溴化鋰制冷原理

1?1?4?3?5溴化鋰吸收式制冷機(jī)冷量的調(diào)節(jié)及其它全保護(hù)措施冷量的自動(dòng)調(diào)節(jié)冷量的自動(dòng)調(diào)節(jié)系指根據(jù)外界負(fù)荷的變化，自動(dòng)地調(diào)節(jié)機(jī)組的制冷量，使蒸發(fā)器中冷媒水的出口溫度基本保持恒定，以保證生產(chǎn)工藝或空調(diào)對水溫的需求，并使機(jī)組在較高的熱效率下正常運(yùn)行。溴化鋰吸收式制冷機(jī)冷量調(diào)節(jié)的方法很多，基本原理如圖1所示。把制冷機(jī)作為調(diào)節(jié)對象，蒸發(fā)器的冷媒水出口溫度作為被調(diào)參數(shù)，外界的變化作為擾動(dòng)。當(dāng)某種擾動(dòng)使得外界負(fù)荷發(fā)生變動(dòng)時(shí)，蒸發(fā)器冷媒水的出口溫度隨之變化，通過感溫元件發(fā)出訊號，與比較元件的給定值比較后將訊號送往調(diào)節(jié)器，然后由調(diào)節(jié)器發(fā)出調(diào)節(jié)訊號，驅(qū)使執(zhí)行機(jī)構(gòu)朝著克服擾動(dòng)的方向動(dòng)作，以保持冷媒水出口溫度的基本恒定。比較元件調(diào)節(jié)器執(zhí)行機(jī)構(gòu) 擾動(dòng)感溫元件團(tuán)1冷量自動(dòng)調(diào)節(jié)系.統(tǒng)之原理圍通過對影響溴化鋰吸收式制冷機(jī)性能的各種因素的分析，目前采列幾種方法調(diào)節(jié)冷量;加熱蒸氣量調(diào)節(jié)法；加熱蒸氣壓力調(diào)節(jié)法；加熱蒸氣凝結(jié)水量調(diào)節(jié)法；冷卻水量調(diào)節(jié)法；溶液循環(huán)量調(diào)節(jié)法；溶液循環(huán)量與蒸氣量組合調(diào)節(jié)法；溶液循環(huán)量與加熱蒸氣凝結(jié)水量組合調(diào)節(jié)法以上各種調(diào)節(jié)方法各有優(yōu)缺點(diǎn)。目前多采用6、7兩種組合調(diào)節(jié)法，其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)制冷量時(shí)蒸氣的單耗量沒有顯蓍變化，同時(shí)能減少濃溶液結(jié)晶的可能性。安全保護(hù)措施為保證機(jī)組正常運(yùn)行，預(yù)防由意外原因所引起的事故，機(jī)組中往往采用下列各種安全保護(hù)措施。防止溴化鋰溶液結(jié)晶的措施由溴化鋰溶液的性質(zhì)可知，當(dāng)溶液的濃度過高或溫度過低時(shí)，會產(chǎn)生結(jié)晶，堵塞管道，破壞機(jī)組的正常運(yùn)行。為防止溴化鋰溶液結(jié)晶，通常采取下列措施：設(shè)置自動(dòng)溶晶管在發(fā)生器出口處溢流箱的上部連接一條J形管，J形管的另一端通入吸收器。機(jī)器正常運(yùn)行時(shí)，濃溶液由溢流箱的底部流出，經(jīng)溶液熱交換器降溫后流入吸收器。如果濃溶液在溶液熱交換器出口處因溫度過低而結(jié)晶，將管道堵塞，則溢流箱內(nèi)的液位將因溶液不再流通而升高，當(dāng)液位高于J形管的上端位置時(shí)，高溫的濃溶液便通過J形管直接流入吸收器，使出吸收器的稀溶液溫度升高，這樣便提高了溶液熱交換器中濃溶液出口處的溫度，使結(jié)晶的溴化鋰自動(dòng)溶解(因而J形管又稱自動(dòng)溶晶管)，結(jié)晶消除后，發(fā)生器中濃溶液又重新從正常的回流管流入吸收器。自動(dòng)溶晶管只能消除結(jié)晶，并不能防止結(jié)晶產(chǎn)生。為此機(jī)組必須配備一定的自控元件來預(yù)防結(jié)晶的產(chǎn)生。在發(fā)生器出口濃溶液管道上設(shè)溫度繼電器，用它控制加熱蒸氣閥門的開啟度，預(yù)防溶液因溫度過高而使?jié)舛冗^高，從而防止?jié)馊芤涸跓峤粨Q器出口處結(jié)晶。在蒸發(fā)器液襄中裝設(shè)液位控制器，使冷劑水旁通到吸收器中，從而防止溶液因濃度過高而結(jié)晶。