傳熱計(jì)算的方法與步驟加以說(shuō)明。熱力計(jì)算溴化鋰吸收式制冷機(jī)的熱力計(jì)算是根據(jù)用戶(hù)對(duì)制冷量和冷媒水溫的要求，以及用戶(hù)所能提供的加熱熱源和冷卻介質(zhì)的條件，合理地選擇某些設(shè)計(jì)參數(shù)（傳熱溫差、放氣范圍等），然后對(duì)循環(huán)加以計(jì)算，為傳熱計(jì)算等提供計(jì)算和設(shè)計(jì)依據(jù)。(1)已知參數(shù)制冷量 它是根據(jù)生產(chǎn)工藝或空調(diào)要求，同時(shí)考慮到冷損、制造條件以及運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素而提出。冷媒水出口溫度 它是根據(jù)生產(chǎn)工藝或空調(diào)要求提出的。

19、由于 與蒸發(fā)溫度 有關(guān)。若下降，機(jī)組的制冷及熱力系數(shù)均下降，因此在滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝或空調(diào)要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡可能地提高蒸發(fā)溫度。對(duì)于溴化鋰吸收式制冷機(jī)，因?yàn)橛盟髦评鋭?，故一般大?。冷卻水進(jìn)口溫度 根據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件決定。應(yīng)當(dāng)指出，盡管降低 能使冷凝壓力下降，吸收效果增強(qiáng)，但考慮到溴化鋰結(jié)晶這一特殊問(wèn)題，并不是愈低愈好，而是有一定的合理范圍。機(jī)組在冬季運(yùn)行時(shí)尤應(yīng)防止冷卻水溫度過(guò)低這一問(wèn)題。加熱熱源溫度 考慮到廢熱的利用、結(jié)晶和腐蝕等問(wèn)題，采用0.10.25Mpa的飽和蒸氣或75以上的熱水作為熱源較為合理。如能提供更高的蒸氣壓力，則熱效率可獲得進(jìn)一步的提高。(2)設(shè)計(jì)參數(shù)的選定吸收器出口冷卻水溫度1

20、 和冷凝器的口冷卻水溫度2 由于吸收式制冷機(jī)采用熱能作為補(bǔ)償手段，所以冷卻水帶走的熱量遠(yuǎn)大于蒸氣壓縮式制冷機(jī)。為了節(jié)省冷卻水的消耗量，往往使冷卻水串聯(lián)地流過(guò)吸收器和冷凝器。考慮到吸收器內(nèi)的吸收效果和冷凝器允許有較高的冷凝壓力這些因素，通常讓冷卻水先經(jīng)過(guò)吸收器，再進(jìn)入冷凝器。冷卻水的總溫升一般取79，視冷卻水的進(jìn)水溫度而定?？紤]到吸收器的熱負(fù)荷較冷凝器的熱負(fù)荷大，通過(guò)吸收器的溫升1較通過(guò)冷凝器的溫升2高。冷卻水的總溫升為 。如果水源充足或加溫度太低，則可采用冷卻水并聯(lián)流過(guò)吸收器和冷凝器的方式，這時(shí)冷凝器內(nèi)冷卻水的溫升可以高一些。當(dāng)采取串聯(lián)方式時(shí)， (2)(3)冷凝溫度 及冷凝壓力 冷凝溫度一般比

21、冷卻水出口溫度高25，即(4)根據(jù)查水蒸氣表求得，即 蒸發(fā)溫度及蒸發(fā)壓力 蒸發(fā)溫度一般比冷媒水出水溫度低24。如果 要求較低，則溫差取較小值，反之，取較大值，即(5)蒸發(fā)壓力根據(jù)求得，即 吸收器內(nèi)稀溶液的最低溫度 吸收器內(nèi)稀溶液的出口溫度一般比冷卻水出口溫度高35，取較小值對(duì)吸收效果有利，但傳熱溫差的減小將導(dǎo)致所需傳熱面積的增大，反之亦然。(6)吸收器壓力 吸收器壓力因蒸氣流經(jīng)擋水板時(shí)的阻力損失而低于蒸發(fā)壓力。壓降的大小與擋水板的結(jié)構(gòu)和氣流速度有關(guān)，一般取 ，即(7)稀溶液濃度 根據(jù)和，由溴化鋰溶液的圖確定，即(8)濃溶液濃度 為了保證循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性和安全可行性，希望循環(huán)的放氣范圍() 在0.0

