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文檔簡介

5.2.6雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)中,設(shè)置有高壓和低壓兩個(gè)發(fā)生器。驅(qū)動熱源(工作蒸汽)一般在0.25~0.8MPa或?yàn)?50℃以上的高溫水。也可以直接以燃油或燃?xì)庾鳛轵?qū)動熱源,使溴化鋰吸收式制冷劑得到更大范圍的推廣和應(yīng)用。高壓發(fā)生器中的溶液直接被驅(qū)動熱源加熱濃縮,產(chǎn)生制冷劑蒸發(fā);低壓發(fā)生器中的溶液則被來自高壓發(fā)生器的制冷劑蒸汽加熱濃縮。這樣,不僅有效地利用了制冷劑水蒸汽的汽化潛熱,且可以減少了冷凝器的熱負(fù)荷,使機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性得到提高。因?yàn)轵?qū)動熱源在機(jī)組中被直接和間接地二次利用,故稱為雙效機(jī)組。雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的熱力系數(shù)比單效機(jī)組大(

=0.9~1.2),但是其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,金屬消耗比較多,操作維護(hù)要求也比較高。它適用于電力供應(yīng)緊張而又有熱源的大面積的空調(diào)系統(tǒng),以及區(qū)域集中的供熱供冷系統(tǒng)、熱-電聯(lián)供系統(tǒng)等。第33講吸收式制冷機(jī)(5)

5.2.6.1雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的部件比單效機(jī)組多,其循環(huán)流程也比單效機(jī)組復(fù)雜。溶液回路有兩個(gè)發(fā)生器、兩個(gè)溶液換熱器及凝水換熱器等部件,它可以構(gòu)成多種溶液循環(huán)流程。三類基本的溶液循環(huán)流程是:(1)串聯(lián)流程,是指稀溶液流出吸收器后,先后進(jìn)入兩個(gè)發(fā)生器;(2)并聯(lián)流程,是指稀溶液流出吸收器后分流,平行地進(jìn)入兩個(gè)發(fā)生器;(3)串并聯(lián)流程,具備串聯(lián)流程和并聯(lián)流程各自的特點(diǎn)。

雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)采用了高、低壓兩個(gè)發(fā)生器,為了充分回收系統(tǒng)內(nèi)部的能量,同時(shí)還采用了兩個(gè)溶液熱交換器和一個(gè)凝水換熱器。故相對于單效機(jī)組,它的循環(huán)流程要復(fù)雜得多。根據(jù)稀溶液進(jìn)入高、低壓發(fā)生器的方連接方式分為串連、并聯(lián)和串并聯(lián)三種形式。目前常見的有兩種基本循環(huán)流程:串聯(lián)流程和并聯(lián)流程。稀溶液出吸收器后,先后進(jìn)入高、低壓發(fā)生器的被稱為串聯(lián)流程;稀溶液出吸收器后分成兩路,分別進(jìn)入高、低壓發(fā)生器的被稱為并聯(lián)流程。另外還有一種串并聯(lián)流程:稀溶液出吸收器后分成二路進(jìn)入二個(gè)發(fā)生器。從高壓發(fā)生器流出的濃溶液再進(jìn)入低壓發(fā)生器,與其中的溶液一起流回吸收器。(1)串連流程的雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)串聯(lián)流程的機(jī)組中,吸收器出來的稀溶液,在溶液泵的輸送下,以串聯(lián)的方式先后進(jìn)入高、低壓發(fā)生器。根據(jù)稀溶液是先進(jìn)高壓發(fā)生器,還是先進(jìn)低壓發(fā)生器,串聯(lián)流程也有兩種不同形式。在串聯(lián)流程的溴化鋰吸收式制冷機(jī)組中,低壓發(fā)生器的熱源溫度比較低,而溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比較高,不利于制冷劑水蒸汽的發(fā)生。因此,串聯(lián)循環(huán)流程的雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組,適用于蒸汽參數(shù)比較高的應(yīng)用場合,如蒸汽表壓為0.6kPa或0.8MPa的場合。雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)流程工作過程:從吸收器5底部引出的稀溶液經(jīng)泵10輸送到溶液熱交換器8和6中,在熱交換器中吸收濃溶液放出的熱量后,進(jìn)入高壓發(fā)生器1,加熱沸騰,產(chǎn)生高溫水蒸氣和較濃的溶液,此溶液經(jīng)高溫?fù)Q熱器6進(jìn)入低壓發(fā)生器2,在發(fā)生器2中被來自高壓發(fā)生器的高溫蒸汽加熱,再一次產(chǎn)生水蒸汽后成為濃溶液。濃溶液經(jīng)熱交換器8與來自吸收器的稀溶液混合后,進(jìn)入吸收器5,吸收水蒸氣,成為稀溶液。在高壓發(fā)生器1中產(chǎn)生的高溫水蒸汽先進(jìn)入低壓發(fā)生器2,放出熱量后凝結(jié)成水,它與低壓發(fā)生器產(chǎn)生水蒸汽混合,在冷凝器中冷凝,再通過噴淋孔進(jìn)入蒸發(fā)器4。水在蒸發(fā)器中制冷后成為蒸汽,蒸汽排入吸收器,被混合后的溶液吸收。雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)的工作過程點(diǎn)2的低壓稀溶液加壓后壓力提高至,經(jīng)低溫溶液熱交換器加熱,達(dá)到點(diǎn)7,再經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器加熱,達(dá)到點(diǎn)10(通常在低溫?zé)峤粨Q器和高溫?zé)峤粨Q器之間設(shè)有凝水換熱器,此時(shí)點(diǎn)7的溶液先升溫至點(diǎn)10)。溶液進(jìn)入高壓發(fā)生器后,先加熱至點(diǎn)11,再升溫至點(diǎn)12,在此過程中產(chǎn)生水蒸汽,其焓值用點(diǎn)3c表示。從高壓發(fā)生器流出的較濃的溶液在高溫?zé)峤粨Q器中放熱后,達(dá)到點(diǎn)5,并進(jìn)入低壓發(fā)生器。溶液在低壓發(fā)生器中被高溫發(fā)生器產(chǎn)生的水蒸氣加熱,達(dá)到點(diǎn)4,同時(shí)產(chǎn)生水蒸氣,其焓值由點(diǎn)3a表示。點(diǎn)4代表濃溶液。濃溶液流經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器時(shí)放出熱量,至點(diǎn)8,成為低溫的濃溶液,它與吸收器中的部分稀溶液混合后,達(dá)到點(diǎn)9,閃發(fā)后至點(diǎn)9’,再吸收水蒸汽,成為低壓的稀溶液。高壓發(fā)生器產(chǎn)生的蒸汽放熱后,凝結(jié)成水,焓值降至,進(jìn)入冷凝器后又降至。低壓發(fā)生器產(chǎn)生的水蒸氣在冷凝器中冷凝后,焓值也降至。冷凝水節(jié)流后進(jìn)入蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器中制冷后成為水蒸汽,焓值為。此時(shí)水蒸汽在吸收器中被溴化鋰溶液吸收。(2)并聯(lián)流程的雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)各種流程均有其特點(diǎn),一般地說,先后進(jìn)入高、低壓發(fā)生器的串聯(lián)流程操作方便調(diào)節(jié)穩(wěn)定,國外大部分產(chǎn)品均采用此類;并聯(lián)流程具有較高的熱力系數(shù),為國內(nèi)的大部分產(chǎn)品均采用此類;串并聯(lián)流程介于兩者之間,近年來國內(nèi)外較多的產(chǎn)品采用此類。根據(jù)驅(qū)動熱源的不同情況,合理選擇循環(huán)流程,對于提高機(jī)組的熱效率,降低機(jī)組的成本有著重要意義。采用并聯(lián)循環(huán)流程的雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組運(yùn)行時(shí),對于溶液流量的調(diào)節(jié)控制有一定的要求。由于發(fā)生器的放氣范圍比較大,溶液的循環(huán)倍率比較小,因此機(jī)組的熱力系數(shù)比較大。并聯(lián)流程的機(jī)組中,吸收器出來的稀溶液。在溶液泵的輸送下,分成兩路,分別進(jìn)入高、低壓發(fā)生器。根據(jù)稀溶液是在低溫溶液熱交換器前分流還是在低溫溶液熱交換器后分流,并聯(lián)流程也有兩種不同形式。下圖表示稀溶液在低溫溶液熱交換器前分流的雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)組的工作原理。雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)流程1-高壓發(fā)生器泵;2-高溫?fù)Q熱器;3-吸收器;4-蒸發(fā)器;5-高壓發(fā)生器;6-冷凝器;7-低壓發(fā)生器;8-引射器;9-制冷劑水泵;10-凝水換熱器;11-低溫?fù)Q熱器;13-溶液泵蒸發(fā)器也是管殼式換熱器,主要由水盤、傳熱管、噴淋裝置、擋水板組成。傳熱管一般用紫銅管。水盤的主要作用是匯集未蒸發(fā)的冷劑水并送往水槽。水槽形狀一般為矩形或圓柱形箱體,上有視液鏡以觀察水位。在水槽下方設(shè)有制冷劑水泵,將水槽中的制冷劑水以l0~15倍的再循環(huán)倍率送往噴淋裝置,以增強(qiáng)傳熱效果。噴淋裝置由主管,若干支管和噴嘴組成,噴淋主管一般由筒體中間進(jìn)入,然后流向各支管,由離心旋渦噴嘴噴向蒸發(fā)器管簇并吸熱蒸發(fā)。蒸發(fā)出的制冷劑蒸汽中夾雜著水滴,如直接進(jìn)入吸收器,則會造成制冷劑水的浪費(fèi),降低機(jī)組的性能系數(shù)。因此必須在蒸發(fā)器和吸收器之間設(shè)置擋水板。吸收器主要由噴淋裝置,管簇,液囊和抽氣裝置等組成,因其一般布置在筒體下方,其溶液盤由筒體代替。噴淋方式主要有三種:一種是將發(fā)生器來的濃溶液D(f-1)直接進(jìn)行噴淋;另一種是將濃溶液與溶液泵出來的一部分稀溶液經(jīng)引射器混合后進(jìn)行噴淋,還有一種是設(shè)置一個(gè)專用吸收器泵,將濃溶液送入吸收器泵入口由泵混合后打入噴淋裝置。第一種方法由于噴淋量較小,目前已使用不多,第二種適應(yīng)與小冷量機(jī)組,而第三種方法用于制冷量較大的機(jī)組。為保證合適的噴淋密度,再循環(huán)倍率一般為20~50。從吸收器3的底部引出的稀溶液經(jīng)泵10升壓后分成兩股。一股經(jīng)高溫?zé)峤粨Q器6進(jìn)入高壓發(fā)生器1。在高壓發(fā)生器中被高溫蒸汽加熱,產(chǎn)生水汽。濃溶液在高溫?zé)峤粨Q器內(nèi)放熱后與吸收器中的部分稀溶液及來自低壓發(fā)生器的濃溶液混合,經(jīng)泵9輸送至噴淋器。另一股稀溶液在低溫?zé)峤粨Q器和凝水回?zé)崞?中吸熱后進(jìn)入低壓發(fā)生器,在低壓發(fā)生器中被來自高壓發(fā)生器的水蒸氣加熱,產(chǎn)生水蒸汽及濃溶液。此溶液在低溫?zé)峤粨Q器中放熱后,與吸收器中的部分稀溶液及來自高壓發(fā)生器的濃溶液混合后,輸送至吸收器的噴淋器。并聯(lián)流程的雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)的工作過程在圖上表示。

雙效蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)并聯(lián)系統(tǒng)的工作過程①溶液流經(jīng)高壓發(fā)生器的工作過程:點(diǎn)2的低壓稀溶液經(jīng)泵10提高壓力至pr。此高壓溶液在高溫?zé)峤粨Q器中吸熱后達(dá)到點(diǎn)10,然后在高壓發(fā)生器內(nèi)吸熱,產(chǎn)生水蒸氣,達(dá)到點(diǎn)12,成為濃溶液。所產(chǎn)生的水蒸汽焓為h3c。濃溶液在高溫?zé)峤粨Q器中放熱至點(diǎn)13,然后與吸收器中的部分稀溶液及低溫發(fā)生器的濃溶液混合,達(dá)到點(diǎn)9,閃發(fā)后至點(diǎn)9'。②溶液流經(jīng)低壓發(fā)生器的工作過程:點(diǎn)2的低壓稀溶液升壓至pk,經(jīng)低溫?zé)峤粨Q器升溫至點(diǎn)7,再經(jīng)過凝水回?zé)崞骱偷蛪喊l(fā)生器升溫至點(diǎn)4,成為濃溶液。此時(shí)產(chǎn)生的水蒸氣,其焓值為h3a。濃溶液在低溫?zé)峤粨Q器內(nèi)放熱,至點(diǎn)8,然后與吸收器的部分稀溶液及來自高溫發(fā)生器的濃溶液混合,達(dá)到點(diǎn)9,閃發(fā)后至點(diǎn)9'。③制冷劑(水)的流動高壓發(fā)生器產(chǎn)生的水蒸汽(焓為h3c)在低壓發(fā)生器中放熱,凝結(jié)成水(點(diǎn)3b),再進(jìn)入冷凝器中冷卻至點(diǎn)3。低壓發(fā)生器產(chǎn)生的水蒸氣也在冷凝器中冷卻至點(diǎn)3。冷凝水節(jié)流后在蒸發(fā)器中制冷,達(dá)到點(diǎn)1a,然后進(jìn)入吸收器,被溶液吸收。