1、溴化锂吸收式制冷机 李琦芬 2013.10 上海电力学院, 课程教学主要内容,吸收式制冷机的发展现状溴化锂吸收式制冷机的基本理论溴化锂吸收式制冷机的工作原理溴化锂制冷机的主要部件及功能溴化锂吸收式制冷机组的性能特点溴化锂制冷机组的自动控制溴化锂制冷机组的性能试验与运行溴化锂制冷机的常见故障排除与保养方法,第一部分 吸收式制冷机的发展现状,国外的发展过程 ： 1. 美国是溴化锂制冷机的创始国，目前日本等国的溴冷机也都有较大的发展。 2. 美国开利公司于1945年试制出第一台制冷量为523KW（45104kcal/h）的单效溴冷机，开创了利用溴化锂水溶液为工质对做为吸收剂的吸收式制冷新领域。美国不
2、仅创造了单效溴冷机，而且在世界上又率先研制出了双效溴冷机。现已研制出了直燃型、热水型和太阳能型等新型溴冷机。同时还研制了冷温水机组和吸收式热泵等新机组。3. 日本一家汽车公司于1959年研制出制冷量为689KW（60104kcal/h）的单效溴冷机，1962年茬原制造所又研制出双效溴冷机。日本溴冷机无论在生产数量、性能指标、应用范围和新技术、新产品研制等方面，均超过了美国，成为世界上溴冷机研究与生产领先的国家。特别是燃气两效温水机组的产量很大，约占世界上溴冷机生产总台数的2/3；目前已致力于第三种吸收式热泵和溴化锂热电并供机组的研制工作。4. 前苏联奔萨化工厂于1965年研制出2908KW（2
3、50104kcal/h）溴冷机。目前溴冷机的应用范围已从化纤厂扩展到其它纺织厂、橡胶厂酿酒厂、化工厂、冶金厂和核电站。,中国的发展过程： 我国研制溴冷机起步于60年代初期，至今已有四十多年，其发展过程大体分为四个阶段： 1. 研制阶段 60年代初船舶总公司704所（原六机部704所）、一机部通用机械研究所与高等院校以及设备制造厂通力合作，试制了两台样机。1966年上海第一冷冻机厂试制出了制冷量1160KW（100104kcal/h）全钢结构的单效溴冷机，安装于上海国棉十二厂。60年代末期，许多单位都着手研制单效溴冷机，这一研制工作持续到了70年代初期。2. 单效机生产应用阶段 70年代初先后有
4、上海、青岛、天津、北京和长沙等地的棉纺厂为了适应生产的需要，各自设计与制造了单效溴冷机。继而更多地区也都自行设计制造单效溴冷机，尤以上海、天津两地更为突出。以天津为例，70年代初至80年代初，制造出3480KW（300104kcal/h）大型溴冷机七台，总制冷能力达到24360KW（2100104kcal/h）。单效溴冷机在这一时期虽然有了较大发展，但仍有许多问题尚待解决，如严重的腐蚀、冷量的衰减和机器的寿命等，限制了溴冷机的进一步发展。3. 双效机生产应用阶段 80年代初期开始研制双效溴冷机，并于1982年由开封通用机械厂生产出1744KW（150104kcal/h）双效溴冷机组。双效机组的
5、热力系数可提高到1.1以上，而单效机组一般为0.60.7，双效机组的蒸汽单耗比单效机减少约1/2，冷却水量减少约1/3，是值得提倡的节能型制冷机组。4. 多种新型机研制应用阶段 80年代末期国家计委提出，凡有蒸汽等热源的地区要发展溴冷机；1991年我国在世界禁用氟里昂（CFC）生产与使用的“蒙特利尔议定书”上签了字，这对进一步发展溴冷机创造了良好条件。大专院校、科研院所和制造厂家共同协力，一方面在加紧改进与提高双效溴冷机的加工技术和性能水平，另一方面也竟相研制新型的多种溴冷机。现已推出的和正在研制的有热水型、直燃型、低压型、降膜式溴冷机和吸收式热泵等。,第二部分 溴化锂吸收式制冷机基本理论,何
6、谓“制冷”，何谓“热泵”基本能量转换关系图,制冷机 或 热泵,高温热源 TH,低温热源 TL,QH,QR,用人工的方法将低温区的热量移送到高温区，若为将低温区无用的热量移送到高温区成为有用的或用途更大的热量，此种方法称为“热泵”。 若转移热量是为获得低于环境的温度或满足某种化 工工艺的低温需要，此种方法称为“制冷”；,中央空调系统,制冷机,空调末端,冷却塔,能源系统、管路等,实现人工制冷/热的机械设备,安装在房间侧的散热（冷）装置,把从房间内吸收的热量最终散发到外界环境空间中。,提供驱动能源及系统管路连接和控制,中央空调系统制冷原理,溴化锂吸收式制冷机组,电制冷机组,制 冷 机,热能驱动,电能