22、30.06之間，因而(9)發(fā)生器內(nèi)溶液的最高溫度 發(fā)生器出口濃溶液的溫度 可根據(jù)(10)的關(guān)系在溴化鋰溶液的圖中確定。盡管發(fā)生出來(lái)的冷劑蒸氣流經(jīng)擋水板時(shí)有阻力存在，但由于與相比其數(shù)值很小，可以忽略不計(jì)，因此假定= 時(shí)影響甚微。一般希望 比加熱溫度 低1040，如果超出這一范圍，則有關(guān)參數(shù)應(yīng)作相應(yīng)的調(diào)整。較高時(shí)，溫差取較大值。溶液熱交換器出口溫度與 濃溶液出口溫度由熱交換器冷端的溫差確定，如果溫差較小，熱效率雖較高，要求的傳熱面積仍會(huì)較大。為防止?jié)馊芤旱慕Y(jié)晶，應(yīng)比濃度所對(duì)應(yīng)的結(jié)晶溫度高10以上，因此冷端溫差取1525，即(11)如果忽略溶液與環(huán)境介質(zhì)的熱交換，稀溶液的出口溫度可根據(jù)溶液交換的熱平

23、衡式確定，即 (12)再由和 在圖上確定，式中 。吸收器噴淋溶液狀態(tài) 為強(qiáng)化吸收器的吸收過(guò)程，吸收器通常采用噴淋形式。由于進(jìn)入吸收器的濃溶液量較少，為保證一定的噴淋密度，往往加上一定數(shù)量稀溶液，形成中間溶液后噴淋，雖然濃度有所降低，但因噴淋量的增加而使吸收效果增強(qiáng)。假定在的濃溶液中再加入的稀溶液，形成狀態(tài)為9' 的中間溶液，如圖6所示，根據(jù)熱平衡方程式令 ，則(13)f稱(chēng)為吸收器稀溶液再循環(huán)倍率。它的意義是吸收1kg冷劑水蒸氣需補(bǔ)充稀溶液的公斤數(shù)。一般，有時(shí)用濃溶液直接噴淋，即 。同樣，可由混合溶液的物量平衡式求出中間溶液的濃度。即(14)再由 和通過(guò)圖確定混合后溶液的溫度 。(3)設(shè)

24、備熱負(fù)荷計(jì)算設(shè)備的熱負(fù)荷根據(jù)設(shè)備的熱平衡式求出。制冷機(jī)中的冷劑水的流量 冷劑水流量由已知的制冷量 和蒸發(fā)器中的單位熱負(fù)荷確定。(15)由圖7可知(16)發(fā)生器熱負(fù)荷 由圖8可知即(17)冷凝器熱負(fù)荷 由圖9可知(18)吸收器熱負(fù)荷 由圖10可知(19)溶液熱交換熱負(fù)荷 由圖11可知(20)(4)裝置的熱平衡式、熱力系數(shù)及熱力完善度若忽略泵消耗功率帶給系統(tǒng)的熱量以及系統(tǒng)與周?chē)h(huán)境交換的熱量，整個(gè)裝置的熱平衡式應(yīng)為(21)熱力系數(shù)用 表示，它反映消耗單位蒸氣加熱量所獲得的制冷量，用于評(píng)價(jià)裝置的經(jīng)濟(jì)性，按定義(22)單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)的一般為0.650.75，雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)的通常在1.0

25、以上。熱力完善度是熱力系數(shù)與同熱源溫度下最高熱力系數(shù)的比值。假設(shè)熱源溫度為 ，環(huán)境溫度為，冷源溫度為，則最高熱力系數(shù)為(23)熱力完善度可表示為(24)它反映制冷循環(huán)的不可逆程度。(5)加熱蒸氣的消耗量和各類(lèi)泵的流量計(jì)算加熱蒸氣的消耗量 (25)式中 - 考慮熱損失的附加系數(shù)，A=1.051.10； - 加熱蒸氣焓值，kJ/kg； - 加熱蒸氣凝結(jié)水焓值，kJ/kg。吸收器泵的流量 (26)式中 - 吸收器噴淋溶液量，kg/s； - 噴淋溶液密度，kg/l，由圖查取。發(fā)生器泵的流量 (27)式中 - 稀溶液密度，kg/l，由圖查取。 冷媒水泵的流量 (28)式中 - 冷媒水的比熱容， ； -

