溴化鋰吸收式制冷課件

1、第九章溴化鋰吸收式制冷第一節(jié)溴化鋰吸收式制冷的工作原理第二節(jié)溴化鋰吸收式制冷機的結(jié)構(gòu)與工作流程第三節(jié)直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組返回第一節(jié)溴化鋰吸收式制冷的工作原理一、 吸收式制冷循環(huán)的工作原理與蒸汽壓縮式制冷循環(huán)相比較,在吸收式制冷循環(huán)中仍有冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥三大部分,不同的是,其用一些熱能利用設(shè)備替代了蒸汽壓縮式制冷循環(huán)中的壓縮機,如圖 - 所示.要使之能達(dá)到與壓縮式制冷循環(huán)相同的制冷效應(yīng),吸收式制冷循環(huán)中這些替代壓縮機的熱能利用設(shè)備就要能實現(xiàn)壓縮機的功能,即一方面能從蒸發(fā)器中抽吸制冷劑蒸汽,使蒸發(fā)吸熱過程能夠連續(xù)不斷地進(jìn)行下去;另一方面能提高制冷劑的壓力和溫度,為把制冷劑蒸汽的熱量轉(zhuǎn)

2、移到外界創(chuàng)造條件.那么,熱能利用設(shè)備如何能實現(xiàn)上述這兩方面的作用呢? 為了說明這個問題,我們來看這樣一個簡單的裝置.如圖 - 所示,常溫下,將兩個各自裝有小部分濃硫酸( H SO )和水( H O )的瓶子用一根管連接在一起,會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢?下一頁返回第一節(jié)溴化鋰吸收式制冷的工作原理靜置一段時間后,在裝水的瓶子外壁會有凝結(jié)的水珠,同時,用手摸瓶子觸感很涼.這是因為濃硫酸有很強的吸收水蒸氣的能力,在相同的溫度下,濃硫酸溶液的飽和水蒸氣分壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于純水的飽和水蒸氣分壓力,即裝有濃硫酸的瓶子內(nèi)的上部空間的水蒸氣分壓力很低,而裝水的瓶子內(nèi)上部空間的水蒸氣分壓力較高,兩個瓶子之間存在水蒸氣分壓力差.

3、這樣,裝水瓶子里的水蒸氣就在壓力差的作用下,不斷地流向裝濃硫酸的瓶子里,并被濃硫酸所吸收.由于水瓶里原有的平衡被打破,水不斷地蒸發(fā)為水蒸氣,在這個過程中需要從水或周圍環(huán)境中吸收熱量,從而使得水溫或周圍環(huán)境的溫度降低.當(dāng)溫度低于外界空氣的露點溫度時,在瓶外壁上就會出現(xiàn)凝結(jié)水珠.上一頁下一頁返回第一節(jié)溴化鋰吸收式制冷的工作原理二、 溴化鋰吸收式制冷機的工作原理以溴化鋰 - 水為工質(zhì)的單效吸收式制冷機主要由發(fā)生器、冷凝器、節(jié)流膨脹閥、蒸發(fā)器、溶液泵以及熱交換器等組成.其系統(tǒng)原理圖如圖 - 所示.工作時,發(fā)生器中的稀溶液被蒸汽或熱水等驅(qū)動熱源加熱到沸騰,所產(chǎn)生制冷劑的蒸汽進(jìn)入到冷凝器中,被濃縮的溶液在

4、重力作用下經(jīng)熱交換器回流到吸收器中.制冷劑蒸汽在冷凝器內(nèi)在冷凝壓力 p k 下冷凝,將熱量釋放給冷卻水后變?yōu)橹评鋭┮后w.液體經(jīng)膨脹閥降壓降溫后進(jìn)入蒸發(fā)器.在蒸發(fā)器內(nèi),制冷劑在蒸發(fā)壓力 p 下汽化,吸收被冷卻對象的熱量產(chǎn)生制冷效應(yīng).汽化產(chǎn)生的制冷劑蒸汽進(jìn)入吸收器中,被吸收器內(nèi)的濃溶液所吸收,吸收器中的溶液在吸收制冷劑蒸汽的同時向冷卻水放出吸收熱.吸收器中被稀釋的溶液經(jīng)溶液泵加壓、熱交換器換熱后返回發(fā)生器.上一頁下一頁返回第一節(jié)溴化鋰吸收式制冷的工作原理這樣,制冷劑和吸收劑都完成了一次循環(huán).系統(tǒng)中溶液熱交換器的存在,可以減少驅(qū)動熱源和冷卻水的消耗,提高系統(tǒng)對熱能的利用程度.在吸收式制冷裝置中,蒸發(fā)