5.2.6.2直燃式溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組直燃式溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組,簡稱“直燃機(jī)”,是燃?xì)饣蛉加驮俑邷匕l(fā)生器中產(chǎn)生的高溫?zé)煔鉃轵?qū)動熱源,以水/溴化鋰作介質(zhì)的冷熱源設(shè)備。具有熱源溫度高、傳熱損失小、對大氣環(huán)境污染小、體積小、占地省、運(yùn)行操作簡單以及使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。除了制取冷媒水供空調(diào)或冷卻工藝過程使用以外,還可以制取熱水用于加熱工藝過程、空間采暖或提供生活用熱水。由于直燃機(jī)不以電為能源(只需極少的電作輔助循環(huán)動力),可以大幅度削減電力投資。在電空調(diào)廣泛采用的國家和地區(qū),直燃機(jī)更具有削減夏季峰值電力、填補(bǔ)夏季燃?xì)獾凸鹊木C合經(jīng)濟(jì)效益,對于電力行業(yè)及燃?xì)庑袠I(yè)的健康發(fā)展都具有舉足輕重的影響。在直燃式溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組中,其制冷工況采用雙效循環(huán)流程,以制冷劑水蒸汽的蒸發(fā)制冷,通過溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在吸收和發(fā)生過程中發(fā)生變化來實(shí)現(xiàn)制冷劑水的質(zhì)量循環(huán)。其采暖或制熱工況,通常以制冷劑水蒸氣的冷凝來制取熱水。通過溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在發(fā)生過程和稀釋過程發(fā)生變化來實(shí)現(xiàn)制冷劑水的制熱過程。直燃式溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組的應(yīng)用系統(tǒng),是由高壓發(fā)生器中的爐膛和煙氣換熱器、燃燒器和燃燒管路、煙道和尾部換熱器等構(gòu)成的驅(qū)動熱源回路。通常采用下面兩種方式構(gòu)成熱水回路:①由蒸發(fā)器和加熱盤管構(gòu)成熱水回路,一般采用熱水和冷水在同一回路的結(jié)構(gòu),即制冷采暖專用機(jī);②由熱水器和加熱盤管構(gòu)成專設(shè)的熱水回路。直燃式溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組有如下三種運(yùn)行模式:①機(jī)組處于制冷或采暖工況。通過轉(zhuǎn)換閥來實(shí)現(xiàn)工況的轉(zhuǎn)換,交替制取空調(diào)所需的冷水或采暖所需的熱水,即制冷或采暖專用機(jī)的運(yùn)行模式。大多數(shù)冷熱水機(jī)組是按制冷或采暖專用機(jī)的模式運(yùn)行的。②機(jī)組在按制冷或采暖工況運(yùn)行的同時(shí),還可以制取少量生活用熱水。③機(jī)組同時(shí)制取空調(diào)所需的冷媒水及采暖和生活所需的熱水,即一機(jī)三用的運(yùn)行模式。(1)制冷采暖專用機(jī)制冷采暖專用機(jī)采用熱水和冷水同一回路結(jié)構(gòu),交替供應(yīng)冷水和熱水。機(jī)組運(yùn)行時(shí)只處于制冷或采暖工況,通過轉(zhuǎn)換閥實(shí)現(xiàn)工況的轉(zhuǎn)變。這種機(jī)型用于制冷或通過切換用于供熱,只能交替地以一種方式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),而不能同時(shí)具備兩種功能,如右圖所示。在夏季,制冷采暖專用機(jī)的工作即為冷水機(jī)組制取冷水用于空調(diào)系統(tǒng);在冬季,高壓發(fā)生器產(chǎn)生的制冷劑水蒸氣進(jìn)入蒸發(fā)器或?qū)TO(shè)的熱水器,并在傳熱管簇上冷凝,從而制取熱水采暖。制冷采暖專用冷熱水機(jī)組的工作原理圖下圖為一種串連直燃式制冷采暖專用機(jī)的流程圖。機(jī)組是三筒式結(jié)構(gòu),機(jī)組運(yùn)行時(shí)通過轉(zhuǎn)換閥A、B、C和D實(shí)現(xiàn)工況的轉(zhuǎn)換。制冷工況流程圖串聯(lián)直燃型制冷采暖專用機(jī)流程圖1-蒸發(fā)器;2-吸收器;3-冷凝器;4-低壓發(fā)生器;5-高壓發(fā)生器;6-燃燒器;7-高溫?zé)峤粨Q器;8-低溫?zé)峤粨Q器;9-自動抽氣裝置;10-溶液泵;11-制冷劑泵在制冷工況,轉(zhuǎn)換閥A、B、C和D關(guān)閉。