26、冷媒水的進(jìn)口溫度，； - 冷媒水的出口溫度，。冷卻水泵的流量 如果冷卻水是串聯(lián)地流過(guò)吸收器和冷凝器，它的流量應(yīng)從兩方面確定。對(duì)于吸收器(29)對(duì)于冷凝器(30)計(jì)算結(jié)果應(yīng)為，如果兩者相差較大，說(shuō)明以前假定的冷卻水總溫升的分配不當(dāng)，需重新假定，至兩者相等為止。蒸發(fā)器泵的流量 由于蒸發(fā)器內(nèi)壓力很低，冷劑水靜壓力對(duì)蒸發(fā)沸騰過(guò)程的影響較大，所以蒸發(fā)器做成噴淋式。為了保證一定的噴淋密度，使冷劑水均勻地潤(rùn)濕發(fā)器管簇的外表面，蒸發(fā)器泵的噴淋量要大于蒸發(fā)器的蒸發(fā)量，兩者之比稱(chēng)為蒸發(fā)器冷劑水的再循環(huán)倍率，用a表示，a=1020。蒸發(fā)泵的流量為(31)傳熱計(jì)算(1)傳熱計(jì)算公式簡(jiǎn)化的溴化鋰吸收式制冷,機(jī)的傳熱計(jì)算

27、公式如下，(32)式中 - 傳熱面積， ； - 傳熱量，w ； - 熱交換器中的最大溫差，即熱流體進(jìn)口和冷流體進(jìn)口溫度之差，；a,b - 常數(shù)，它與熱交換器內(nèi)流體流動(dòng)的方式有關(guān)，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表1；- 流體a在換熱過(guò)程中溫度變化，；- 流體b在換熱過(guò)程中的溫度變化，。采用公式(32)時(shí)，要求< 。如果有一種流體的換熱過(guò)程中發(fā)生集態(tài)改變，例如冷凝器中的冷凝過(guò)程，由于此時(shí)該流體的溫度沒(méi)有變化，故，公式(32)可簡(jiǎn)化為(33)(2)各種換熱設(shè)備傳熱面積的計(jì)算發(fā)生器的傳熱面積 進(jìn)入發(fā)生器的稀溶液處于過(guò)冷狀態(tài)（點(diǎn)7），必須加熱至飽和狀態(tài)（點(diǎn)5）才開(kāi)始沸騰，由于溫度從上升到所需熱量與沸騰過(guò)程中所需熱量相

28、比很小，因此在傳熱計(jì)算時(shí)均按飽和溫度計(jì)算。此外，如果加熱介質(zhì)為過(guò)熱蒸氣，其過(guò)熱區(qū)放出的熱量遠(yuǎn)小于潛熱，計(jì)算時(shí)也按飽和溫度計(jì)算。由于加熱蒸氣的換熱過(guò)程中發(fā)生相變，故，相應(yīng)的發(fā)生器傳熱面積為(34)式中 - 發(fā)生器傳熱系數(shù)，。冷凝器的傳熱面積 進(jìn)入冷凝器的冷劑水蒸氣為過(guò)熱蒸氣，因?yàn)樗鋮s到飽和蒸氣時(shí)放出的熱量遠(yuǎn)小于冷凝過(guò)程放出的熱量，故計(jì)算時(shí)仍按飽和冷凝溫度 進(jìn)行計(jì)算。由于冷劑水蒸氣在換熱過(guò)程中發(fā)生相變，故，即(35)式中 - 冷凝器傳熱系數(shù)，。吸收器的傳熱面積 如果吸收器中的冷卻水作混合流動(dòng)而噴淋液不作混合流動(dòng)，則 (36)式中 - 吸收器傳熱系數(shù)，。蒸發(fā)器的傳熱面積 蒸發(fā)過(guò)程中冷劑水發(fā)生相變，

29、則(37)式中 - 蒸發(fā)器傳熱系數(shù)，。溶液熱交換器的傳熱面積 由于稀溶液流量大，故水當(dāng)量大，應(yīng)為稀溶液在熱交換器中的溫度變化。兩種溶液在換熱過(guò)程中的流動(dòng)方式常采用逆流形式，則(38)式中 - 溶液熱交換傳熱系數(shù)，。(3)傳熱系數(shù)在以上各設(shè)備的傳熱面積計(jì)算公式中，除傳熱數(shù)外，其余各參數(shù)均已在熱力計(jì)算中確定。因此傳熱計(jì)算的實(shí)質(zhì)問(wèn)題是怎樣確定傳熱系數(shù)K的問(wèn)題。由于影響K值的因素很多，因此在設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)常根據(jù)同類(lèi)型機(jī)器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為選取K值的依據(jù)。表2列出了一些國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品的傳熱系數(shù)，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。由表2可見(jiàn)，各設(shè)備傳熱系數(shù)相差很大。實(shí)際上，熱流密度、流速、噴淋密度、材質(zhì)、管排布置方式、水質(zhì)、不凝性氣體量及污垢等因素均會(huì)影響傳熱系數(shù)的數(shù)值。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)溴化鋰吸收式制冷機(jī)組采取了一些改進(jìn)措施，如對(duì)傳熱管進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?、提高水速、改進(jìn)噴嘴結(jié)構(gòu)等，使傳熱系數(shù)有較大的