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    專業溴化鋰制冷機維修保養

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    溴化鋰溶液技術處理

    作者:    發布于:2018-7-9 10:49:23    文字:【】【】【

          溶液的蒸氣壓力是對平衡狀態而言的。 如果蒸氣壓力為 0.85kPa 的溴化鋰溶液" target="_blank">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,此時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。
          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阻力以及由于過程偏離平衡 狀態而產生的壓差,如圖 1 所示。水在 5℃下蒸發時,就可能從較高溫度的被冷卻介質中吸 收氣化潛熱,使被冷卻介質冷卻。 為了使水在低壓下不斷氣化, 并使所產生的蒸氣不斷地被吸收, 從而保證吸收過程的不斷進 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,這樣做是不經濟的。
           單效溴化鋰吸收式制冷機系統 圖 3 雙筒溴化鋰吸收式制冷機的系統 1-冷凝器;2-發生器;3-蒸發器;4-吸收器;5-熱交換器;6-U 型管; 7-防晶管;8-抽氣裝置;9-蒸發器泵;10-吸收器泵;11-發生器泵;12-三通閥
          實際上采用對稀溶液加熱的方法,使之沸騰,從而獲得蒸餾水供不斷蒸發使用。系統由發生器、冷凝器、蒸發器、節流閥、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,使沸騰所產生的蒸氣能夠在常溫下冷凝。例如,冷卻水溫度為 35℃時, 考慮到熱交換器中所允許的傳熱溫差,冷凝有可能在 40℃左右發生,因此發生器內的壓力 必須是 7.37kPa 或更高一些(考慮到管道阻力等因素)。 發生器和冷凝器(高壓側)與蒸發器和吸收器(低壓側)之間的壓差通過安裝在相應管道上 的膨脹閥或其它節流機構來保持。在溴化鋰吸收式制冷機中,這一壓差相當小,一般只有 6.5~8kPa,因而采用 U 型管、節流短管或節流小孔即可。 離開發生器的濃溶液的溫度較高, 而離開吸收器的稀溶液的溫度卻相當低。 濃溶液在未被冷 卻到與吸收器壓力相對應的溫度前不可能吸收水蒸氣, 而稀溶液又必須加熱到和發生器壓力 相對應的飽和溫度才開始沸騰, 因此通過一臺溶液熱交換器, 使濃溶液和稀溶液在各自進入 吸收器和發生器之前彼此進行熱量交換,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, 為避免流動時產生過大的壓降, 需要很粗的管道, 為避免這一點, 往往將冷凝器和發生器做在一個容器內,將吸收器和蒸發器做在另一個容器內,如圖 3 所 示。也可以將這四個主要設備置于一個殼體內,高壓側和低壓側之間用隔板隔開。
          單筒溴化鋰吸收式制冷機的系統 1-冷凝器;2-發生器;3-蒸發器;4-吸收器; 5-熱交換器;6、7、8-泵;9-U 型管
    綜上所述,溴化鋰吸收式制冷機的工作過程可分為兩個部分: (1)發生器中產生的冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝成冷劑水,經 U 形管進入蒸發器,在低壓下蒸 發,產生制冷效應。這些過程與蒸氣壓縮式制冷循環在冷凝器、節流閥和蒸發器中所產生的 過程完全相同; (2)發生器中流出的濃溶液降壓后進入吸收器, 吸收由蒸發器產生的冷劑蒸氣, 形成稀溶液, 用泵將稀溶液輸送至發生器,重新加熱,形成濃溶液。這些過程的作用相當于蒸氣壓縮式制 冷循環中壓縮機所起的作用。
    工作過程在圖上的表示溴化鋰吸收式制冷機的理想工作過程可以用圖表示,見圖 5。理想過程是指工質在流動過程中沒有任何阻力損失, 各設備與周圍空氣不發生熱量交換, 發生終了和吸收終了的溶 液均達到平衡狀態。圖 5 溴化鋰吸收式制冷機工作過程在圖上的表示
    (1)發生過程點 2 表示吸收器的飽和稀溶液狀態,其濃度為 泵,壓力升高到,壓力為,溫度為,經過發生器 升高至 ,濃度 壓力下的,然后送往溶液熱交換器,在等壓條件下溫度由
    不變,再進入發生器,被發生器傳熱管內的工作蒸氣加熱,溫度由 飽和溫度升高到,并開始在等壓下沸騰,溶液中的水分不斷蒸發,濃度逐漸增大,溫度也逐漸 ,溫度達到 ,用點 4 表示。2-7 表示稀溶液升高,發生過程終了時溶液的濃度達到在溶液熱交換器中的升溫過程,7-5-4 表示稀溶液在發生器中的加熱和發生過程,所產生 的水蒸氣狀態用開始發生時的狀態(點 4' )和發生終了時的狀態(點 3' )的平均狀態點 3' 表示,由于產生的是純水蒸氣,故狀態 位于 的縱坐標軸上。