5、器制取的制冷量與發(fā)生器消耗的熱量之比稱為熱力系數(shù),用 表示,即三、 吸收式制冷與蒸汽壓縮式制冷的異同吸收式制冷與蒸汽壓縮式制冷一樣,都是利用液體在汽化時要吸收熱量這一物理特性來實現(xiàn)制冷的.而且兩者都是以低壓、低溫的制冷劑液體在蒸發(fā)器中汽化吸熱所產(chǎn)生的制冷效應(yīng)來實現(xiàn)向低溫?zé)嵩次崃?并且都是以高壓高溫的制冷劑蒸汽在冷凝器中凝結(jié)放熱所產(chǎn)生的制熱效應(yīng)來實現(xiàn)向高溫環(huán)境散熱的.然而兩者之間又有著很大的區(qū)別,主要的不同之處體現(xiàn)在以下幾個方面:上一頁下一頁返回第一節(jié)溴化鋰吸收式制冷的工作原理( )吸收式制冷循環(huán)依靠消耗熱能為補償,并且對熱能的要求不高,可以是低品位的工廠余熱、廢氣、廢水和太陽能,對能源的利

6、用范圍很廣;而蒸汽壓縮式制冷循環(huán)則需要消耗高品位的電能作為補償.( )吸收式制冷機所使用的工質(zhì)不是像蒸汽壓縮式制冷機那樣的單一工質(zhì),而是使用由制冷劑和吸收劑組成的工質(zhì)對,為二元或者多元溶液.其中,吸收劑是對制冷劑有強烈吸收作用的物質(zhì).( )吸收式制冷機主要由發(fā)生器、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器、溶液泵、吸收器和熱交換器等部件組成,除了溶液泵以外沒有其他的運轉(zhuǎn)機器設(shè)備,因此結(jié)構(gòu)較為簡單,運轉(zhuǎn)平靜,振動和噪聲都很小;而在壓縮式制冷機中是用高速運轉(zhuǎn)的壓縮機代替了吸收式制冷機的發(fā)生器和吸收器,故其振動和噪聲都要大得多,需要采取相應(yīng)的防振和減噪措施.上一頁下一頁返回第一節(jié)溴化鋰吸收式制冷的工作原理( )吸收式

7、制冷機用熱力系數(shù)作為其經(jīng)濟性評價指標(biāo);而蒸汽壓縮式制冷機用制冷系數(shù)評價其經(jīng)濟性.吸收式制冷機的熱力系數(shù)要低于蒸汽壓縮式制冷機的制冷系數(shù).單效溴化鋰吸收式制冷機的熱力系數(shù)約為 . ;二效溴化鋰吸收式制冷機的熱力系數(shù)約為 . .但如果考慮到發(fā)電和輸電過程中的能量損失,再考慮到吸收式制冷機對低品位能源的利用,實際上它的能源利用率并不低于壓縮式制冷.上一頁返回第二節(jié) 溴化鋰吸收式制冷機的結(jié)構(gòu)與工作流程一、 雙筒型單效溴化鋰吸收式制冷機單效溴化鋰吸收式制冷機組是溴化鋰吸收式制冷機的基本形式,其可以采用低品位熱能,通常以 .MPa 的飽和蒸汽或者 的熱水作為驅(qū)動熱源.單效溴化鋰吸收式制冷機的熱力系數(shù)不高,

8、僅為 . ,一般以工廠余熱、廢熱為能源,無須專門配備鍋爐來提供驅(qū)動熱源.在熱、電、冷聯(lián)供中有著明顯的節(jié)能效果.(一)單效溴化鋰吸收式制冷機的結(jié)構(gòu)圖 - 所示為 XS- 型單效雙筒溴化鋰吸收式制冷機的構(gòu)造.上筒中放置冷凝器和發(fā)生器;下筒中放置蒸發(fā)器和吸收器.為了實現(xiàn)提高熱能的利用程度,在裝置的底部設(shè)置了溶液熱交換器.下一頁返回第二節(jié) 溴化鋰吸收式制冷機的結(jié)構(gòu)與工作流程(二)單效溴化鋰吸收式制冷機的工作流程圖 - 所示為單效雙筒型溴化鋰吸收式制冷機的工作流程圖.其工作過程可分為以下兩個部分:( )冷劑水循環(huán).發(fā)生器 中產(chǎn)生的冷劑水蒸氣通過發(fā)生器擋液板上升到冷凝器 ,在冷凝器中冷劑水蒸氣冷凝成冷劑水

