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文檔簡介

1、各種型式溴化鋰機組的特點、原理簡析 溴化鋰機組又稱溴化鋰吸收式制冷機組。溴化鋰是由堿金屬鋰和鹵族元素兩種元素組成,分子式LiBr,分子量86.844,密度346kg/立方(25),熔點549,沸點1265。它的一般性質跟食鹽大體類似,是一種穩定的物質,在大氣中不變質、不揮發、不溶解,極易溶于水,常溫下是無色粒狀晶體,無毒、無臭、有咸苦味。溴化鋰水溶液是由溴化鋰和水這兩種成分組成,它的性質跟純水很不相同。純水的沸點只與壓力有關,而溴化鋰水溶液的沸點不僅與壓力有關還與溶液的濃度有關。工作原理:在溴化鋰吸收式制冷中,水作為制冷劑,溴化鋰作為吸收劑。由于溴化鋰水溶液本身沸點很高,極難揮發,所以可認為溴

2、化鋰飽和溶液液面上的蒸汽為純水蒸汽;在一定溫度下,溴化鋰水溶液液面上的水蒸氣飽和分壓力小于純水的飽和分壓力;而且濃度越高,液面上的水蒸氣飽和分壓力越小。所以在相同的溫度條件下,溴化鋰水溶液濃度越大,其吸收水分的能力就越強。這也就是通常采用溴化鋰作為吸收劑,水作為制冷劑的原因。溴化鋰吸收式制冷機主要由發生器、冷凝器、蒸發器、吸收器、換熱器、循環泵等幾部分組成。在溴化鋰吸收式制冷機運行過程中,當溴化鋰水溶液在發生器內受到熱媒水的加熱后,溶液中的水不斷汽化;隨著水的不斷汽化,發生器內的溴化鋰水溶液濃度不斷升高,進入吸收器;水蒸氣進入冷凝器,被冷凝器內的冷卻水降溫后凝結,成為高壓低溫的液態水;當冷凝器

3、內的水通過節流閥進入蒸發器時,急速膨脹而汽化,并在汽化過程中大量吸收蒸發器內冷媒水的熱量,從而達到降溫制冷的目的;在此過程中,低溫水蒸氣進入吸收器,被吸收器內的溴化鋰水溶液吸收,溶液濃度逐步降低,再由循環泵送回發生器,完成整個循環。如此循環不息,連續制取冷量。由于溴化鋰稀溶液在吸收器內已被冷卻,溫度較低,為了節省加熱稀溶液的熱量,提高整個裝置的熱效率,在系統中增加了一個換熱器,讓發生器流出的高溫濃溶液與吸收器流出的低溫稀溶液進行熱交換,提高稀溶液進入發生器的溫度。優缺點優點1、利用熱能為動力,特別是可利用低位勢熱能(太陽能、余熱、廢熱等);2、整個機組除了功率較小的屏蔽泵之外,無其他運動部件,

4、運轉安靜;3、以溴化鋰水溶液為工質,無臭、無毒、無害,有利于滿足環保的要求;4、制冷機在真空狀態下運行,無高壓爆炸危險,安全可靠;5、制冷量調節范圍廣,可在較寬的負荷內進行制冷量五級調節;6、對外界條件變化的適應性強,可在一定的熱媒水進口溫度、冷媒水出口溫度和冷卻水溫度范圍內穩定運轉。缺點1、溴化鋰水溶液對一般金屬有較強的腐蝕性,這不僅影響機組的正常運行,而且還會影響機組的壽命;2、溴化鋰吸收式制冷主機的氣密性要求高,即使漏進微量的空氣也會影響機組的性能,這就對機組制造提出嚴格的要求;3、濃度過高或者溫度過低時,溴化鋰水溶液均容易形成結晶,因此防止結晶是溴化鋰主機在設計和運行中必須注意的重要問

5、題。根據使用能源分類1蒸汽型 :使用蒸汽作為驅動能源。根據工作蒸汽的品位高低,還可分為單效和雙效型。單效型工作蒸汽壓力范圍為0.030.15MPa(表壓)(0.31.5kgf/cm表壓);雙效型工作蒸汽壓力范圍一般為0.40.8MPa(表壓)(48kgf/cm表壓),特殊的低壓雙效型工作蒸汽壓力可低至025MPa(表壓)(2.5kg/cm2表壓)。2直燃型 一般以油、氣等可燃物質為燃料。不僅能夠制冷,而且可以供熱(采暖)及提供衛生熱水。直燃型根據不同燃料又可分為:(1)燃油型:燃油型可燃輕油和重油。(2)燃氣型:燃氣型燃料范圍較廣,有液化氣、城市煤氣、天然氣等。(3)雙燃料型:雙燃料型可一機使