7、驱动,溴化锂吸收式机组特点： 1、以热能为动力，能源利用范围广； 2、安装基础要求低； 3、制冷机在真空状态下运行，无高压爆炸危险； 4、制冷量调节范围广。冷量无级调节范围20-100%。 5、溴化锂溶液环保，无臭、无毒。 6、气密性要求高,电制冷机组特点： 1、密封性要求不高； 2、冷却水循环量小； 3、制冷效率高但耗电量巨大； 4、制冷剂可能造成污染； 5、属于压力容器；,吸收式与蒸气压缩式制冷循环的比较(a)蒸气压缩式制冷循环； (b)吸收式制冷循环,1.1 溶液的热力学性质,(1) 溶液的分压与总压(2) 相律(3) 溶液的相平衡,液体的分压和总压,一定温度下，水的饱和蒸汽压是个定值，
8、它与温度成一一对应关系。固体溶质溶解于溶剂中时，它的蒸汽压总量小于同一温度下纯溶剂的饱和压力。因此，溶液中气液两相平衡时的压力不仅与温度有关，而且与浓度有关。拉乌尔定律：在一定的温度下，溶液中任一组分的蒸汽分压等于该纯组分的蒸汽压乘以该组分在溶液中的摩尔分数。公式为：式中: -代表纯溶剂A的蒸汽压-代表溶液中A的摩尔分数,溶液的分压与总压,亨利定律：在平衡状态下，一种气体在液体里的溶解度摩尔分数和该气体的平衡压力成正比。公式为：式中：x- 挥发性溶质的摩尔分数，即所溶解的气体在溶 液中的摩尔分数；p- 液面上该气体的平衡分压；K- 一个常数，取决于温度、溶质和溶剂的性质。,相律,体系处于平衡状
9、态时，它的自由度与相数和组分之间存在着一定的关系。这个关系称为相律，又称吉布斯方程式，公式为：式中：f - 自由度数（不可能是负数）K- 组分数 （单组分的水，K=1）- 相数,溶液的相平衡,液相中的分子会自发地通过相的分界面转移到气相，因此造成了蒸汽压。同时，气相中的分子也会转移到液面。这样，在物相之间就产生了质量的交换。最后必然会出现这样的状态，就是从一相转移到另一相的速度恰好与相反方向的转移速度相等，这时体系中各部分的浓度保持不变。这种状态称为相平衡状态，简称相平衡。,1.2 溴化锂水溶液的热物理性质,1、溴化锂溶液的性质溴化锂水溶液的热物理性质溴化锂是离子化合物，化学分子式为LiBr,
10、是一种无色、无毒、有苦咸味的粒状晶体，在大气中不变质、不挥发、不分解，在25时密度为3464Kg/m，熔点为549，沸点为1265，溴化锂晶体极易溶于水，20时每100g水中最多可溶解111.2g溴化锂晶体。溴化锂溶解过程中会释放溶解热，引起溶液温度升高。溴化锂溶液具备强烈的吸湿性溴化锂溶液的吸湿性很强，具有吸收比其温度低得多的水蒸汽的能力。且溴化锂溶液温度越低、浓度越高吸水性越强。,溴化锂溶液的特性,溴化锂是由碱金属锂(Li)和卤族元素(Br)两种元素组成的一种稳定的盐类,其主要特性如下:1.溴化锂吸收式制冷机中,溴化锂是吸收剂,水是制冷剂2.溴化锂对人体和环境无害3.溴化锂溶液沸点高4.溴
11、化锂溶液吸水性强5.溴化锂溶液性能稳定6.溴化锂溶液对金属有强烈的腐蚀性7.溴化锂溶液容易结晶,溴化锂溶液特性,配方溴化锂溶液 1、浓度55 2、主要成分：溴化锂LiBr水溶液、缓蚀剂铬酸锂Li2CrO4、表面活性剂辛醇N-OCTYLALCOHOL、氢氧化锂LiOH 3、PH值：9.010.5,溴化锂溶液的腐蚀性质（缺点）, 溴化锂溶液是一种具有较强腐蚀性的物质。它对普通的金属材料，例如碳钢、紫铜等都具有较强的腐蚀性。因此，在较长的时间内，由于腐蚀问题得不到很好的解决，溴化锂吸收式制冷剂的发展曾受到很大的限制。 实验证明，溴化锂溶液对金属的腐蚀与如下有关。,溴化锂溶液对金属的腐蚀性及缓蚀剂,1
12、.溴化锂溶液对金属的腐蚀性表现为如下化学反应:Fe+H2O+0.5O2 Fe(OH)2Fe(OH)2 +0.5 H2O+ 0.25O2 Fe(OH)34Fe(OH)2 Fe3O4 +Fe+ 4 H2O2Cu+0.5O2 Cu2O2Cu+2H2O+0.5O2 2Cu(OH)2,缓蚀剂防腐机理:铬酸锂和铁、铜反应形成致密保护膜，主要成分为Fe3O4， 阻止内部金属进一步发生反应，进而达到防腐效果；,3Fe+6H2O+Li2CrO4 Fe3O4+2Cr(OH)3+4Li(OH)+H2 3Fe+3H2O+2Li2CrO4 Fe3O4+Cr2O3+Li(OH)+H2 3Cu+5H2O+2Li2CrO4
