溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組

1、第六章 溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第1頁(yè)6.1 吸收式制冷和熱泵基本概念氣體制冷劑回復(fù)到液體狀態(tài)制冷劑蒸發(fā)吸收熱量制冷（利用吸收方式）工作原理LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第2頁(yè) 吸收式制冷利用溶液在一定條件下能析出低沸點(diǎn)組分蒸氣，在另一個(gè)條件下又能吸收低沸點(diǎn)組分這一特征完成制冷循環(huán)。 當(dāng)前吸收式制冷機(jī)多用二元溶液，習(xí)慣上稱低沸點(diǎn)組分為制冷劑，高沸點(diǎn)組分為吸收劑。LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第3頁(yè)吸收式與蒸氣壓縮式制冷循環(huán)比較 (a)蒸氣壓縮式制冷循環(huán)；(b)吸收式制冷循環(huán)相對(duì)于壓縮機(jī)LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第4頁(yè)整個(gè)系統(tǒng)包含兩個(gè)回路： 制冷劑回路 溶液回路吸收式制冷

2、是利用工質(zhì)正確質(zhì)量分?jǐn)?shù)改變，完成制冷劑循環(huán)，因而被稱為吸收式制冷。LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第5頁(yè)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)）之間壓差經(jīng)過(guò)安裝在對(duì)應(yīng)管道上膨脹閥或其它節(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，普通只有6.58kPa，因而采取U型管、節(jié)流短管或節(jié)流小孔即可。LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第6頁(yè)發(fā)生器 generator吸收式制冷機(jī)中，經(jīng)過(guò)加熱析出制冷劑設(shè)備。吸收器 absorber吸收式制冷機(jī)中，經(jīng)過(guò)濃溶液吸收劑在其中噴霧以吸收來(lái)自蒸發(fā)器制冷劑蒸氣設(shè)備。LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第7頁(yè) 總而言之，溴化鋰吸收式制冷機(jī)工作過(guò)程可分為兩個(gè)部分

3、：(1)制冷劑循環(huán) 發(fā)生器中產(chǎn)生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)生過(guò)程完全相同； (2)溶液循環(huán) 發(fā)生器中流出濃溶液降壓后進(jìn)入吸收器，吸收由蒸發(fā)器產(chǎn)生冷劑蒸氣，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)程作用相當(dāng)于蒸氣壓縮式制冷循環(huán)中壓縮機(jī)所起作用。LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第8頁(yè)思索：壓縮式與吸收式制冷異同？共同點(diǎn)：高壓制冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝后，經(jīng)節(jié)流元件節(jié)流，溫度和壓力降低，低溫、低壓液體在蒸發(fā)器內(nèi)汽化，實(shí)現(xiàn)制冷。不一樣點(diǎn)：消耗能量不一樣蒸發(fā)壓縮式制冷機(jī)消

4、耗機(jī)械功，吸收式制冷機(jī)消耗是熱能。吸收制冷劑蒸氣方式不一樣利用液體蒸發(fā)連續(xù)不停地制冷時(shí)，需不停地在蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生蒸氣。蒸氣壓縮式用壓縮機(jī)吸收此蒸氣，吸收式制冷機(jī)用吸收劑在吸收器內(nèi)吸收制冷劑蒸氣。LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第9頁(yè)將低壓制冷劑蒸氣變?yōu)楦邏褐评鋭┱魵鈺r(shí)采取方式不一樣蒸氣壓縮式制冷機(jī)經(jīng)過(guò)原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)完成，吸收式制冷機(jī)則是經(jīng)過(guò)吸收器、溶液泵、發(fā)生器和節(jié)流閥完成。提供冷源溫度不一樣蒸氣壓縮式制冷能夠提供0以下低溫冷源，應(yīng)用范圍廣泛；而吸收式制冷普通只能制取0以上冷水，多用于空調(diào)系統(tǒng)。工質(zhì)不一樣壓縮式制冷吸收式制冷單組分或多組分工質(zhì)雙組分工質(zhì)對(duì)溴化鋰水氨水吸收劑 制冷劑高沸點(diǎn)組分低沸點(diǎn)