    (2)冷凝過程
    由發生器產生的水蒸氣(點 3')進入冷凝器后,在壓力不變的情況下被冷凝器管內流動的冷卻水冷卻,首先變為飽和蒸氣,繼而被冷凝成飽和液體(點 3),3'-3 表示冷劑蒸 氣在冷凝器中冷卻及冷凝的過程。 (3)節流過程
    壓力為的飽和冷劑水(點 3)經過節流裝置(如 U 形管)
    后進入蒸發器。節流前后因冷劑水的焓值和濃度均不發生變化,故節流后的狀態點與點 3 重合。但由于壓力的降低,部分冷劑水氣化成冷劑蒸氣(點 1'),尚未氣化 的大部分冷劑水溫度降低到與蒸發壓力 水盤中,因此節流前的點 3 表示冷凝壓力 相對應的飽和溫度 (點 1),并積存在蒸發器 下的飽和水狀態,而節流后的點 3 表示壓力為的飽和蒸氣(點 )和飽和液體(點 1)相混合的濕蒸氣狀態。 (4)蒸發過程 積存在蒸發器水盤中的冷劑水(點 1)通過蒸發器泵均勻地噴淋在蒸發器管簇的外表面,吸 收管內冷媒水的熱量而蒸發,使冷劑水的等壓、等溫條件下由點 1 變為 1',1-1'表示冷 劑水在蒸發器中的氣化過程。 (5)吸收過程濃度為、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 8),4-8 表示濃溶液在溶液熱交換 器中的放熱過程。狀態點 8 的濃溶液進入吸收器,與吸收器中的部分稀溶液(點 2)混合, 形成濃度為 、溫度為 的中間溶液(點 9' ),然后由吸收器泵均勻噴淋在吸收器管簇的外表面。中間溶液進入吸收器后,由于壓力的突然降低,故首先閃發出一部分水蒸氣, 濃度增大,用點 9 表示。由于吸收器管簇內流動的冷卻水不斷地帶走吸收過程中放出的吸 收熱, 因此中間溶液便具有不斷地吸收來自蒸發器的水蒸氣的能力, 使溶液的濃度降至 溫度由 降至 ,
    (點 2) 8-9'和 2-9'表示混合過程, 。 9-2 表示吸收器中的吸收過程。假定送往發生器的稀溶液的流量為 下的流量為 得到下式 、濃度為,濃度為,產生的冷劑水蒸氣,剩的濃溶液出發生器。根據發生器中的質量平衡關系令a 稱為循環倍率。它表示在發生器中每產生 1kg 水蒸氣所需要的溴化鋰稀溶液的循環量。 ( )稱為放氣范圍。
    上面所分析的過程是對理想情況而言的。實際上,由于流動阻力的存在,水蒸氣經過擋水板 時壓力下降,因此在發生器中,發生壓力 應大于冷凝壓力 ,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生,同 時又由于溶液與加熱管表面的接觸面積和接觸時間的有限性,使發生終了濃溶液的濃度 低于理想情況下的濃度 ,( - ) 稱為發生不足;在吸收器中,吸收器壓力 應小于蒸
    發壓力 ,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間很短,接觸面積有限,加上系統內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,( - ) 稱為吸收不足。發生不足和吸收不足均會引起工作過程中參數的變化,使放氣范圍減少,從而影響循環 的經濟性。
    溴化鋰吸收式制冷機的熱力及傳熱計算
    溴化鋰吸收式制冷機的計算應包括熱力計算、傳熱計算、結構設計計算及強度校核計算等, 此處僅對熱力計算和傳熱計算的方法與步驟加以說明。
    熱力計算
    溴化鋰吸收式制冷機的熱力計算是根據用戶對制冷量和冷媒水溫的要求, 以及用戶所能提供 的加熱熱源和冷卻介質的條件,合理地選擇某些設計參數(傳熱溫差、放氣范圍等),然后 對循環加以計算,為傳熱計算等提供計算和設計依據。 (1)已知參數
    ①制冷量
    它是根據生產工藝或空調要求,同時考慮到冷損、制造條件以及運轉的經濟性等因素而提出。
    ②冷媒水出口溫度 若它是根據生產工藝或空調要求提出的。由于與蒸發溫度有關。下降,機組的制冷及熱力系數均下降,因此在滿足生產工藝或空調要求的基礎上,應 大于 5℃。盡可能地提高蒸發溫度。 對于溴化鋰吸收式制冷機, 因為用水作制冷劑, 故一般
    ③冷卻水進口溫度
    根據當地的自然條件決定。應當指出,盡管降低能使冷凝壓力下降,吸收效果增強,但考慮到溴化鋰結晶這一特殊問題,并不是愈低愈好,而是有一定的合理范圍。機組在冬季運行時尤應防止冷卻水溫度過低這一問題。 ④加熱熱源溫度 考慮到廢熱的利用、結晶和腐蝕等問題,采用 0.1~0.25Mpa 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,則熱效率可獲得進一步 的提高。

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