13、3Cu2O+Cr(OH)3+4LiOH,氧气的腐蚀性, 氧气的影响在吸收器上部和蒸发器水盘等部位，因在机组工作时会溅到溴化锂溶液，形成很稀的液膜，容易接触到氧，腐蚀性就比较严重。无氧气则：,2Fe + 3H2O Fe2O3 + 3H2 产生红锈 腐蚀,具体化学反应,溴化锂溶液对金属的腐蚀性及缓蚀剂,溴化锂溶液对金属的腐蚀性表现为如下化学反应:Fe+H2O+0.5O2 Fe(OH)2Fe(OH)2 +0.5 H2O+ 0.25O2 Fe(OH)34Fe(OH)2 Fe3O4 +Fe+ 4 H2O2Cu+0.5O2 Cu2O2Cu+2H2O+0.5O2 2Cu(OH)2,具体化学反应,缓蚀剂防腐机
14、理:铬酸锂和铁、铜反应形成致密保护膜，主要成分为Fe3O4， 阻止内部金属进一步发生反应，进而达到防腐效果；,3Fe+6H2O+Li2CrO4 Fe3O4+2Cr(OH)3+4Li(OH)+H2 3Fe+3H2O+2Li2CrO4 Fe3O4+Cr2O3+Li(OH)+H2 3Cu+5H2O+2Li2CrO4 3Cu2O+Cr(OH)3+4LiOH,溴化锂溶液的腐蚀性质, 溶液的浓度在常压下，随着溴化锂溶液浓度的降低，腐蚀加剧，因为稀溶液中氧的溶解度要比浓溶液大；而在低压下，金属材料的腐蚀率与溶液的浓度几乎没有什么关系，因此溶液中氧的含量都很低。,溴化锂溶液的腐蚀性质, 溶液的温度实验表明，不
15、含有铬酸锂缓蚀剂的溴化锂溶液，对A3钢、紫铜和镍铜的腐蚀率都随温度的升高而增大；而对加有铬酸锂缓蚀剂的溴化锂溶液，则随着温度的升高，A3钢的腐蚀率略有降低。,溴化锂溶液的腐蚀性质, 溶液的PH值实验表明，溴化锂溶液的PH值处于9.510.3的范围内，对金属材料的缓蚀较为有利。,在氧的作用下,金属铁和铜在通常呈碱性的溴化锂溶液中被氧化,氧是促进铁和铜发生反应的主要因素.在溴化锂吸收式机组中,隔绝氧气是最根本的防腐措施.溴化锂溶液对金属材料腐蚀的几个因素:(1)溶液的质量分数在常压下,稀溶液中氧的溶解度比浓溶液的大,随着溴化锂质量分数的减小,腐蚀加剧(2)溶液的温度而当温度超过165OC的时候,无
16、论是碳刚或紫铜,腐蚀率急剧增大(3)溶液的碱度溶液呈酸性时,对金属材料的腐蚀十分严重,故一般溶液呈碱性PH(910.5)腐蚀对机组性能的影响:(1)由于溶液对组成吸收式机组的两种主要金属材料铜和铁的腐蚀直接影响机组的使用寿命,(2)腐蚀产生的氢气是机组运行中不凝性气体的主要来源 (3)腐蚀形成的铁锈或铜锈等脱落后随溶液循环极易造成喷嘴或屏蔽泵过滤器的堵塞,机组防腐,吸收式制冷机组,溴化锂溶液的结晶曲线,溴化锂溶液浓度,温度,结晶原因： 1）冷却水低温：冷却水入口维持28 32事宜； 2）冷却水高温：冷却塔工作不良造成冷却水高温，导致高发高压，溶液浓度大，且低发与压差减小，溶液流动不稳定，浓溶液
17、易在低交滞留结晶； 3）冷却水流量少：流量少易导致机组高压，且进而导致高发高压，同上！ 4）抽气不利或空气进入：机组压力升高，造成溶液流动不稳且浓度升高，导致结晶； 5）溶液循环不良或溶液量少；结晶预防：1、正常运行结晶预防：,微电脑,溶液浓度设定值?,正常控制,减少燃烧量,NO,YES,2、突然停电结晶预防：,1) 瞬间停电：停电时间0.20.3秒，恢复供电后机组正常运行； 2) 长时间停电：30min默认值，来电后自动稀释运行转正常运行或停机 3) 停电后没有电源，慢慢打开制冷采暖转换阀A，让冷剂蒸汽直接流入吸收器实现高发降压及 吸收器升温防止结晶发生。,制冷采暖转换阀A,结晶判断： 1）
18、吸收器工作时，侧面中间部位温度较低，有结晶可能。 2）交换器浓溶液出口壳体温度下降，三通温度升高，有结晶可能。 注:熔晶管状态：正常情况手可触及并长时间停留；手可触及但不可长时间停留溶液流过熔晶管可能结晶或溶液循环不良；手只可点触，溶液热交换器浓溶液出口结晶；,机械熔晶结构原理,冷却水的作用：冷却水的作用是带走吸收器和冷凝器的热量，将它传递给冷却塔，由冷却塔排入大气。在吸收器中，冷却水的作用是冷却作为吸收剂的溴化锂溶液。因为温度越低，吸收能力越强。在冷凝器中，冷却水的作用是冷却和液化来自发生器的冷剂蒸汽（双效型中的低压发生器），使其恢复到初始的冷剂液状态。冷却水水质对机组性能影响 水质差将导致