9、,經(jīng)節(jié)流裝置 U 形管 降壓降溫后進(jìn)入蒸發(fā)器 ,冷劑水在蒸發(fā)壓力(低壓)下吸收冷凍水的熱量汽化,產(chǎn)生制冷效應(yīng),冷凍水溫度被降到 左右后,送往需冷用戶.在蒸發(fā)器中蒸發(fā)出來的冷劑水蒸氣通過吸收器擋液板進(jìn)入吸收器 ,被吸收器中的濃溶液吸收后,跟隨溶液經(jīng)溶液發(fā)生器泵 和熱交換器 升溫后返回到發(fā)生器中,完成冷劑水循環(huán).上一頁下一頁返回第二節(jié) 溴化鋰吸收式制冷機的結(jié)構(gòu)與工作流程( )吸收劑循環(huán).發(fā)生器中發(fā)生完畢后流出的吸收劑濃溶液,經(jīng)過熱交換器 降溫和沿途管道降壓后進(jìn)入吸收器 ,吸收由蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷劑水蒸氣,形成稀溶液.稀溶液由溶液發(fā)生器泵 加壓,再經(jīng)熱交換器 加熱后被輸送到發(fā)生器,重新加熱發(fā)生,形成冷劑

10、水和濃溶液.二、 雙效溴化鋰吸收式制冷機由于單效溴化鋰吸收式制冷機組所采用的熱源是 .MPa 的低壓飽和蒸汽或 的熱水,因此發(fā)生器所流出濃溶液的濃度不能過高,以防濃溶液發(fā)生結(jié)晶.因此,發(fā)生器內(nèi)的溫度也不能過高(通常不超過 ),這也就是說,用來加熱溶液的熱源溫度不宜過高,這就限制了吸收式制冷機組對高品位熱能的利用.為充分利用高品位能源,在單效溴化鋰吸收式制冷機組的基礎(chǔ)上,又開發(fā)了雙效溴化鋰吸收式制冷機組.上一頁下一頁返回第二節(jié) 溴化鋰吸收式制冷機的結(jié)構(gòu)與工作流程雙效溴化鋰吸收式制冷機組在單效機組的基礎(chǔ)上,加設(shè)高壓發(fā)生器、高溫溶液熱交換器和凝水熱交換器等部件,溶液泵的揚程也相應(yīng)較高,如圖 - 所示

11、.高壓發(fā)生器以壓力為 .MPa 的中壓蒸汽或燃油、燃?xì)庵比甲鳛闊嵩?所產(chǎn)生的冷劑水蒸氣又作為低壓發(fā)生器的熱源,有效地利用了冷劑水的凝結(jié)潛熱,同時,減少了冷凝器的冷卻水用量,即用于熱源和水,冷卻裝置的投資可以減少,機組的經(jīng)濟性提高,雙效溴化鋰吸收式制冷機的熱力系數(shù)可達(dá)到 . .上一頁返回第三節(jié) 直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組是近年來在國內(nèi)外迅速發(fā)展起來的一種吸收式制冷的機型.其制冷原理與蒸汽式溴化鋰吸收式機組基本相同,只是其高壓發(fā)生器不是以蒸汽作為驅(qū)動熱源,而是以燃油、燃?xì)馊紵龝r產(chǎn)生的高溫?zé)煔庾鳛轵?qū)動熱源.由于無須配備專門的鍋爐房提供蒸汽或熱水作為發(fā)生器的熱源,大大降低

12、初投資.并且由于機組占地小、燃燒效率高、傳熱損失小、對環(huán)境污染小,既可制冷又可提供生活熱水,所以,近幾年得到了廣泛的推廣,發(fā)展很快.下一頁返回第三節(jié) 直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組是一種以燃油、燃?xì)獾娜紵裏釣轵?qū)動熱源,以溴化鋰水溶液作為吸收液,交替或同時制取空氣調(diào)節(jié)或工藝用冷水、熱水及生活用衛(wèi)生熱水的設(shè)備.所使用的燃料主要分為油類(包括輕油和重油)和氣類(包括煤制氣、天然氣、液化氣和油制氣等).使用的燃料不同,其主機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并沒有差異,只是燃燒系統(tǒng)不完全相同.直燃型雙效溴化鋰吸收式冷熱水機組與蒸汽型雙效溴化鋰吸收式機組的結(jié)構(gòu)相似,也是由高壓發(fā)生器、低壓發(fā)生器、冷凝器

