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1、第七章 溴化锂吸收式 制冷机目的、要求1.了解溴化锂水溶液的性质； 2.掌握溴化锂吸收式制冷循环的原理、流 程和特点； 3.熟悉溴化锂吸收式制冷机的设计计算。 第一节 溴化锂水溶液的性质 711水v特点：便宜，安全，气化潜热大，常压下蒸 发温度高（100），常温下饱和压力低， 0以下结冰。 712溴化锂v属盐类，融点549,沸点高（1265,不挥 发），易溶于水，性质稳定。7.1.3溴化锂水溶液1无色、咸味、无毒。2溶解度（质量浓度）随温度降低而降低。不 宜超过66%，防止结晶。3水蒸气分压力（=溶液蒸气总压力）很低。具有吸收温度比它低的水蒸气的能力；同温度下，溶液蒸气分压力远低于纯水饱和蒸汽
2、压。溶液中的蒸气处于过热状态。同压力下，溶液蒸气温度高于纯水饱和温度。溴化锂-水溶液性质溴化锂-水溶液性质7.1.3 溴化锂水溶液4密度大于水。 5比热容小,热力系数大。 6粘度大，表面张力大。 7导热系数随浓度增大而降低；随温度升高而增加。 对黑色金属和紫铜等材料腐蚀性强烈。 7.1.4 计算公式 溶液的饱和温度，定压比热，密度，质量浓度，导 热率，动力粘度，表面张力。溴化锂-水溶液的密度溴化锂-水溶液的比热容溴化锂-水溶液的动力粘度溴化锂-水溶液的表面张力溴化锂-水溶液的导热系数第二节 溴化锂吸收式制冷机原理 721 工作原理与循环 1）原理：溶液中水蒸气分压力 很低，具有吸收纯水的水蒸
3、气的能力。使纯水蒸发吸热 。为使吸热连续进行，设置 发生器、冷凝器、蒸发器、 吸收器、节流阀、溶液泵、 溶液热交换器等设备组成溴 化锂吸收式制冷机。 图7-7 吸收制冷的原理2）吸收式制冷 循环系统节流阀冷凝器发生器工作蒸汽吸收器冷却水蒸发器调压阀单效溴化锂吸收式制冷机工作过程组成热源回路冷却水回路冷媒水回路冷剂水回路溶液回路溴化锂吸收式制冷机的系统A-发生器 B-冷凝器 C,F-节流阀 D-蒸发器 E-吸收器 G-溶液热交换器 H-泵3）设备的作用 发生器：加热使稀溶液中的水蒸发变为浓溶液。 冷凝器：冷却使水蒸气冷凝为纯水。 节流阀：降压，使水在低压下蒸发。 蒸发器：纯水蒸发吸热制冷。 吸收
4、器：浓溶液吸收水分使蒸发器的水蒸发。其中 设置冷却水管用于吸收吸收热。 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：使出发生器的浓溶液冷却，出吸收 器的稀溶液加热，有效利用能量。v冷凝器与发生器在一容器中，蒸发器与吸收器在一容 器中。避免连接管路过粗。4）工作过程 发生器水蒸气冷凝器冷凝成水U型管节 流蒸发器制冷 发生器浓溶液节流降压吸收器吸收水蒸 气泵升压发生器 （压缩机的功能）溴 化 锂 吸 收 式 制 冷 机 7.2.2 工作过程在h- 图上的表示一理想过程 工质流动无阻力损失。 设备与周围空气无热交换。 发生和吸收终了为平衡状态。 冷凝器、发生器压力为Pk，蒸发器、
5、 吸收器压力为P0。溴化锂吸收式制冷机理论循环在h-图上的表示1）发生器中的发生过 程 2）水蒸汽冷凝过程 3）水蒸汽节流过程 4）水蒸汽蒸发过程 5）吸收器中的吸收过 程 （1）发生过程吸收器2 (饱和稀溶液)发生器 泵2 溶液热交换器7发生器 (饱和溶液54) (P0 ,t2,a)(Pk,t2,a)(Pk,t7,a) (Pk,t5,a) (Pk,t4,r)水分蒸发3 （开始5 ，终了4 ） 浓溶液4吸收器2 7稀溶液在溶液热交换器 中升温。 75 4发生器中加热和发生过程。 （2）冷凝过程 发生器3(过热水蒸气冷凝 器（饱和水蒸气3 饱和 液体水3） (Pk,t3 ,0) (Pk, t3
6、，0) (Pk, t3 ,0) 3 3水蒸气在冷凝器中的冷 却和冷凝过程。 （3）节流过程 饱和液体水3节流器降压3 （饱和蒸气1与饱和液体1混 合的湿蒸气）蒸发器(Pk,t 0) (P0,t1,0) 33水蒸气在节流装置中的节流过程 。 （4）蒸发过程 冷剂水（饱和液体）点1蒸 发器1 （饱和水蒸气） (P0,t10) (Pk,t3,0) 1 1冷剂水在蒸发器中的蒸发过程 。 （5）吸收过程 浓溶液4(饱和浓溶液)溶液热 交换器8吸收器(先8与2混合 9,后92吸收) (Pk,t4,r)-(Pk,t8,r)-(Pk,t9/,0)-(Pk,t2,a) a qmf=(qmf-qmd)r ，a q
7、mf/qmd=(qmf/qmd-1)r 循环倍率： a = qmf/qmd=r/(ra) ； 放气范围：ra48浓溶液在溶液热交换器中降 温，8与2混合9 ，9 92中 间溶液降压并吸收水气的过程。二实际过程v发生器的Pg Pkr/ a ，吸收不足a/ -a。 第三节 溴化锂吸收式制冷机的 热力和传热计算 包括： 热力计算、传热计算、结构设计计算、 强度校核计算7.3.1 热力计算 （1）已知参数 制冷量Q0 冷媒水出口温度 tx/ 冷却水进口温度 tw 加热热源温度0.10.25Mpa，或75以上的热水 。（2）设计参数 吸收器出口冷却水温度tw1冷凝器出口冷却水温度 tw2冷却水串联 吸收