裝設(shè)溶液泵和蒸發(fā)器泵延時(shí)繼電器，使機(jī)組在關(guān)閉加熱蒸氣閥門后，兩泵能繼續(xù)運(yùn)行10分鐘左右，使吸收器中的稀溶液和發(fā)生器中的濃溶液充分混合，也可使蒸發(fā)器中的冷劑水能被噴淋溶液充分吸收，溶液得到稀釋，就能防止停車后溶液因溫度降低而結(jié)晶。加設(shè)手動(dòng)閥門控制的冷劑水旁通管。如果運(yùn)行時(shí)突然停電，打開手動(dòng)閥門，使蒸發(fā)器中的冷劑水旁通到吸收器中，溶液被稀釋，從而防止了結(jié)晶的產(chǎn)生。預(yù)防蒸發(fā)器中冷媒水或冷劑凍結(jié)的措施如果外界負(fù)荷突然降低或冷媒水泵發(fā)生故障，均會使蒸發(fā)器中冷劑水或冷媒水溫度下降，嚴(yán)重時(shí)會凍裂冷媒水管。為防止上述現(xiàn)象發(fā)生，可在冷劑水管道上裝設(shè)溫度繼電器，在冷媒水管道上裝設(shè)壓力繼電器或壓差繼電器。屏蔽泵的保護(hù)由于整個(gè)制冷系統(tǒng)是在高真空下工作的，在輸送制冷劑和吸收劑過程中不允許有空氣滲入，因此除冷卻水和冷媒水泵外，其余泵均采用屏蔽泵。為保證屏蔽泵安全運(yùn)行，采取下列措施：在蒸發(fā)器和吸收器液襄中裝設(shè)液位控制器，保證屏蔽泵有足夠的吸入高度，這樣可以有效地防止氣蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生并使軸承潤滑液有足夠的壓力。在屏蔽泵電路中裝設(shè)過負(fù)荷繼電器，對電機(jī)和葉輪等起保護(hù)作用。在屏蔽泵出口管道上裝設(shè)溫度繼電器，以防潤滑液溫度過高使軸承受到損壞。預(yù)防冷劑水污染的措施當(dāng)冷卻水溫度過低時(shí)(如機(jī)組在冬天運(yùn)行)，由于冷凝壓力過低使得發(fā)生過程劇烈進(jìn)行，有可以將溴化鋰溶液濺入冷凝器中，使冷劑水受到污染，影響機(jī)組的性能。因此，在冷卻水進(jìn)口處裝設(shè)水量調(diào)節(jié)閥，通過減少冷卻水量的辦法提高冷卻水進(jìn)冷凝器的溫度及冷凝壓力，從而預(yù)防冷劑水的污染。溴化鋰吸收式制冷機(jī)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o°c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。它的沸點(diǎn)為1265C,故在一般的高溫下對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)中沒有精餾設(shè)備，因而系統(tǒng)更加簡單。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。溴化鋰吸收式制冷機(jī)對熱源的要求不高。一般的低壓蒸氣（0.12MPa以上）或75弋以上的熱水均能滿足要求，特別適用于有廢氣、廢熱水可利用的化工、冶金和輕工業(yè)企業(yè)，有利于熱源的綜合利用。閣11抽吒裝置2F 于團(tuán)12自動(dòng)岫吒裝胃1-閣11抽吒裝置2F 于團(tuán)12自動(dòng)岫吒裝胃1-冷凝器；2-左生器；3-瑟器；4-吸收器；5-吸收器泵；「誌董黑泵；T-水氣分離黠；A阻油器；A旋片式真空泵圖9稀溶液矗環(huán)量的變化對制冷量的斃響圈10不凝性氣體對制冷量的影咆1-蒸發(fā)器：2-囁收器；于抽氣器；4-引射器；5-睹氣室用-砂弓閥；T-回疣閥；卜港液泵http://un.cn/epes/webteaching/refrigeration/zlff/wzxbzl/zqxsszl/xhlzlj.htm□1?1?4.3?1溴化鋰水溶液的性質(zhì)