5、組分LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第10頁(yè)總結(jié)：(1)能夠利用各種熱能（蒸氣、廢熱、余熱、燃油、燃?xì)獾龋?qū)動(dòng)；(2)能夠大量節(jié)約用電；(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件少，安全可靠；(4)對(duì)環(huán)境和大氣臭氧層無(wú)害。LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第11頁(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)：吸收式制冷機(jī)所消耗能量主要是熱能，制冷劑性能系數(shù)（熱力系數(shù) ）作為其經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)指標(biāo)。性能系數(shù)COP是吸收式制冷機(jī)所制取制冷量Qe與發(fā)生器消耗熱量Qg與溶液泵消耗功率Wp二者代數(shù)和之比：吸收式熱泵制熱性能系數(shù)COPh是吸收器和冷凝器釋放總熱量與發(fā)生器消耗熱量Qg與溶液泵消耗功率Wp二者代數(shù)和之比：LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第12頁(yè)理想吸收式制冷性

6、能系數(shù)設(shè)高溫?zé)嵩礈囟葹門1，低溫?zé)嵩礈囟葹門2，環(huán)境溫度為Ts。吸收式制冷機(jī)熱力循環(huán)過(guò)程中分別與三個(gè)熱源進(jìn)行能量交換。0 因?yàn)镼a+Qc=Qg+Qe 理想吸收式制冷機(jī)，等號(hào)成立是Ts、T2間逆卡諾循環(huán)制冷系數(shù)COPc；是T1、Ts間卡諾循環(huán)熱效率c。 c LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第13頁(yè)溴化鋰水溶液熱力性質(zhì)圖溴化鋰水溶液水是制冷劑，溴化鋰是吸收劑溴化鋰水溶液壓力飽和溫度圖純水壓力飽和溫度關(guān)系結(jié)晶線溴化鋰溶液沸騰時(shí)，只有水被汽化，故溶液蒸氣壓為水蒸氣分壓。由圖可知：一定溫度下，溶液水蒸氣飽和分壓力低于純水飽和分壓力，而且濃度越高，分壓力越低。結(jié)晶線表明在不一樣溫度下飽和濃度。溫度越低，飽和

7、濃度也越低。溴化鋰溶液濃度過(guò)高或溶液溫度過(guò)低均易形成結(jié)晶。（機(jī)組運(yùn)行時(shí)應(yīng)預(yù)防發(fā)生結(jié)晶）（一）溴化鋰水溶液壓力飽和溫度圖LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第14頁(yè)（二）溴化鋰水溶液比焓濃度圖飽和液態(tài)和過(guò)冷液態(tài)比焓在h圖上可依據(jù)等溫線和等濃度線交點(diǎn)確定。在溴化鋰溶液h圖上只有液相區(qū)，氣態(tài)為純水蒸汽，集中在0縱軸上。因?yàn)槠胶鈺r(shí)氣液同溫度，可經(jīng)過(guò)某等壓輔助線和等焓線交點(diǎn)確定。當(dāng)壓力較低時(shí)，壓力對(duì)液體比焓和混合熱影響很小，可認(rèn)為溶液比焓只是溫度和濃度函數(shù)。溴化鋰水溶液比焓濃度圖等溫液線等壓飽和液液線LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第15頁(yè)6.2 單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)流程與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)流程冷凝器、發(fā)生器蒸發(fā)器、吸

8、收器LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第16頁(yè)結(jié)構(gòu)形式C-冷凝器、G-發(fā)生器E-蒸發(fā)器、A-吸收器LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第17頁(yè)溴化鋰吸收式制冷機(jī)主要附加辦法 1. 防腐蝕問(wèn)題 溴化鋰水溶液對(duì)普通金屬有腐蝕作用，尤其在有空氣存在情況下腐蝕更為嚴(yán)重。 2. 抽氣設(shè)備 定時(shí)抽氣系統(tǒng)自動(dòng)抽氣裝置 LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第18頁(yè)3. 預(yù)防結(jié)晶問(wèn)題 結(jié)晶現(xiàn)象普通先發(fā)生在溶液熱交換器濃溶液側(cè)，因?yàn)榱硗馊芤簼舛茸罡?，溫度較低，通路窄小。發(fā)生結(jié)晶后，濃溶液通路被阻塞，引發(fā)吸收器液位下降，發(fā)生器液位上升，直到制冷機(jī)不能運(yùn)行。 為處理熱交換器濃溶液側(cè)結(jié)晶問(wèn)題，在發(fā)生器中設(shè)有濃溶液溢流管，或稱防晶管。