19、铜管内部结垢，降低机组效率并导致铜管腐蚀甚至破裂。铜管表面污垢厚度达到0.6mm冷却塔能力降到76，冷水水温升高2，燃料耗量增加25；冷却水水质变差的原因 1）结垢 由于冷却水中含有的无机质引起的，主要是由于碳酸钙、碳酸镁、硫酸盐浓缩和化学反应析出，造成污垢。妨碍热交换器的传热，使效率下降。 2）污泥 这是由于水中溶解繁殖的细菌、藻类等微生物群体，混入泥、沙、灰尘等形成软泥性的污浊物。它会造成管路腐蚀，降低效率和增加流阻、降低水量。 3）腐蚀 污泥和腐蚀生成物沾在传热管的表面而发生腐蚀。由于腐蚀的进行，传热管破坏而使机组发生严重故障。,水质管理： 1、常规水质管理： A 经常连续补水或通过水质
20、分析自动补水 B 利用化学试剂防腐； C 添加灭藻剂控制结垢； D 定期水质分析，定期检查铜管； 2、长期停机冷却水系统管理： A 满水保养（环境温度不低于0时） 通过运转冷却水泵使防腐剂均匀分布； B 干燥保养 确保铜管内壁清洗干净，且防腐剂均匀分布；,1.基本原理2.理论循环与实际循环3.机组的工作循环流程4.机组能源输入输出的主要工作系统,第三部分 溴化锂吸收式制冷机的工作原理,1 基本原理,溴化锂吸收式制冷机工作条件： 1、机组内部为近乎真空的状态。 2、溴化锂水溶液具有很强的吸水性。,为何热量可生成冷水,关闭,水&水蒸气,溴化锂溶液,水在7mmHg状态下，3-4度蒸发，单效机组主要是
21、由吸收器、蒸发器、发生器、冷凝器组成,吸收器,蒸发器,制冷剂蒸气,吸收器,蒸发器,打开,为何热量可生成冷水,溴化锂溶液,冷水,12度,7度,蒸发器内的制冷剂水吸收系统管内冷水的热量蒸发，被吸收器内溴化锂浓溶液吸收，溶液浓度变稀,再生,冷凝器,溴化锂溶液,燃料,打开,为何热量可生成冷水,发生器,冷却水,冷剂蒸汽,吸收器内的稀溶液通过溶液泵导入到发生器，由蒸汽加热使溶液浓缩，浓度变浓，浓溶液返回吸收器吸收冷剂水，蒸发分离出的冷剂蒸汽被冷却水冷凝，凝结成冷剂水返回蒸发器。,溶液再生,冷却水,开,燃料,开,冷水,单效用吸收冷冻机,冷却水,吸收器,蒸发器,冷凝器 冷却水,冷水,双效用吸收式冷冻机 （2个
22、发生器组成，效率大幅提高）,冷水出水,用冷需求,蒸发器,冷水回水,吸收器,燃料,发生器,冷凝器,冷却水,吸收式制冷机工作原理,荏原吸收式制冷机原理图,基本原理,制冷时溶液循环,溶液循环：在吸收器中，由发生器来的浓溶液（溶液浓度以制冷剂的含量计算）吸收来自蒸发器所产生的低压制冷剂蒸气，从而成为稀溶液，吸收过程放出的热量被冷却剂带走。由吸收器出来的稀溶液经溶液泵升压后，输送到发生器中。在发生器中，利用低品位热能对稀溶液加热，使之沸腾，由于发生器内压力不高，其中低沸点的制冷剂蒸气被蒸发出来（可能有少量吸收剂蒸气），稀溶液成为浓溶液。从发生器出来的高压浓溶液经膨胀阀节流到蒸发压力，又回到吸收器中，完成
23、了溶液循环。,基本原理,制冷时制冷剂循环,制冷剂循环：由发生器中出来的制冷剂蒸气（可能含有少量溶剂蒸气）在冷凝器中向冷却剂释放热量，凝结成液态高压制冷剂。高压液体经膨胀阀节流到蒸发压力后进入蒸发器，在蒸发器中液态制冷剂又被气化为低压制冷剂蒸气，同时吸收载冷剂热量产生制冷效应。低压制冷剂蒸气进入吸收器中，而后吸收器/发生器组合将低压制冷剂蒸气转变成高压蒸气，从而完成制冷剂循环。,可见，吸收式制冷机中制冷剂循环的冷凝、蒸发、节流三个过程与蒸气压缩式制冷是相同的，所不同的是吸收式制冷以热源为主要动力，消耗热能，而蒸气压缩式制冷消耗机械能。由于吸收式制冷以热能为主要动力，加之吸收过程要放出大量热量，所
24、以吸收式制冷向外界放出热量较大。,(a)吸收式制冷机；(b)蒸气压缩式制冷机,单效溴化锂吸收式制冷机,单效溴化锂吸收式制冷机循环过程概述, 发生过程 冷凝过程 节流过程 蒸发过程吸收过程,双效溴化锂吸收式制冷机,双效溴化锂吸收式制冷机循环过程概述, 发生过程 冷凝过程 节流过程 蒸发过程吸收过程,2 理论循环,为了对制冷循环进行理论分析，需要进行假定： 工质在流动过程中，没有任何阻力。发生器的工作压力等于冷凝器的工作压力，且吸收器的工作压力等于蒸发器的工作压力。 溶液热交换可以实现热量的完全回收。浓溶液可以冷却到到稀溶液进口处的温度。 蒸发器无冷量损失，其余各设备无热量损失，即与环境介质（空气