冷卻水按串連流程流動,即先進(jìn)入吸收器2再經(jīng)過冷凝器3流出。溶液按串連流程流動。機(jī)組按雙效制冷循環(huán)運(yùn)行,通過蒸發(fā)器1制取冷水。在采暖工況,轉(zhuǎn)換閥A、B、C和D開啟。冷卻水回路和制冷劑水回路停止運(yùn)行。冷水回路轉(zhuǎn)換為熱水回路。吸收器、冷凝器、低壓發(fā)生器、高溫溶液熱交換器停止運(yùn)行。溶液在高壓發(fā)生器和吸收器之間循環(huán)流動。稀溶液在高壓發(fā)生器7中被加熱濃縮。所產(chǎn)生的制冷劑水蒸氣經(jīng)管路和閥A進(jìn)入蒸發(fā)器1,并在蒸發(fā)器管簇上冷凝制取熱水。凝結(jié)下來的制冷劑水,從蒸發(fā)器1的液囊流出,近閥B進(jìn)入吸收器2的液囊。自高壓發(fā)生器7流出的濃溶液,經(jīng)閥C進(jìn)入吸收器,并和進(jìn)入其中的制冷劑水混合成稀溶液。稀溶液被溶液泵送入到高壓發(fā)生器7完成整個(gè)制熱的循環(huán)。在上圖中,高壓發(fā)生器5本體包括爐筒、液管式對流換熱器和氣液分離器等組件。燃料和空氣由燃燒器6送入爐筒中燃燒,產(chǎn)生的高溫?zé)煔馔ㄟ^爐筒和液管式對流換熱器加熱溴化鋰溶液后,經(jīng)煙囪排出。氣液分離器由擋液裝置和分離腔室組成,位于筒體的頂部。溶液被加熱濃縮產(chǎn)生的制冷劑水蒸氣,經(jīng)擋液裝置凈化后從分離器流出。(2)同時(shí)制冷和采暖專用機(jī)這種機(jī)型在工作時(shí)可以同時(shí)完成制冷與采暖循環(huán),如下圖。在結(jié)構(gòu)上有制冷循環(huán)回路和專設(shè)的熱水器及熱水回路,可以同時(shí)制取冷水和熱水,供空調(diào)和采暖應(yīng)用,可以單獨(dú)供應(yīng)生活熱水。圖中所示為一種并聯(lián)流程自燃型同時(shí)制冷和采暖專用機(jī)的流程圖。機(jī)組也為三筒結(jié)構(gòu),是在制冷采暖專用機(jī)的基礎(chǔ)三加設(shè)熱水器7和熱水回路組成的,機(jī)組運(yùn)行時(shí)通過轉(zhuǎn)換閥A和B實(shí)現(xiàn)工況的轉(zhuǎn)換。在高壓發(fā)生器上方加設(shè)熱水器。高壓發(fā)生器發(fā)生的制冷劑水蒸汽一部分用于制冷,另一部分用于加熱熱水,這樣的制冷系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),既可通過蒸發(fā)器制得冷水;又可通過熱水器制得熱水。在同時(shí)制冷和采暖工況,轉(zhuǎn)換閥A和B關(guān)閉。冷卻水按串聯(lián)流程流動。溶液按并聯(lián)流程流動,機(jī)組按雙效制冷循環(huán)運(yùn)行,通過蒸發(fā)器制取冷水。同時(shí),高壓發(fā)生器產(chǎn)生的一部分制冷劑蒸汽進(jìn)入熱水器,并在熱水器的管簇間冷凝制取熱水。此時(shí)熱水溫度最高可達(dá)95℃,可供采暖或作為生活熱水用。高壓發(fā)生器的容量取決于制冷量與采暖量之和。故若在100%制冷量的同時(shí)提供采暖量,則高壓發(fā)生器的容量要比標(biāo)準(zhǔn)機(jī)組的容量大。并聯(lián)流程直燃型同時(shí)制冷和采暖專用機(jī)的流程圖1-吸收器;2-蒸發(fā)器;3-冷凝器;4-低壓發(fā)生器;5-高壓發(fā)生器;6-分離器燃燒器;7-熱水器高溫?zé)峤粨Q器;8-燃燒器高溫?zé)峤粨Q器;9-高溫?zé)峤粨Q器分離器;10-高溫?zé)峤粨Q器熱水器;11-溶液泵;12-制冷劑泵(3)同時(shí)制冷、采暖與供應(yīng)生活熱水三用機(jī)型這種機(jī)組是小容量溴化鋰吸收式冷熱水機(jī)組和真空式熱水加熱器組合成一體的機(jī)組,除制冷、采暖外,還可以提供生活熱水,流程見下圖。同時(shí)制冷、采暖與供應(yīng)生活熱水機(jī)組(一機(jī)三用機(jī)型)流程圖1-吸收式冷熱水機(jī)組;2-冷熱水泵;3-空調(diào)器;4-冷卻塔;5-冷卻水泵;6-生活熱水柜;7-生活熱水泵;8-生活熱水加熱器;9-燃燒器可以五種模式進(jìn)行運(yùn)行和工作:a.夏季單獨(dú)制冷,b.夏季同時(shí)制冷與提供生活熱水,c.冬季單獨(dú)采暖,d.冬季同時(shí)采暖與提供生活熱水,e.春秋季單獨(dú)提供生活熱水。該機(jī)組有配套的冷卻塔,通過冷熱水系統(tǒng)向空調(diào)器提供冷水或熱水,通過生活熱水柜提供生活熱水。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有:a.小型吸收式冷熱水機(jī)組和生活熱水加熱器各有一套燃燒系統(tǒng);b.由吸收式冷熱水機(jī)組排出的冷卻水先進(jìn)入熱水加熱器的殼程,加熱管簇內(nèi)的熱水后排出機(jī)組外。通過這種方式可以節(jié)能15%左右。