9、4. 制冷量調(diào)整 吸收式制冷機(jī)制冷量普通是依據(jù)蒸發(fā)器出口被冷卻介質(zhì)溫度，用改變加熱介質(zhì)流量和稀溶液循環(huán)量方法進(jìn)行調(diào)整。用這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)在10100范圍內(nèi)制冷量無(wú)級(jí)調(diào)整。 LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第19頁(yè)理論循環(huán)在h-圖上表示溶液循環(huán)過(guò)程：（1）稀溶液加壓1-2和預(yù)熱過(guò)程2-3。（2）蒸汽發(fā)生過(guò)程3-4-5。 （3）濃溶液冷卻5-6與節(jié)流 6-7。（4）吸收過(guò)程 891。 濃與稀溶液混合、加壓噴淋和吸收過(guò)程LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第20頁(yè)冷劑水循環(huán)過(guò)程：（1）冷凝過(guò)程10-11。（2）節(jié)流和蒸發(fā)過(guò)程 11-12-12-13-14。冷劑水節(jié)流、加壓、噴淋和蒸發(fā)過(guò)程。LOGO溴化鋰吸收

10、式冷熱水機(jī)組第21頁(yè)熱力計(jì)算（1）制冷量（kW）（2）冷凝器熱負(fù)荷（kW）（3）循環(huán)倍率與溶液流量設(shè)稀溶液流量（kg/s），濃度為濃溶液流量（kg/s），濃度為a稱為循環(huán)倍率 LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第22頁(yè)（4）吸收器熱負(fù)荷（kW）（5）發(fā)生器熱負(fù)荷（kW）（6）溶液熱交換器負(fù)荷（kW）LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第23頁(yè)（7）制冷性能系數(shù)（8）吸收式熱泵供熱量（kW） 吸收式熱泵制熱性能系數(shù)LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第24頁(yè)6.3 單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)性能與調(diào)整性能影響原因（1）工作蒸汽壓力對(duì)性能影響 當(dāng)工作蒸汽壓力升高，而其它條件不變，這時(shí)將造成溶液溫度升高，蒸汽發(fā)生量增加

11、，發(fā)生器出口濃溶液濃度增加，冷凝器熱負(fù)荷也增加；但因?yàn)槔鋮s水進(jìn)入機(jī)組流量、溫度不變，必定造成冷凝壓力有所升高。在吸收器內(nèi)，濃溶液吸收蒸汽能力增加，吸收器熱負(fù)荷增加，因冷卻水流量及進(jìn)水溫度不變，造成吸收器出口冷卻水溫度升高，而使稀溶液溫度升高。即使工作蒸汽壓力提升對(duì)溴化鋰吸收式制冷機(jī)制冷量和性能系數(shù)提升都有利，但太高溫度，濃溶液濃度太大，輕易發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象。所以，單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)工作蒸汽壓力普通控制在0.020.1Mpa（表壓）；熱水溫度控制在90150范圍內(nèi)。LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第25頁(yè)（2）冷卻水溫與流量對(duì)性能影響 當(dāng)冷卻水溫度降低，而其它條件不變時(shí)，將使吸收器內(nèi)溶液溫度下降，