25、）不进行热交换。,理论循环,根据上面这些假定，可将制冷循环进行简化，所以得到的这种循环为理论循环，如右图所示。（1）浓溶液在交换器中的冷却过程 （2）浓溶液的节流与吸收过程 （3）稀溶液的升压升温过程 （4）稀溶液再发生器中的发生过程 （5）冷剂蒸气的冷凝与蒸发过程,理论循环,浓溶液在溶液热交换器中的冷却过程（48）。发生器出口温度为t4 ,质量分数为wr的浓溶液（状态点4），在溶液热交换器中被稀溶液冷却，理想情况下，温度可降至t2。由于冷却过程中溶液的质量分数wr保持不变，故过程终止时溶液处于过冷状态（状态点8）。,理论循环,浓溶液的节流与吸收过程（82）。浓溶液进入吸收器前，必须经过节流，
26、使其压力差低到P0。因为节流过程中溶液的质量分数wr和比焓值h8均不发生变化，所以节流后的状态点 与点8重合，但点8*所表示的压力为p0的过冷溶液。节流后的溶液在吸收器中吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽，温度升高而浓度降低，指导饱和状态。这个过程用88*表示，之后由于吸收管内冷却水的作用，冷剂蒸汽继续被管外的溶液吸收。吸收过程沿等压线P0进行，用过程线8*-2表示。,理论循环,稀溶液的升压升温过程（27）。从吸收器出来的稀溶液需先升压。过程22表示其升压过程。由于浓度wa保持不变，比焓值h2也基本保持不变因此状态点2与点2重合。升压后的稀溶液在溶液热交换器中被浓溶液加热，浓度w不变，而温度升高至t7。
27、t7可由溶液交换器的热平衡关系来决定，通常可达到过热状态。,理论循环,稀溶液在发生器中的发生过程（74）。处于过热状态的稀溶液，进入发生器后先闪发出一部分冷剂蒸气，浓度升高而温度降低，到达PK压力下的饱和状态7*，用77*表示稀溶液在发生器中的闪发过程。此后溶液被加热介质加热，产生过热状态的冷剂蒸气，溶液的浓度和温度升高。过程终止时，溶液的质量分数和温度分别为wr 和t4 ,即状态点4.发生过程是沿压力为Pk的饱和线进行的。它所产生的冷剂蒸气，由于溶液的温度不断升高，其过热度也不断增大，即状态点3。,理论循环,冷剂蒸气的冷凝与蒸发过程（31）。在hw图中，表示冷剂蒸气冷凝和蒸发的过程线都在纵坐
28、标上。图中，曲线AB和CD 之间湿蒸汽区。状态点3的过热蒸汽在冷凝器中先被冷却到饱和状态，然后冷剂蒸气在等温下放出潜热，被冷凝为状态点3的冷剂水。,3 实际循环,在分析理论循环时所做的那些假定，在实际过程中都是无法实现的。如右图所示，实践2-7-5-4-8-9-10-2表示实际循环，虚线2-7-7*-4-8-8*-2表示理论循环。,实际循环,浓溶液的预冷过程溶液热交换不可能实现完全的热量回收，即热交换过程中存在端部温差，则实际循环中浓溶液的出口温度t8要比理论循环中的t8高。T8通常处于过热状态，即t8t6。吸收过程,实际过程,稀溶液的预热过程实际过程中，t8高于t8，t7低于t7。点7的温度
29、可通过溶液热交换器中的热平衡计算来确定。相对于发生过程中承受的压力，t7一般处于过冷状态，即t7t5.发生过程发生不足和吸收不足,4 机组的工作循环流程,单效蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组流程,溶液循环：从吸收器4出来的稀溶液由发生器泵7升压后，经溶液热交换器5送入发生器2中；而发生器中的浓溶液经热交换器及引射器9进入吸收器中。,冷剂水循环：发生器中产生的冷剂水蒸汽进入到冷凝器1中，蒸汽放出热量，冷凝成水，经U形管13进入蒸发器3中，冷剂水汽化成蒸汽进入吸收器中，被浓溶液所吸收,在吸收器和发生器中压力很低，液柱对饱和温度（蒸发器中蒸发温度）影响很大，在蒸发器中100 mmH2O会使蒸发温度升高10
30、12，由此可以看出水柱对蒸发温度的影响非常大，这种现象应当避免。因此，在吸收器和蒸发器中全部采用淋激式换热器，以减少液柱影响并增强换热能力。为此，蒸发器设有冷剂水泵，将水喷淋在传热管簇上，循环水量一般为蒸发量的1020倍；吸收器设有吸收器泵，它的作用除喷淋外，还起引射浓溶液的作用。发生器采用沉浸式换热器，但液面高度应限制在300500 mm。,系统中的冷剂水泵、发生器泵、吸收器泵均采用屏蔽泵，以满足溴化锂制冷机高真空度的要求。为了保证系统内的真空度，系统中设有抽气装置。,双效蒸汽型溴化锂吸收式制冷机流程,为了防止单效溴化锂吸收式制冷机出现结晶现象，热源温度不能太高，如果工作蒸汽压力过高，必须减