一機(jī)三用機(jī)型早在日本已有產(chǎn)品,但為非標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)。故在設(shè)備的合理匹配、管理使用與能源利用的經(jīng)濟(jì)性方面,值得進(jìn)一步研究的。一機(jī)三用機(jī)的動力源是燃燒器,三種用途不同的性能控制都要通過燃燒器的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn),這種調(diào)節(jié)系統(tǒng)更為復(fù)雜,調(diào)節(jié)難度更高,難以相互匹配,很可能顧此失彼,或使主要功能受到影響,這給機(jī)組操作運(yùn)行帶來諸多不便。一機(jī)三用機(jī)勢必加大高壓發(fā)生器的負(fù)荷,同時(shí)也增加了機(jī)組控制的難度,其運(yùn)行的可靠性受到了挑戰(zhàn)。5.2.7溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能影響因素及提高途徑溴化鋰吸收式機(jī)組的性能,通常是指機(jī)組在不同工況條件下運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的制冷量及相應(yīng)的熱力系數(shù)等主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能不僅與外界因素有關(guān),而且與機(jī)組的溶液循環(huán)量、不凝性氣體含量及污垢熱阻等有關(guān)。不同運(yùn)行工況條件包括:①外界條件(或稱運(yùn)轉(zhuǎn)條件):通常指冷水出口溫度、熱源溫度(本章主要以加熱蒸汽及熱水為熱源加以分析)、冷卻水進(jìn)口溫度、冷卻水流量以及傳熱管的結(jié)垢情況等。②內(nèi)部條件:通常指溴化鋰溶液循環(huán)量的變化、不凝性氣體的存在、制冷劑水的污染以及表面活性劑的添加等。掌握外界條件和內(nèi)部條件的變化對溴化理吸收式機(jī)組性能的影響,對于正確設(shè)計(jì)、選型、操作、維護(hù),使機(jī)組實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。5.2.7.1溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能影響因素溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能,除了受冷媒水和冷卻水溫度、流量以及水質(zhì)等因素的影響外,還與工作熱源性質(zhì)、溶液特性及機(jī)組特性等因素有關(guān)。了解以上因素對溴化鋰吸收式制冷機(jī)的影響,對設(shè)計(jì)、操作和正確選擇溴化鋰吸收式制冷機(jī)均具有重要的指導(dǎo)意義。(1)加熱工作蒸汽壓力(溫度)變化對機(jī)組循環(huán)性能的影響在以蒸汽為工作熱源的溴化鋰吸收式制冷循環(huán)中,當(dāng)其它參數(shù)不變時(shí),工作蒸汽壓力的下降,會使得發(fā)生器出口的濃溶液溫度降低、濃度降低,隨之引起吸收器中溶液吸收制冷劑水蒸汽的能力下降,放氣范圍縮小,制冷量減少。當(dāng)其它參數(shù)不變時(shí),加熱蒸汽壓力對制冷量的影響如下圖所示。由圖可知,當(dāng)加熱蒸汽壓力提高時(shí),制冷量增大,但蒸汽壓力不宜過高,否則,不但制冷量增加緩慢,而且濃溶液有產(chǎn)生結(jié)晶的危險(xiǎn),同時(shí)會削弱鉻酸鋰的緩蝕作用,因而一般加熱蒸汽壓力不超過0.29MPa(132℃)為宜。