12、吸收能力增強(qiáng)，則造成蒸發(fā)器內(nèi)壓力下降，蒸發(fā)量（制冷量）增加。即使冷卻水溫度下降，對(duì)溴化鋰吸收式制冷機(jī)性能提升有利，但太低冷卻水溫度造成溶液熱交換器濃溶液出口溫度太低而可能發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象。（3）冷凍水溫與流量對(duì)性能影響 當(dāng)空調(diào)負(fù)荷改變時(shí)，制冷劑冷凍水進(jìn)口溫度將發(fā)生改變。假如空調(diào)冷負(fù)荷降低，則冷凍水回到制冷機(jī)溫度將降低，蒸發(fā)器傳熱溫差減小，造成蒸發(fā)量降低。冷凍水溫度下降，制冷量減??；性能系數(shù)降低。冷凍水流量增加，制冷量改變不大。 冷卻水溫度下降，制冷量增加；性能系數(shù)升高。冷卻水流量增加，其影響與水溫下降一樣。LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第26頁(yè)（4）其它原因影響 冷卻水、冷凍水水質(zhì)不凝性氣體 冷劑

13、水中溴化鋰含量 表面活性劑 調(diào)整（1）工作蒸汽調(diào)整法 （2）凝結(jié)水流量調(diào)整法 （3）冷卻水流量調(diào)整法 （4）稀溶液流量調(diào)整法LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第27頁(yè)6.4 雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)提升高溫?zé)嵩礈囟?，能夠提升溴化鋰吸收式制冷機(jī)性能。然而為了預(yù)防結(jié)晶，又限制了熱源溫度不能太高。假如工作蒸汽壓力過(guò)高，就必須減壓后應(yīng)用-雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)流程與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)串聯(lián)雙效溴化鋰吸收式制冷劑流程溶液串聯(lián)循環(huán)：稀溶液高壓發(fā)生器低壓發(fā)生器。結(jié)構(gòu)形式：三筒結(jié)構(gòu)，雙筒結(jié)構(gòu)。LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第28頁(yè)并聯(lián)雙效溴化鋰吸收式制冷劑流程溶液并聯(lián)循環(huán)：稀溶液分別送入高壓發(fā)生器和低壓發(fā)生器 LOGO溴化鋰吸

14、收式冷熱水機(jī)組第29頁(yè)理論循環(huán)在h-圖上表示溶液循環(huán)過(guò)程：稀溶液（1-2發(fā)生器泵加壓）分兩路：（1）2-3-5-6-7（2）2-8-9-10-11-12-13兩路返回濃溶液（7和13狀態(tài)點(diǎn)）和稀溶液（1狀態(tài)點(diǎn)）混合（14狀態(tài)點(diǎn)），經(jīng)泵加壓（15狀態(tài)點(diǎn)），噴淋在吸收器傳熱管束上，吸收蒸發(fā)器冷劑蒸汽后成為狀態(tài)1稀溶液。LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第30頁(yè)冷劑水循環(huán)過(guò)程：（1）蒸汽冷凝16-17。（2）冷凝器閃發(fā)17-（18或19）-18。 （3）節(jié)流、蒸發(fā)18-20 （20飽和水和20蒸汽）。LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第31頁(yè)性能工作蒸汽、冷卻水和冷媒水參數(shù)影響與單效制冷機(jī)相同。制冷量、性能

15、系數(shù)與工作蒸汽壓力關(guān)系制冷量與冷卻水進(jìn)口溫度、冷媒水出口溫度關(guān)系LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第32頁(yè)制冷量與冷卻水流量關(guān)系制冷量與冷媒水流量關(guān)系LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第33頁(yè)6.5 直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組制冷工況冷劑水循環(huán)同雙效溴機(jī)相同。制冷工況溶液循環(huán)：HG（中間濃度溶液）HHELG（濃溶液）LHEA（稀溶液）LHEHHEHG制熱工況冷劑水流程：HGV2AE制熱工況溶液循環(huán)：SPHGV1A LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第34頁(yè)另設(shè)熱水器直燃機(jī)同時(shí)制冷、制熱直燃機(jī)消耗燃料發(fā)燒量 （kW），取得制冷量 （kW）或制熱量 ，性能系數(shù)分別為溶液泵消耗功率普通很小，可忽略不計(jì)。 LO