31、压使用，但又造成能量利用上的不合理。而双效溴化锂制冷机解决了这一问题，它比单效溴化锂制冷机增加了一个高压发生器（也称高压筒），低压部分与单效溴化锂制冷机的结构相近。,从图中可以看到，其中两筒与单效制冷机类似，另一筒则是高压发生器。工作蒸汽进入高压发生器HG中，加热溶液，产生冷剂水蒸汽。此水蒸气进入低压发生器LG的盘管内，加热溶液，水蒸气释放凝结热量，凝结水经节流进入冷凝器C中。低压发生器溶液所产生的冷剂水蒸汽进入冷凝器C中被凝结成水。这两股冷剂水一起经U形管进入蒸发器E的水盘中，由蒸发器泵EP将冷剂水喷淋在蒸发器盘管上。冷剂水汽化实现制冷。冷剂水蒸汽在吸收器A中被喷淋的溶液所吸收。吸收器泵AP
32、的作用是将溴化锂溶液均匀喷淋到管簇上，增大蒸汽与溶液接触面积，便于吸收。,吸收器中的稀溶液经发生器泵升压，分别送入高压发生器和低压发生器。也就是说，一路经过高温溶液热交换器HH预热后进高压发生器，另一路经低温溶液热交换器LH及凝水热交换器CH进入低压发生器；低压发生器的浓溶液经低温溶液热交换器被冷却后进入吸收器。工作蒸气的凝结水在凝水热交换器中加热后进入低压发生器的稀溶液，以利用一部分凝水热量。,冷却水串联吸收器和冷凝器，以回收吸收过程和冷凝过程释放出的部分热量。冷却水也可以并联经过吸收器和冷凝器。,双效溴化锂制冷机溶液循环有两种方式，即并联循环和串联循环。并联循环方式由吸收器出来的稀溶液经吸
33、收器泵分别送入高、低压发生器。右图为串联方式，发生器泵将稀溶液经高温溶液热交换器和低温溶液热交换器送入高压发生器中，并被加热产生冷剂蒸汽，稀溶液变成中间溶液；该溶液经高温溶液热交换器HH进入低压发生器，再产生冷剂蒸汽而变成浓溶液；浓溶液经低温溶液热交换器后进入吸收器。溶液依次由吸收器高压发生器低压发生器吸收器进行串联循环。,热水型溴化锂吸收式制冷机组,以热水的显热为驱动热源，对于采用二段循环流程的热水型机组，热水的进口、出口温差可以增大到50，从而充分利用热水的能量。为了利用7080的热水做驱动热源，可以采用二级循环流程的热水型机组。,二段热水型制冷机组,该机组可以看成是由高温段和低温段两个单
34、效机组串联而成的。热水和冷却水回路按逆流方式布置。热水先后流过高温段和低温段；冷却水则先后流过低温段和高温段。冷却水则先后流过低温段和高温段。,直燃型,这种机组与双效溴化锂吸收式制冷机组类似，所不同的是高压发生器直接利用燃料燃烧产生的热量来产生冷剂水蒸汽。在这种直燃式溴化锂冷热水机组中的高压发生器实质上是一台蒸汽锅炉，它也是由锅筒和燃烧设备所组成。但由于压力低，锅筒不一定是圆形的，可以是其他形状。燃烧设备由燃气或燃油的燃烧器、燃料供给系统、点火装置、送风系统、燃烧室、安全装置所组成。,溶液循环：由吸收器出来的稀溶液经低温和高温热交换器预热后进入高压发生器，并在其中被加热产生冷剂水蒸汽，溶液浓度
35、变高，成为中间溶液。该溶液经高温溶液热交换器冷却后，进入并在低压发生器中产生冷剂水蒸汽，溶液成为浓溶液，经低温热交换器冷却后，返回吸收器中吸收水蒸气而成为稀溶液。这里的溶液是串联式循环流程。直燃式机组中用串联循环的流程比较多，这是因为高压发生器中燃烧温度很高，采用溶液串联循环有利于防止溶液浓度过高而结晶。,冷剂水循环：由高压发生器出来的冷剂水蒸汽在低压发生器中加热溶液而成为凝结水，经节流后进入冷凝器中，低压发生器产生的冷剂水蒸汽在冷凝器中冷凝成水。在冷凝器中这两股水一起节流后进入蒸发器吸热汽化，冷却成冷冻水。在采暖运行过程，阀门V1、V2开启，其溶液循环和冷剂水循环如下：溶液循环：吸收器的稀溶