6、用兩種燃料,分輕油燃氣型及重油燃氣型。另外,也可以煤粉及其他可燃廢料為燃料制成特殊型的直燃機組。3熱水型:使用熱水為熱源的溴化鋰機組。通常是以工業余熱、廢熱、地熱熱水、太陽能熱水為熱源,根據熱源溫度可分為單效熱水型及雙效熱水型。單效型機組熱水溫度范圍為85140,高于140的熱水可作為雙效機組的熱源。1)熱水型二段型溴化鋰吸收式冷水機組當熱水進口溫度120時,熱水最大溫差為62,熱水出口溫度68,冷卻水進出水溫度分別為32和38,可制取冷水出口溫度7(進水12)。機組由發生器、冷凝器、吸收器、蒸發器和熱交換器各一個以及相應的屏蔽泵、真空泵等主要部件組成。其中溶液將吸收器里的稀溶液經熱交換器送到

7、發生器里去,由熱水將它加熱濃縮成濃溶液,同時產生冷劑蒸汽.冷劑蒸汽在冷凝器中冷凝成冷劑水,其潛熱由冷卻水帶至機外.冷劑水進入蒸發器后,由冷劑泵經噴嘴噴淋。在高真空下冷劑水吸收蒸發器管內冷水的熱量,低溫沸騰再次形成冷劑蒸汽,與此同時制取低溫冷水(本機提供的冷源)。濃縮后的濃溶液經熱交換器后直接進入吸收器,經布液器淋激于吸收器換熱管上。濃溶液一方面吸收蒸發器所產生的冷劑蒸汽后,本身變成稀溶液,另一方面將吸收冷劑蒸汽時釋放出來的吸收熱量轉移至冷卻水中。制冷循環是溴化鋰溶液在機內稀變濃再由濃變稀和冷劑水由液態變氣態再由氣態變液態的循環,兩個循環同時進行,周而復始.熱交換器是高、低溫溶液間相互進行熱量交

8、換的設備,有利于提高機組的熱效率。熱水二段型機組有兩個發生器,冷凝器,蒸發器和吸收器,組成基本分開又有一定聯系的兩個獨立制冷劑和吸收劑工作循環系統。熱水,冷水和冷卻水串聯在兩個循環系統之間,而且熱水與冷水、冷卻水相向而行,形成彼此間逆流熱交換。在兩個獨立循環中合理分配制冷量、溫度差的比例,以及選用合理的溫度、壓力和濃度的參數,使發生,冷凝,蒸發和吸收過程達到最理想狀態,將熱源熱水溫度降得更低。2)雙效溴化鋰制冷機,一般形式為三筒式。主要部件由:高壓發生器、低壓發生器、冷凝器、吸收器、蒸發器、高溫換熱器、低溫換熱器、冷凝水回熱器、冷劑水冷卻器及發生器泵、吸收器泵、蒸發器泵和電氣控制系統等組成。制

9、冷原理為:吸收器中的稀溶液,由發生器泵分兩路輸送至高溫換熱器和低溫換熱器,進入高溫換熱器的稀溶液被高壓發生器流出的高溫濃溶液加熱升溫后,進入高壓發生器。而進入低溫換熱器的稀溶液,被從低壓發生器流出的濃溶液加熱升溫后,再經凝水回熱器繼續升溫,然后進入低壓發生器。進入高壓發生器的稀溶液被工作蒸汽加熱,溶液沸騰,產生高溫冷劑蒸汽,導入低壓發生器,加熱低壓發生器中的稀溶液后,經節流進入冷凝器,被冷卻凝結為冷劑水。進入低壓發生器的稀溶液被高壓發生器產生的高溫冷劑蒸汽所加熱,產生低溫冷劑蒸汽直接進入冷凝器,也被冷卻凝結為冷劑水。高、低壓發生器產生的冷劑水匯合于冷凝器集水盤中,混合后導入蒸發器中。加熱高壓發

10、生器中稀溶液的工作蒸汽的凝結不,經凝水回熱器進入凝水管路。而高壓發生器中的稀溶液因被加熱蒸發出了冷劑蒸汽,使濃度升高成濃溶液,又經高溫熱交換器導入吸收器。低壓發生器中的稀溶液,被加熱升溫放出冷劑蒸汽也成為濃溶液,再經低溫熱交換器進入吸收器。濃溶液與吸收器中原有溶液混合成中間濃度溶液,由吸收器泵吸取混合溶液,輸送至噴淋系統,噴灑在吸收器管簇外表面,吸收來自蒸發器蒸發出來的冷劑蒸汽,再次變為稀溶液進入下一個循環。吸收過程所產生的吸收熱被冷卻水帶到制冷系統外,完成溴化鋰溶液從稀溶液到濃溶液,再回到稀溶液循環過程。即熱壓縮循環過程。高、低壓發生器所產生的冷劑蒸汽,凝結在冷凝器管簇外表面上,被流經管簇里