16、GO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第35頁(yè)直燃吸收式溴化鋰?yán)錅厮畽C(jī)，我們稱之為“直燃機(jī)”，是直接燃燒天然氣、煤氣、液化石油氣，柴油作能源，以水/溴化鋰作介質(zhì)冷熱源設(shè)備。因?yàn)橹比紮C(jī)不以電為能源（只需極少電作循環(huán)輔助動(dòng)力），并含有制冷、采暖、衛(wèi)生熱水功效，能夠大幅度削減電力投資和供熱設(shè)備投資。在電空調(diào)廣泛采取國(guó)家和地域，直燃機(jī)更能削減夏季峰值電力、填補(bǔ)夏季燃?xì)獾凸染C合經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于電力行業(yè)及燃燒行業(yè)健康發(fā)展都含有舉足輕重影響。世界首臺(tái)直燃機(jī)1968年在日本誕生，從1980年起成為日本、韓國(guó)等國(guó)主要空調(diào)設(shè)備，占有該國(guó)中央空調(diào)市場(chǎng)80%以上份額。遠(yuǎn)大1992年開(kāi)發(fā)成功中國(guó)首臺(tái)直燃機(jī)，1996年成為全球直燃機(jī)產(chǎn)

17、銷量最大企業(yè)，至已出口20余個(gè)國(guó)家，在中、美等國(guó)市場(chǎng)擁有率為同行之首。LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第36頁(yè)6.6 吸收式熱泵第一類吸收式熱泵利用高溫?zé)嵩?，把低溫?zé)嵩礋崮芴嵘街袦責(zé)岜孟到y(tǒng)，它是同時(shí)利用吸收熱和冷凝熱以制取中溫?zé)崴帐街评錂C(jī)。這種熱泵以增加熱量為目標(biāo)，故又稱為增熱型吸收式熱泵。低溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩摧敵鰺嵩摧敵鰺嵩碙OGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第37頁(yè)第二類吸收式熱泵利用中溫廢熱和發(fā)生器形成驅(qū)動(dòng)熱源系統(tǒng)，同時(shí)還利用中溫廢熱和蒸發(fā)器組成熱源系統(tǒng)，在吸收器中制取溫度高于中溫廢熱熱水熱泵系統(tǒng)。這種熱泵以升溫為目標(biāo)，故又稱為熱變換器。高溫?zé)嵩摧敵鰺嵩吹蜏責(zé)嵩摧敵鰺嵩碙OGO溴化鋰吸收式冷熱

18、水機(jī)組第38頁(yè)第二類吸收式熱泵 因?yàn)槔淠龎毫Φ陀谡舭l(fā)壓力，所以，需由溶液泵P將濃溶液從發(fā)生器送至吸收器，而冷劑水需用冷劑水泵P 將其從冷凝器送至蒸發(fā)器。 當(dāng)有510低溫水(如冬季)作為冷卻水時(shí)，這種機(jī)型可利用較低溫度(如70 )中溫廢熱水作發(fā)生器和蒸發(fā)器熱源，使較高溫度水在吸收器內(nèi)升溫(95100 )，其熱力系數(shù)約0.5。冷凝器中冷卻水溫度越低，所得到高溫水溫度越高。低溫冷卻水LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第39頁(yè)溶液循環(huán) ：A（稀溶液）HEG（濃溶液）SPHEA冷劑水循環(huán)：GRPE（蒸汽）A依據(jù)熱平衡有 0.5因?yàn)長(zhǎng)OGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第40頁(yè)溶液循環(huán)過(guò)程：（1）溶液泵加壓過(guò)程1-2。（2）濃溶液在熱交換器中加熱過(guò)程2-3。（3）濃溶液進(jìn)入吸收器后溫度升高到飽和溫度后吸收過(guò)程3-4-5。（4）稀溶液在熱交換器中冷卻過(guò)程5-6。（5）稀溶液進(jìn)入發(fā)生器6-7。（6）發(fā)生器中發(fā)生過(guò)程7-1。第二類溴化鋰吸收式熱泵理論循環(huán)在h-圖上表示LOGO溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組第41頁(yè)第二類溴化鋰吸收式熱泵理論循環(huán)在h-圖上表示冷劑水循環(huán)過(guò)程：（1）冷劑蒸