36、液由泵升压后送到高压发生器中，被加热并产生冷剂水蒸汽；溶液成为浓溶液，返回吸收器中。,冷剂水循环：高压发生器产生的冷剂水蒸汽经吸收器进入蒸发器中，在蒸发器中冷凝成冷剂水，同时加热了采暖热水，这时的蒸发器实质上起的是冷凝器的作用。冷剂水由蒸发器流入吸收器中，与高压发生器来的浓溶液混合，变为稀溶液。在进行采暖运行时，高温和低温溶液热交换器、低压发生器、冷凝器、吸收器泵、蒸发器泵不参与运行。,机组能源输入输出的主要工作系统,为了保障机组的能源消耗、能量输出、热量转移及废气等方面工作的正常进行，就需要设置相对应的工作支持系统。冷温水系统此系统用于将冷、温水机组根据需要所产生的低温冷却水或高温采暖水输送
37、至各空调区域的风机盘管上。此循环系统的组成主要包括冷温水泵、风机盘管、分水器、集水管、膨胀水箱及各种阀门与管道。,冷却水系统此系统用于在制冷工况时，把冷凝器和吸收器中因热交换而产生的热量带出，输送至冷却管，再把热量散到周围的空气介质中。包括冷却水泵、冷却塔、水池等等。,卫生热水系统此系统用于将由高温发生器产生的卫生热水，送至需要卫生热水的位置。在溴化锂吸收式冷、温水机组的制冷工况和制暖工况均可以产生出卫生热水。包括卫生热水泵、卫生热水箱等。,燃料系统燃料系统是保障直燃型溴化锂吸收式冷、温水机组能源补充的必备系统。通过本系统，将机组所需燃料输送到燃烧器燃烧，并在高温发生器中产生热效应。 排气系统
38、此系统主要是将燃烧器在高温发生器中燃烧燃烧所产生的废气通过烟道和烟囱排到外界的大气中。,溴化锂制冷机的分类 主要组成部件的结构 主要附件部件的机构,第四部分 溴化锂制冷机的主要部件及功能,1 溴化锂制冷机的分类,（1）单效蒸汽型机组单筒型单效机组双筒型单效机组三筒型单效船用机组（2）双效蒸汽型机组双筒型双效机组三筒型双效机组（3）直燃型吸收式冷热水机组三筒型热水与冷水同一个回路的机组三筒型专设热水回路的机组,图 单筒单效蒸汽型溴化锂冷水机组 1冷凝器 2发生器 3蒸发器 4吸收器 5溶液热交换器 6溶液泵I 7冷剂泵 8溶液泵II,图 双筒单效溴化锂吸收式制冷机的典型结构,串联式双效溴化锂吸收
39、式制冷机原理图,并联式双效溴化锂吸收式制冷机原理图,主要部件, 溴化锂吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、节流阀、泵和溶液热交换器等组成。通常把发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器等合置于一个或者两个密闭的筒体内，即所谓单筒结构或者双筒结构，容量较大的机器一般采用双筒结构。,2 机组主要部件的结构,直燃型溴冷机组结构布置,高压发生器,蒸发器,吸收器,冷凝器,低压发生器,低交,高交,上筒体,下筒体,蒸汽型溴冷机组结构布置,高压发生器,蒸发器,吸收器,冷凝器,低压发生器,低交,高交,上筒体,下筒体,凝水回 热器,蒸汽型溴冷机组结构布置,蒸发器,吸收器,冷凝器,发生器,交换器,上筒体,下筒体
40、,燃烧器,高发,低发,冷凝器,吸收器,抽气装置,冷暖转换阀1,可熔栓,液位探测器,温度传感器,蒸发器,真空泵,控制柜,观火镜,冷暖转换阀2,燃气系统,热交换器,伺服阀,溴化锂直燃机基本结构组成,温度传感器,冷凝器,蒸发器,抽气装置,真空隔膜阀,真空泵,溶液泵,冷剂泵,控制柜,疏水器,吸收器,蒸汽高发,低压发生器,压力计,热交换器,吸收器,蒸发器,控制柜,冷剂泵,溶液泵,热交换器,抽气装置,发生器,冷凝器,真空泵,温度传感器,真空隔膜阀,压力计,高压冷剂蒸汽,中间溶液,稀溶液,烟气排出,直接燃烧,高发挡液装置,发生器,高压发生器侧结构组成及作用,1、结构：溴冷机专用燃油、燃气锅炉。 1）加热源：
41、燃油、燃气； 2）被加热介质：溴化锂稀溶液； 3）加热结果：溴化锂中间溶液、冷剂蒸汽； 2、作用：加热浓缩稀溶液，为低压发生器提供适量冷剂蒸汽和中间浓度溶液；,至冷凝器,来自高发的冷剂蒸汽,来自高发的中间溶液,被加热浓缩后的最终的浓溶液,低发冷剂蒸汽,冷却水入口,冷剂水至蒸发器,冷却水出口,来自低发的冷剂蒸汽,高压冷剂水,7。C,12。C,来自冷凝器的冷剂水,送至末端空调设备,来自末端空调设备,冷媒水泵,冷剂水泵,蒸发器,工作压力6.1mmHg,工作温度4.1 。C,冷剂蒸汽流向,冷剂滴淋装置,蒸发器,蒸发器侧结构组成及作用,1、结构：管壳式换热器，管程通入冷媒水，壳程为冷剂水和蒸汽； 2、作
