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  • 1 # 暖通南社

    吸收式製冷機以水作為製冷劑,溴化鋰作為吸收劑的一種水製冷機組。

    以製冷劑的蒸發而進行製冷;製冷機工作在高真空狀態,所以必須保證機組的真空度;吸收液(溴化鋰水溶液)具有很強的吸水性。

    吸收式冷凍機是把水(H2O)作為製冷劑,溴化鋰(LiBr)溶液作為吸收劑的冷溫水發生裝置。

    把100g水從0℃加熱到100℃需要100Kcar熱量(顯熱),把100g100℃的水蒸發成100℃蒸汽需要540Kcar的熱量(汽化潛熱)。

    潛熱>顯熱,常壓(760毫米汞柱)下水100 ℃蒸發, 當壓力只有1/00大氣壓時(絕對壓力6mmHg)水能在4 ℃蒸發,我們的製冷機組就是用水蒸發來制去冷媒水。把冷劑水放在一個密封容器內,使容器中接近真空狀態( 6mmHg)這時水在4 ℃蒸發。我們讓冷水經過容器後被吸熱,就可製出7℃冷水(冷媒水)-容器叫蒸發器。

    蒸發是一個吸收熱量的過程-冷劑水蒸發吸收冷煤水的熱量而達到製冷的目的。

    蒸發了的冷劑蒸汽應該排到蒸發器外面,以保證製冷過程繼續進行。因此必須連線裝有強吸收力物質的容器,來吸收蒸發了的冷劑蒸汽,保證容器內的壓力為6 mmHg。

    LiBr溶液吸收性很強,溶液的濃度越高且溫度越低其吸收性也越強。我們把溴化鋰(LiBr)水溶液作為吸收劑來使用。在容器內吸收冷劑蒸汽,此容器稱為吸收器。

    但是在4℃蒸發了的冷劑被吸收液吸收的時候,吸收液將放出吸收熱,吸收液的溫度將上升,吸收力將降低。

    因此用冷卻水進行冷卻防止吸收力降低。此吸收熱與製冷劑的蒸發潛熱相當,既冷水的熱量透過製冷劑的蒸發傳到冷劑蒸汽中,冷劑蒸汽被吸收到吸收器中,其放出的熱量又被冷卻後傳到冷卻水中。

    溴化鋰濃溶液因為吸收了冷劑蒸汽而變成了稀溶液,從而失去吸收能力,如何使溴化鋰稀溶液變回到濃溶液?

    溴化鋰稀溶液被溶液泵輸送到發生器內,在外界熱源的加熱下,溴化鋰稀溶液變為濃溶液。同時生成冷劑蒸汽。

    因加熱而生成的溴化鋰濃溶液恢復了吸收能力,流回到吸收器繼續吸收來自蒸發器的冷劑蒸汽。

    溴化鋰濃溶液溫度較高,而溴化鋰稀溶液又需要加熱,為了充分利用能源,我們在溴化鋰濃溶液從發生器流回吸收器及溴化鋰稀溶液從吸收器輸送到發生器的過程中設定了熱交換器,使二者進行熱交換。

    發生器當中產生的冷劑蒸汽達到飽和後,將使溴化鋰稀溶液不能再蒸發,如何處理發生器內產生的冷劑蒸汽?

    發生器:當吸收液吸收冷劑蒸氣時,隨著濃度的降低導致吸收能下降,為恢復吸收能力,將吸收液輸送到另外一個容器中加熱分離出冷劑蒸氣-發生器(吸收液蒸發掉冷劑蒸氣後被濃縮,又送回到吸收器,完成了溶液的迴圈,使製冷繼續進行)。

    冷凝器的作用是:

    透過冷凝器銅管內的冷卻水降溫,使來自發生器內的冷劑蒸汽冷凝為液態水。

    液體狀態的水流回到蒸發器繼續蒸發吸熱。使蒸發器內的冷劑水不斷得到補充。至此,一個完整的製冷迴圈得以完成。

    冷卻水從出口處進入冷卻塔,在冷卻塔風扇的作用下,將其中的熱量散發到大氣中,溫度降為32℃,再從冷卻水入口處進入製冷機。如此迴圈往復。

    冷媒水從製冷機出來後,進入空調器(或風機盤管),將冷量送到所需製冷的位置。

    機組是多個交換器的組合體:

    具體說:機組有 蒸發器、吸收器、高壓(溫)發生器、低壓(溫)發生器、冷凝器、高低溫熱交換器、冷劑水泵、稀溶液泵、濃溶液泵、真空泵、凝水熱交換器、凝水疏水器、蒸汽調節閥、自動抽氣裝置組成。