溴化鋰水溶液性質(zhì)：無色液體，有咸味，無毒，加入鉻酸鋰后溶液呈淡黃色。溴化鋰在水中的溶解度隨溫度的降低而降低。如圖1所示。圖中的曲線為結(jié)晶線，曲線上的點(diǎn)表示溶液處于飽和狀態(tài)，它的左上方表示有固體溴化鋰結(jié)晶析出，右下方表示溶液中沒有結(jié)晶存在。所謂溶解度是指飽和液體中所含溴化鋰無水化合物的質(zhì)量成分，也就是溴化鋰水溶液的質(zhì)量濃度。由圖中曲線可知，溴化鋰的質(zhì)量濃度不宜超過66％，否則在運(yùn)行中當(dāng)溶液溫度降低時(shí)將有結(jié)晶析出，破壞制冷機(jī)的正常運(yùn)行。九0 50 100 150t曲)1淇化鋰在水中的溶解度九0 50 100 150t曲)1淇化鋰在水中的溶解度807Q605040層啡顯MUE帶：「 ■Jr31陣點(diǎn)水蒸氣分壓力很低，它比同溫度下純水的飽和蒸氣壓力低得多，因而有強(qiáng)烈的吸濕性。液體與蒸氣之間的平衡屬于動(dòng)平衡，此時(shí)分子穿過液體表面到蒸氣中去的速率等于分子從蒸氣中回到液體內(nèi)的速率。因?yàn)殇寤嚾芤褐袖寤嚪肿訉λ肿拥奈Ρ人肿又g的吸引力強(qiáng)，也因?yàn)樵趩挝灰后w容積內(nèi)溴化鋰分子的存在而使水分子的數(shù)目減少，所

以在相同溫度的條件下，液面上單位蒸氣容積內(nèi)水分子的數(shù)目比純水表面上水分子數(shù)目少。由于溴化鋰的沸點(diǎn)很高，在所采用的溫度范圍內(nèi)不會揮發(fā)，因此和溶液處于平衡狀態(tài)的蒸氣的總壓力就等于水蒸氣的壓力，從而可知溫度相等時(shí)，溴化鋰溶液面上的水蒸氣分壓力小于純水的飽和蒸氣壓力，且濃度愈高或溫度愈低時(shí)水蒸氣的分壓力愈低。圖2表示溴化鋰溶液的溫度、濃度與壓力之間的關(guān)系。由圖可知，當(dāng)濃度為50%、溫度為25弋時(shí)，飽和蒸氣壓力0.85kPa，而水在同樣溫度下的飽和蒸氣壓力為3.167kPa。如果水的飽和蒸壓力大于0.85kPa，例如壓力為1kPa(相當(dāng)于飽和溫度為7弋)時(shí)，上述溴化鋰溶液就具有吸收它的能力，也就是說溴化鋰水溶液具有吸收溫度比它低的水蒸氣的能力，這一點(diǎn)正是溴化鋰吸收式制冷機(jī)的機(jī)理之一。同理，如果壓力相同，溶液的飽和溫度一定大于水的飽和溫度，由溶液中產(chǎn)生的水蒸氣總是處于過熱狀態(tài)的。7閣3潼化鋰濬酒的密度11.5 1 7閣3潼化鋰濬酒的密度11.5 1 1 1 1 1 0?40 CL50 CL60￡H4溟化鋰落液的出熱容密度比水大，并隨溶液的濃度和溫度而變，如圖3所示。比熱容較小如圖4所示。當(dāng)溫度為150弋、濃度為55%時(shí)其比熱容約為2kJ/(焙K),這意味著發(fā)生過程中加給溶液的熱量比較少，再加上水的蒸發(fā)潛熱比較大這一特點(diǎn)，將使機(jī)組具有較高的熱力系數(shù)。

粘度較大。圖5示出溴化鋰溶液的動(dòng)力粘度隨濃度和溫度的變化關(guān)系。例如濃度為60%、溫度為40°C時(shí)，其粘度為価必1網(wǎng)■曲(6丄25他佃)，而水在40°C時(shí)粘度為6.53X10'^-訂辭〔缸6X1『抵廠課試)。表面張力較大。圖6示出溴化鋰溶液的表面張力隨濃度和溫度的變化關(guān)系。例如濃度為60%、溫度為40C時(shí)，其表面張力為9.32X10^-/111，而水在40C時(shí)表面張力為&和XlO'^-Zmo431098TB5431098TB5E團(tuán)5涼化鏗溶液的動(dòng)力粘屢〔星缶?5込*4團(tuán)6滇化鋰潯液的表面張力溴化鋰水溶液的導(dǎo)熱系數(shù)隨濃度之增大而降低，隨溫度的升高而增大，見表1。對黑色金屬和紫銅等材料有強(qiáng)烈的腐蝕性，有空氣存在時(shí)更為嚴(yán)得，因腐蝕而產(chǎn)生的不凝性氣體對裝置的制冷量影響很大。X02550751000.200.500.550.570.600.620.400.450.4P0.510.530.550.50f0.450.490.510.520.60f0.430.450.430.500.65f/0.430.450.4E溴化鋰機(jī)組是利用水在低壓下相態(tài)的變化（由液態(tài)變?yōu)槠麘B(tài)），吸收汽化潛熱來達(dá)到制冷的目的。其間，水是制冷劑，溴化鋰溶液為吸收劑。溴化鋰機(jī)組的采暖也是利用水的相態(tài)變化（由汽態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)），放出汽化潛熱來達(dá)到供暖的目的，只不過與制冷是逆過程。真空泵將機(jī)組抽至真空后，由發(fā)生泵將吸收器內(nèi)的稀溶液分別送到高、低壓發(fā)生器，在高壓發(fā)生器內(nèi)由工作蒸汽將稀溶液濃縮成濃溶液，同時(shí)產(chǎn)