加熱蒸汽壓力與制冷量的關(guān)系曲線但在實(shí)際循環(huán)中,隨著制冷量的降低,整個(gè)制冷循環(huán)還要發(fā)生下列變化,使有所回升。在滿足生產(chǎn)工藝的前提下,冷媒水出口溫度不應(yīng)太低,否則,會使循環(huán)制冷量下降,能耗增大的同時(shí),還會有產(chǎn)生溶液結(jié)晶的危險(xiǎn)。作為空調(diào)用的溴化鋰吸收式制冷機(jī),冷煤水出口溫度一般控制在10℃左右為宜,最低不低于5℃。降低為,稀镕液濃度由升高為(2)冷媒水出口溫度變化對循環(huán)的影響當(dāng)其它參數(shù)不變時(shí),冷媒水出口溫度對制冷量的影響如下圖所示。由圖可以看出,冷媒水出口溫度降低時(shí),制冷量隨之下降。與蒸汽壓縮式制冷循環(huán)一樣,溴冷機(jī)冷媒水出口溫度的高低由被冷卻系統(tǒng)的工藝要求決定。降低冷媒水的出口溫度,需通過降低循環(huán)的蒸發(fā)壓力(溫度)來實(shí)現(xiàn)。冷媒水出口溫度降低時(shí),蒸發(fā)壓力由降低為,稀镕液濃度由升高為,放氣范圍相應(yīng)減小,因此制冷量降低。冷媒水出口溫度與制冷量的關(guān)系(3)冷卻水進(jìn)口溫度的變化對機(jī)組性能的影響冷卻水進(jìn)口溫度對制冷量的影響如下圖所示。隨冷卻水進(jìn)口溫度的降低,制冷量增大。冷卻水進(jìn)口溫度降低,首先引起吸收器稀溶液溫度與冷凝壓力降低,前者促使吸收效果增強(qiáng),因此稀溶液濃度降低;而后者卻將引起濃溶液濃度升高;兩者均使?jié)舛炔罴哟螅怪评淞吭黾?。試?yàn)表明,在吸收器、冷凝器串聯(lián)用冷卻水的溴化鋰吸收式制冷循環(huán)中,冷卻水進(jìn)口溫度變化1℃時(shí),制冷量約變化5%~6%。對于溴化鋰吸收式制冷機(jī),冷卻水進(jìn)口溫度不宜過低,否則會引起濃溶液結(jié)晶、蒸發(fā)器泵吸空或冷劑水污染等問題。當(dāng)冷卻水溫度低于16℃時(shí),應(yīng)減少冷卻水量,使其出口溫度適當(dāng)提高。在實(shí)際工程中,冷卻水進(jìn)口溫度不宜過高,過高除了使吸收器吸收效果降低和抑制發(fā)生器作用外,還可能造成制冷劑輸送管和消晶管被擊穿,影響制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行。冷卻水進(jìn)口溫度一般控制在25℃~32℃范圍為宜。冷卻水進(jìn)口溫度與制冷量的關(guān)系(4)冷卻水量與冷媒水量的變化對機(jī)組性能的影響冷卻水量的變化將引起冷卻水溫的改變,因而冷卻水量變化對制冷量的影響與冷卻水溫度變化對制冷量的影響相似,但它除了引起循環(huán)各參數(shù)的變化外,還將引起吸收器和冷凝器中傳熱系數(shù)的變化。冷卻水量減少會引起制冷量的降低。不過冷卻水量變化,除了引起循環(huán)中蒸發(fā)壓力、冷凝壓力、吸收器出口溶液溫度和發(fā)生器出口濃溶液溫度等參數(shù)變化外,還會引起吸收器、冷凝器中冷卻水的流速變化,使傳熱性能發(fā)生變化。冷媒水出口溫度不變時(shí),冷媒水量的變化對制冷量的影響很小。例如當(dāng)泠媒水量增大時(shí),一方面使得蒸發(fā)器傳熱管內(nèi)流速增加,傳熱系數(shù)增大,制冷量增加;另一方面,由于外界負(fù)荷不變,從而使冷媒水回水溫度(即冷媒水的進(jìn)口溫度)降低,導(dǎo)致平均溫差降低,制冷量減少。兩者綜合的結(jié)果是機(jī)組的制冷量幾乎不發(fā)生變化。冷媒水量變化對制冷量的影響不大。這是因?yàn)槔涿剿孔兓环矫媸沟谜舭l(fā)器傳熱管內(nèi)流速變化,使傳熱情況發(fā)生變化;另一方面,蒸發(fā)壓力也發(fā)生變化,兩者變化對制冷量的影響恰好相反。(5)冷媒水與冷卻水水質(zhì)的變化對機(jī)組性能的影響機(jī)組在使用一段時(shí)間后,會在傳熱管內(nèi)、外壁上產(chǎn)生污垢。換熱管表面產(chǎn)生污垢前后的熱阻值之差稱為污垢系數(shù)。污垢系數(shù)越大,傳熱性能越差,制冷量隨之下降。由于污垢系數(shù)對機(jī)組性能影響較大,因此在運(yùn)轉(zhuǎn)期間應(yīng)經(jīng)常注意水質(zhì)的分析,特別在運(yùn)轉(zhuǎn)初期更為重要。若水質(zhì)較差,應(yīng)采取必要的凈水措施,以保證一定的水質(zhì)要求。水中的污垢對換熱器的傳熱性能影響很大,水質(zhì)越差越易形成污垢。(6)稀溶液循環(huán)量的變化對機(jī)組性能的影響稀溶液循環(huán)量與系統(tǒng)制冷量的變化關(guān)系如下圖。當(dāng)溶液的循環(huán)倍率a保持不變時(shí),由于單位制冷量變化不大,因此機(jī)組的制冷量與溶液的循環(huán)量成正比,制冷循環(huán)的制冷量與稀溶液的循環(huán)量成正比。