    1.蒸發器:蒸發器是機組製成冷(溫)水的場所,管殼式熱交換器,內部為噴淋式結構,換熱管為高效換熱管。冷劑水被冷劑泵噴淋至換熱管的外表面並不斷蒸發,吸收管內迴圈水的熱量,使其溫度下降。主要組成部分包括管板、傳熱管、支撐板、噴淋集管和噴嘴。

    2.吸收器:吸收器和蒸發器相同,也是管殼式熱交換器,內部為噴淋式結構,換熱管為銅光管。由蒸發器透過擋液板過來的冷劑蒸汽被噴淋的濃溶液所吸收,濃溶液變成稀溶液,同時釋放出熱量。熱量被換熱管內流動的冷卻水帶走。主要組成部分包括管板、傳熱管、支撐板、噴淋集管和噴嘴,以及抽氣集管。

    3.高壓(溫)發生器 高溫發生器是吸收式製冷機中非常關鍵的組成部分,通常作成為一個單體。主要由筒體、管板、換熱管等組成。

    4.低壓(溫)發生器:低溫發生器也是管殼式換熱器,低溫發生器內部為噴淋式結構。稀溶液被噴淋至換熱管外表面,由高溫發生器產生的冷劑蒸汽在換熱管內流動,加熱稀溶液,同時並與產生的冷劑蒸汽一道流向冷凝器。主要組成部分包括管板、傳熱管、支撐板、噴淋集管和噴嘴。

    5.冷凝器:冷凝器也是管殼式換熱器,由發生器過來的冷劑蒸汽在換熱管表面凝結成冷劑水,釋放的熱量被換熱管內流動的冷卻水帶走。主要組成部分包括管板、傳熱管、支撐板。

    溴化鋰吸收式製冷機的分類:

    1.按用途分:1)冷水機組;2)冷熱水機組;3)熱泵機組。

    2.按驅動熱源分:1)蒸汽型;2)直燃型;3)熱水型。

    3.按驅動熱源的利用方式分:1)單效;2)雙效;3)多效。

    4.按溶液迴圈流程分類:

    1)串聯流程,分為兩種,一種是溶液先進入高壓發生器,後進入低壓發生器,最後流回吸收器;

    另一種是溶液先進入低壓發生器,後進入高壓發生器,最後流回吸收器。

    2)並聯流程,溶液分別同時進入高、低壓發生器,然後分別流回吸收器;

    3)串並聯流程,溶液分別同時進入高、低發生器,高壓發生器流出的溶液先進入低壓發生器,然後和低壓發生器的溶液一起流回吸收器。

    5.按機組結構分類:

    1)單筒型,機組的主要換熱器(發生器、冷凝器、蒸發器、吸收器)佈置在一個筒體內。

    2)雙筒型,機組的主要換熱器佈置在二個筒體內。

    3)三筒或多筒型,機組的主要換熱器佈置在三個或多個筒體內。

    蒸發器:

    蒸發器中:水在6mmHg狀態下,4℃度蒸發。

    吸收器中:蒸發器冷劑蒸氣,被吸收器內溴化鋰濃溶液吸收,溶液濃度變稀。(蒸發器在蒸發過程中吸收冷媒水熱量,使冷媒水變成7℃~12℃的冷媒水)

    高壓發生器:

    吸收器內的稀溶液透過溶液泵匯入到發生器,由蒸汽加熱使溶液濃縮,濃度變濃,濃溶液返回吸收器吸收冷劑水,蒸發分離出的冷劑蒸汽被冷卻水冷凝,凝結成冷劑水返回蒸發器。

    低壓發生器:有銅管、連線冷凝器的擋液板等組成,來自高發的中間溶液在銅管的外側合銅管裡面的冷劑蒸氣進行交換,中間溶液進行蒸發濃縮程濃溶液--濃溶液經過低溫熱交換器至吸收器。冷劑蒸氣在冷凝器中送往冷凝器(在冷凝器冷凝成冷劑水,進入冷凝器液囊)。

    冷凝器:有銅管、擋液板,冷凝器用冷卻水和來自低發的冷劑蒸氣,冷凝後的冷劑水流入蒸發器。

    高低溫熱交換器:他們主要是有銅管組成,稀溶液走管程,中間溶液或濃溶液走殼程,主要是用力提高熱效率。前面說過①吸收劑在低溫下更有利於吸收,所以儘可能把高發產生的吸收劑降溫。②另一方面溶液的溫度越高越有利於把冷劑蒸氣從溶液中分離出來。

    所以設定熱交換器用稀溶液來降低中間及濃溶液的溫度。

    單效用吸收冷凍機:

    雙效用吸收式冷凍機:

    下見原理動圖:

    工作流程圖:

    實物結構及流程對照:

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