11、面的冷卻水吸收凝結過程產生的凝結熱,帶到制冷系統外。凝結后的冷劑水匯集起來經節流裝置,淋灑在蒸發器管簇外表面上,因蒸發器內壓力低,部分冷劑水閃發吸收冷媒水的熱量,產生部分制冷效應。尚未蒸發的大部分冷劑水,由蒸發器泵噴淋在蒸發器管簇外表面,吸收通過管簇內流經的冷媒水熱量,蒸發成冷劑蒸汽,進入吸收器。冷媒水的熱量被吸收使水溫降低,從而達到制冷目的,完成制冷循環。吸收器中噴淋中間濃度混合溶液吸收制冷劑蒸汽,使蒸發器處于低壓狀態,溶液吸收冷劑蒸汽后,靠縶壓縮系統再產生制冷劑蒸汽。保證了制冷過程的周而復始的循環。4太陽能型:由太陽能集熱裝置獲取能量,用來加熱溴化鋰機組發生器內稀溶液,進行制冷循環。該機型

12、分為兩類,一類是利用太陽能集熱裝置直接加熱發生器管內稀溶液;另一類是先加熱循環水,而后再將熱水送入發生器內加熱溶液。后者加熱型式與熱水型機組相同。目前更多的是將上述的分類加以綜合,如蒸汽單效型、蒸汽雙效型、直燃型冷溫水機組等等。此外,還有將上述熱源聯合使用的混合型機組。如蒸汽一直燃混合型、熱水一直燃混合型以及蒸汽一熱水混合型等。溴化鋰特性名稱:溴化鋰化學式:LiBr 分子量:8685物理性質:極易潮解。一水溴化鋰干燥失水可得無水物。狀態:白色立方晶系結晶體或粒狀粉末。密度:364gcm3熔點:560沸點1265溶解性:易溶于水、乙醚、乙醇,可溶于甲醇、丙酮、乙二醇等有機溶劑,微溶于吡啶。熱的溴

13、化鋰溶液可溶解纖維。其水溶液具有強烈的吸濕性,而且,在常溫下飽和溴化鋰水溶液的濃度達 60% ,濃度越大,溫度越低,吸濕能力越強。化學性質:性質穩定,在大氣中不易變質不易分解。可與氨或胺形成一系列的加成化合物,如一氨合溴化程、二氨合溴化鋰、三氨合溴化鋰、四氨合溴化鋰。與溴化銅、溴化高汞、碘化高汞、氰化高汞、溴化鍶等能形成可溶性鹽。溴化鋰在空氣中對鋼鐵有很強的腐蝕作用,但在真空狀態下加入緩蝕劑,基本上不腐蝕金屬。毒性:大劑量服入溴化鋰會抑制中樞神經系統,長期吸入可導致皮膚斑疹及中樞神經的紊亂。應用 是一種高效水蒸氣吸收劑和空氣濕度調節劑。致冷工業廣泛用作吸收式制冷劑,有機工業用作氯化氫脫陳劑和有

14、機纖維膨脹劑。醫藥上用作催眠劑和鎮靜劑。電池工業用作高能電池和微型電池的電解質。此外,也用于照相行業和分析化學中。溴化鋰水溶液性質 (1)無色液體,有咸味,無毒,加入鉻酸鋰后溶液呈淡黃色。(2)溴化鋰在水中的溶解度隨溫度的降低而降低。溴化鋰的質量濃度不宜超過66,否則在運行中當溶液溫度降低時將有結晶析出,破壞制冷機的正常運行。(3)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,因而有強烈的吸濕性。液體與蒸氣之間的平衡屬于動平衡,此時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的速率。因為溴化鋰溶液中溴化鋰分子對水分子的吸引力比水分子之間的吸引力強,也因為在單位液體容積內

15、溴化鋰分子的存在而使水分子的數目減少,所以在相同溫度的條件下,液面上單位蒸氣容積內水分子的數目比純水表面上水分子數目少。由于溴化鋰的沸點很高,在所采用的溫度范圍內不會揮發,因此和溶液處于平衡狀態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,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水蒸氣的分壓力愈低。當濃度為50、溫度為25時,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(相當于飽和溫度為7)時,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

16、低的水蒸氣的能力,這一點正是溴化鋰吸收式制冷機的機理之一。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,由溶液中產生的水蒸氣總是處于過熱狀態的。(4)密度比水大,并隨溶液的濃度和溫度而變。(5)比熱容較小。當溫度為150、濃度為55時,其比熱容約為2kJ/(kgK),這意味著發生過程中加給溶液的熱量比較少,再加上水的蒸發潛熱比較大這一特點,將使機組具有較高的熱力系數。(6)粘度較大。(7)表面張力較大。(8) 溴化鋰水溶液的導熱系數隨濃度之增大而降低,隨溫度的升高而增大。(9)對黑色金屬和紫銅等材料有強烈的腐蝕性,有空氣存在時更為嚴得,因腐蝕而產生的不凝性氣體對裝置的制冷量影響很大。以溴化鋰水溶液為工作對的吸收式制冷系統主要缺點是:熱效率低,冷卻水消耗量大,設備的密封性要求較高,有一定的腐蝕性。但由于可以直接利用低參數的熱源作動力,是利用太陽能低品位熱源的理想的制冷裝置;整個機組除功率較小的屏蔽泵外,無其它運動部件,運轉安靜,運行時基本上沒有噪音和振動;以溴化鋰水作為工質對,無毒,無臭,有利于滿足環保要求;制冷機在真空狀態

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