稀溶液循環(huán)量的變化對制冷量的影響內(nèi)存在不凝性氣體時(shí),在總壓力(蒸發(fā)壓力)不變的情況下,制冷劑水蒸汽的分壓力降低,傳質(zhì)推動力減小,影響了吸收器的吸收速度;二是由于不凝性氣體的存在,制冷劑水蒸汽與溶液的接觸面積減少,影響了吸收速度,造成制冷劑蒸汽被溶液吸收量的大幅度下降,引起制冷量的大幅度下降。由下圖可以看出,若機(jī)組中加入30gN2(),就會使機(jī)組的制冷量由原來的2267.4kW降為1162.8kW,幾乎下降50%。(7)不凝性氣體對機(jī)組性能的影響外部滲入的空氣及溴冷機(jī)內(nèi)部因腐蝕而產(chǎn)生的氫氣等,數(shù)量極微,但嚴(yán)重影響機(jī)組的性能。不凝性氣體是指在制冷機(jī)的工作溫度、壓力范圍內(nèi)不會冷凝、也不會被溴化鋰溶液所吸收的氣體。不凝性氣體的存在,引起制冷量大幅下降的原因有兩個(gè):一是當(dāng)吸收器不凝性氣體對制冷量的影響5.2.7.2提高溴化鋰吸收式制冷機(jī)性能、減少制冷量衰減的方法溴化鋰吸收式制冷機(jī)的性能不僅與外界參數(shù)有關(guān),而且與機(jī)組的溶液循環(huán)量、不凝性氣體含量及污垢熱阻有關(guān)。此外,機(jī)組的性能還與溶液中是否添加能量增強(qiáng)劑,熱交換器管簇的布置方式等因素有關(guān)。可通過下列方法來提高機(jī)組的性能。(1)及時(shí)抽除不凝性氣體由于溴化鋰吸收式制冷機(jī)是處于真空中運(yùn)行的,蒸發(fā)器和吸收器中的絕對壓力極低,故外界空氣很容易漏入,即使少量的不凝性氣體也會明顯地降低機(jī)組的制冷量。如果不凝性氣體積聚到一定的數(shù)量,就能破壞機(jī)組的正常工作狀況。因而提高溴化鋰吸收式制冷循環(huán)性能的根本措施是保持溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)高度真空,并及時(shí)抽除機(jī)組內(nèi)的不凝性氣體。為了及時(shí)抽除漏入系統(tǒng)的空氣及系統(tǒng)內(nèi)因腐蝕產(chǎn)生的不凝性氣體(如氫氣),機(jī)組中備有一套抽氣裝置。

下圖為常用的抽氣系統(tǒng)機(jī)械真空泵抽氣裝置。不凝性氣體分別由冷凝器上部和吸收器溶液上部抽出。由于抽出的不凝性氣體中仍含有一定數(shù)量的制冷劑水蒸汽,若將它直接排走,不僅會降低真空泵的抽氣能力,且會使機(jī)組內(nèi)制冷劑水量減少。同時(shí),制冷劑水和真空泵油接觸后會使真空泵油乳化,使油的粘度降低、惡化甚至喪失抽氣能力。因此,應(yīng)將抽出的制冷劑水蒸氣回收。為此,在抽氣裝置中設(shè)有水氣分離器,讓抽出的不凝性氣體進(jìn)入水氣分離器,在分離器內(nèi),用來自吸收器泵的中間溶液噴淋,吸收不凝氣體中的制冷劑水蒸汽,吸收了水蒸汽的稀溶液由分離器底部返回吸收器,吸收過程中放出的熱量由在管內(nèi)流動的制冷劑水帶走,未被吸收的不凝性氣體從分離器頂部排出,經(jīng)阻油室進(jìn)入真空泵,壓力升高后排至大氣。抽氣裝置1-冷凝器;2-發(fā)生器;3-蒸發(fā)器;4-吸收器;5-吸收器泵;6-蒸發(fā)器泵;7-水氣分離器;8-阻油器;9-旋片式真空泵(2)調(diào)節(jié)溶液的循環(huán)量系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),若進(jìn)入發(fā)生器的稀溶液量調(diào)節(jié)不當(dāng),可導(dǎo)致機(jī)組循環(huán)性能下降。發(fā)生器熱負(fù)荷一定時(shí),若循環(huán)量過大,一方面使溶液的濃度差減小,產(chǎn)生的制冷劑蒸汽量減少;另一方面,進(jìn)入吸收器的濃溶液量增大,吸收液溫度升高,影響吸收效果。兩者均使機(jī)組的制冷量下降,熱力系數(shù)降低。若循環(huán)量過小,機(jī)組處于部分負(fù)荷下運(yùn)行,制冷能力得不到充分發(fā)揮,而且由于循環(huán)量過小,溶液的濃度差增大,濃溶液濃度過高,有結(jié)晶的危險(xiǎn)。因此系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),應(yīng)合理調(diào)節(jié)溶液的循環(huán)量,以期獲得最佳的制冷效果。溶液循環(huán)量的調(diào)節(jié)可通過三通閥來完成。它將部分稀溶液旁通到由

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