13、、蒸發(fā)器、吸收器和高溫?zé)峤粨Q器、低溫?zé)峤粨Q器及屏蔽泵和真空泵等主要設(shè)備組成,是幾個管殼式換熱器構(gòu)成的組合體,并由真空泵和自動抽真空裝置保證機組處于真空狀態(tài)工作.上一頁下一頁返回第三節(jié) 直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組圖 - 所示為江蘇雙良公司生產(chǎn)的直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組的制冷循環(huán)流程圖.在高壓發(fā)生器中,燃料燃燒產(chǎn)生的高溫火焰將溶液加熱,產(chǎn)生大量的水蒸氣,同時,溶液濃縮成中間溶液.中間溶液經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器換熱降溫后進(jìn)入低壓發(fā)生器,水蒸氣也進(jìn)入低壓發(fā)生器.在低壓發(fā)生器中,降溫后進(jìn)入的中間溶液被高發(fā)來的水蒸氣再次加熱,產(chǎn)生水蒸氣,濃度進(jìn)一步濃縮.濃溶液經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器換熱降溫后流回吸收器,產(chǎn)生的水蒸氣

14、則進(jìn)入冷凝器.高發(fā)來的水蒸氣在加熱溶液后冷凝成水,經(jīng)節(jié)流后也進(jìn)入冷凝器.冷卻水流經(jīng)冷凝器換熱管內(nèi),將管外的水蒸氣冷凝成水.冷凝水經(jīng) U 型管進(jìn)入閃發(fā)箱,一部分汽化成水蒸氣,進(jìn)入吸收器底部的再吸收腔;另一部分則降溫成為低溫冷劑水后再進(jìn)入蒸發(fā)器制冷.上一頁下一頁返回第三節(jié) 直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組圖 - 所示為直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組的供熱循環(huán)流程圖.在制冷工況轉(zhuǎn)入供熱工況時,必須同時打開兩個切換閥,使冷卻水泵和冷劑泵停止運行.高壓發(fā)生器加熱溶液產(chǎn)生的水蒸氣,在蒸發(fā)器銅管表面凝結(jié)時放出熱量,加熱管中的熱水、濃溶液和冷劑水混合后的稀溶液由溶液泵送往高壓發(fā)生器進(jìn)行再次循環(huán)和加熱.直燃型溴化鋰吸

15、收式冷熱水機組通常有以下三種方式構(gòu)成熱水回路提供熱水.( )熱水和冷凍水采用同一回路.以蒸發(fā)器和加熱盤管構(gòu)成熱水回路,如圖 - 所示,過程如前所述.( )專設(shè)熱水回路.以熱水器、熱水泵和加熱盤管構(gòu)成專用的熱水回路,在圖 - 和圖 - 中均帶有熱水器.帶熱水器的機組,可在制冷及供熱運行工況下,同時提供衛(wèi)生熱水,也可以單獨提供衛(wèi)生熱水.如帶熱水器,機組的高壓發(fā)生器應(yīng)相應(yīng)加大.上一頁下一頁返回第三節(jié) 直燃型溴化鋰吸收式冷熱水機組( )將冷卻水回路切換成熱水回路.以吸收器、冷凝器和加熱盤管構(gòu)成熱水回路,如圖 - 所示.供熱循環(huán)時,將用于制冷的閥門全部關(guān)閉,開啟所有用于供熱的閥門.由蒸發(fā)器、制冷用戶和冷凍水泵構(gòu)成的冷凍水回路停止工作,蒸發(fā)器不起作用.將制冷循環(huán)中由吸收器、冷凝器、冷卻水泵和冷卻塔構(gòu)成的冷卻水回路,進(jìn)行切換,關(guān)閉冷卻塔,連通加熱盤管,使原本向環(huán)境介質(zhì)放熱的冷卻水回路變?yōu)橄蚩照{(diào)用戶供熱的熱水回路.原本由冷凝器供給蒸發(fā)器的冷劑水由于蒸發(fā)器此時已不起作用,改道去往低壓發(fā)生器,稀釋低壓發(fā)生器