42、用：制取所需冷量；,制冷采暖转换阀,高效传热管,泵及分隔阀门,32,至 冷 凝 器,冷却水入口,稀溶液出口,吸 收 液 泵,冷 却 水 泵,吸收器,浓溶液,冷剂旁通阀,蒸发器,冷剂蒸汽,溶液滴淋装置,吸收器,吸收器,吸收器侧结构组成及作用,1、结构：管壳式换热器，管程通入冷却水，壳程为浓溶液和稀溶液； 2、作用：吸收蒸发器产生的冷剂蒸汽，维持机组压力平衡，保证制冷连续进行； 3、主要组成,冷凝器侧结构组成及作用,1、结构：管壳式换热器，管程通入冷却水，壳程为冷剂蒸汽和冷剂水； 2、作用：冷凝低压发生器制出的高温高压冷剂蒸汽和冷剂水，为蒸发器提供适当的冷剂量；,低压发生器侧结构组成及作用,1、结
43、构：管壳式换热器，管程冷剂蒸汽、壳程为溴化锂中间浓度溶液； 2、作用：加热浓缩中间溶液，为吸收器提供适量浓溶液；,冷凝器,来自吸收器的稀溶液,热量交换后送入高发的稀溶液,热交换后送入吸收器的浓溶液,来自低发的最终浓溶液,低温热交换器,热交换器,来自低温热交换器的稀溶液,热量交换后送入高发的稀溶液,热交换后送入低发的中间溶液,来自高发的中间溶液,高温热交换器,高、低温热交换器结构组成及作用,1、结构：管壳式换热器，管程溴化锂稀溶液，壳程高交中间溶液，低交浓溶液； 2、组成： 1）高交：LS专利高效铜镍合金螺纹换热铜管；低交： LS专利高效紫铜合金螺纹换热铜管； 2）折流板装置； 3）取液伺服阀；
44、 3、作用：高交：提高机组换热效率，稀溶液升温，中间溶液降温；低交：提高机组换热效率，稀溶液升温，浓溶液降温,吸收器,低压发生器,冷凝器,冷却水出口,冷媒水出口,冷却水入口,抽气装置,低温热交换器,高温热交换器,吸收液泵,烟气排放口,蒸 发 器,冷媒水入口,冷 媒 泵,冷 剂 水 泵,高压发生器,转换阀A,转换阀B,转换阀C,OPEN,OPEN,OPEN,A,B,C,溶液,喷嘴,引射器,真空泵隐射式自动抽气系统,自动抽气设备, 发生器作用是使从吸收器来的稀溶液沸腾浓缩，产生制冷剂蒸汽和浓溶液，一般为管壳式结构，沉浸式或喷淋式换热器；,主要部件,主要部件作用说明：, 冷凝器 冷凝器也是管壳式换热
45、器，由发生器过来的冷剂蒸汽在换热管表面凝结成冷剂水，释放的热量被换热管内流动的冷却水带走。主要组成部分包括管板、传热管、支撑板。,主要部件, 蒸发器 蒸发器是机组制成冷（温）水的场所，管壳式热交换器，内部为喷淋式结构，换热管为高效换热管。冷剂水被冷剂泵喷淋至换热管的外表面并不断蒸发，吸收管内循环水的热量，使其温度下降。主要组成部分包括管板、传热管、支撑板、喷淋集管和喷嘴。,主要部件, 吸收器 吸收器和蒸发器相同，也是管壳式热交换器，内部为喷淋式结构，换热管为铜光管。由蒸发器通过挡液板过来的冷剂蒸汽被喷淋的浓溶液所吸收，浓溶液变成稀溶液，同时释放出热量。热量被换热管内流动的冷却水带走。主要组成部
46、分包括管板、传热管、支撑板、喷淋集管和喷嘴，以及抽气集管。, 溶液泵：提升溶液压力，使水蒸气能在常温下凝结。 溶液热交换器：其作用是使从吸收器来的低温稀溶液和从发生器的高温浓溶液之间进行热交换，从而减轻发生器和吸收器的热负荷，提高机组的性能系数，一般为长方形管壳式结构或板式结构；,主要部件,其它部件, 抽气装置：其作用是抽除影响机组吸收与冷凝效果的不凝性气体，抽气管一般布置在吸收器和冷凝器中，有机械真空泵抽气装置与各种型式的自动抽气装置； 控制装置：主要有冷量控制装置、液位控制装置等； 安全装置：其作用是确保安全运转所用的装置。,3. 主要附件部件的机构,屏蔽泵 真空泵 真空蝶阀 真空隔膜阀
47、真空管道阀 真空球阀 真空角阀 燃烧器,溴冷机配套设备,真空泵,屏蔽泵,真空阀门,燃烧机,U形真空计,屏蔽泵蒸发器泵、发生器泵和吸收器泵均为利用自身液体冷却和润滑的屏蔽泵。作用是输送溶液、增强溶液、增强传热、传质效果。用于溴化锂吸收式机组的屏蔽泵，其选用时必须符合如下条件：（1）其泄漏率远低于机组的泄漏率（2）采用奶溴化锂溶液腐蚀性的材料（3）依靠自身输送的介质进行润滑和冷却（4）应具有最低得必需汽蚀余量（5）电机应设置过热保护装置,屏蔽泵的分类（1）SS型屏蔽泵（2）PN型屏蔽泵（3）PN2型屏蔽泵,真空泵选型要求：（1）具有较高的极限真空度；（2）抽气速度高；（3）气镇性能好，换油周期长；（4）不喷油，停机不返油；（5）运转可靠，噪声小；（6）风冷结构，泵的温升低。,