8、器冷凝器，总温升按79。 冷凝温度与压力t k= tw2+(25)；Pk=f(t k ) 蒸发温度与压力t 0= t x/ -(24)；P0=f(t 0) 吸收器内的最低（出口）温度t2t 2= tw+tw1+(35)； 吸收器压力PaPa= P0 -P0 P0=1070Pa 稀溶液浓度aa=f (Pa，t 2) 浓溶液浓度rr=a+(0.030.06) 发生器溶液的最高温度t4t4= f(r，Pg) Pg =Pkt 4= th-(1040) th：热源温度 溶液热交换器出口温度 t7 与t 8t 8= t2-(1525)由热平衡方程式求t7qmf(h7-h2)=(qmf-qmd)(h4- h
9、8)a=r/(r-a) h7=a-1/a(h4-h8)+h2 由a和h7确定t7为强化吸收，将一定量的稀溶液与浓溶液混合 形成中间溶液9喷淋。由热平衡方程式求h9/ 和0(qmf-qmd+qm)h9/ =(qmf-qmd)h8+qmh2再循环倍率：f=qm/qmd h9/=(a-1 h8+fh2/(a+f-1)f=2050,或直接用浓溶液喷淋f=0,中间溶液浓度0=fa+(a-1)r/(a+f-1) 吸收器溶液喷淋状态(3) 设备热负荷计算制冷机中冷剂水的流量qm w qm w=Q0/q0 q0= h1/ -h3发生器热负荷Qg Qg =(qmf-qmd)h4+qmdh3/ - qmfh7=q
10、md(a-1)h4+ h3/ -ah7冷凝器热负荷Qk Qk =qmd( h3/- h3)吸收器热负荷Qa Qa=(qmf-qmd)h8+qmdh1/ - qmfh2=qmd(a-1)h8+h1/-ah2溶液热交换器热负荷QexQex=qmf( h7- h2)= (qmf-qmd)(h4 -h8)=qmda( h7- h2)= qmd (a-1)( h7- h2) (4)装置的热平衡式、热力系数及热力完善度忽略泵的功率消耗 Qg+ Q0 =Qa +Qk 热力系数：= Q0 /Qg 单效=0.65 0.75;双效=1 热力完善度：=/max(5)加热蒸气的消耗量和各类泵的流量计算加热蒸气的消耗量
11、： qmv=A Qg/(h/-h/) 吸收器泵的流量:qvs= qma3600/0103 发生器泵的流量:qvg= qmf3600/a103 冷媒水泵的流量: qv0= Q03600/1000(tx/ -tx/)cp 冷却水泵的流量 吸收器： qvb1= Qa3600/1000(tw1-t w)cp 发生器： qvb2= Qk3600/1000(tw2-t w1)cpqvb1= qvb2 蒸发器泵的流量:qvd=qmd3600/1000 蒸发器冷剂水再循环倍率=喷淋量/蒸发量=10207.3.2传热计算（1）传热计算公式 F= Q / K（-ata-btb）m2 若换热时流体温度没有变化，t=
12、0. (2)各种换热设备传热面积的计算 发生器: Fg=Qg/kg(-btb)=Qg/Kg(th-t5)-0.65(t4- t5) 冷凝器： Fk=Qk/Kk(-btb)=QK/KK(tK-tW1)-0.65(tW2-tW1)吸收器：Fa=Qa/Ka（-ata-btb）= Qa/Ka(t9- tw)-0.5(tW1- tW)- 0.65(t9- t2) 蒸发器：F0=Q0/K0(-btb)=Q0/K0(tx/ -t0)-0.65(tx/ -tx/) 溶液热交换器：Fex=Qex/Kex（-ata-btb）=Qex/Kex(t4-t2)-0.35(t7- t2)- 0.65(t4- t8) (3
13、)传热系数查表第四节 溴化锂吸收式制冷机的性能及提高途径 7.4.1 溴化锂吸收式制冷机的性能 （1）加热蒸气压力（温度） 的 变化对机组性能的影响PhQ0;Ph0.294 Mpa(132) 发生浓溶液结晶的危险和 削弱珞酸锂的缓蚀作用。溴化锂吸收式制冷机的性能受冷媒水、冷 却水的温度、流量、水质，加热蒸气的温度、 溶液流量等影响。图7-16 加热蒸气压力与制冷量的关系加热蒸气压力变化对循环的影响 Ph发生器浓溶液出口温度 t4t4/，浓度rr水蒸 气量减少Q0冷凝器、吸收器 热负荷减少（PkPk/，溶液出吸 收器温度t2t2） Q0冷媒水出口温度蒸发 压力P0。循环由2-5-4-6-2变为2
14、-5-4-6-2。 a r ，总放气范围减少 a=r/(r-a)，制冷量下降，热 力系数降低。图7-17 加热蒸气压力 变化对循环的影响（2）冷媒水出口温度的变化对机组性能的影响 ( ) 图7-20 冷媒水出口温度与制冷量的关系冷媒水出口温度tx/ 蒸发压力P0吸收能力减 弱a放气范围减少 Q0冷媒水出口温度回 升蒸发压力P0 P0，冷凝器、吸收器热负 荷减少发生器浓溶液出口 温度t4t4/ PkPk，溶液出吸收器 温度t2t2（2）冷媒水出口温度的变化对机组性能的影响循环由2-5-4-6-2变为 2-5-4-6-2。 r a ， 总放气范围减少 a=r/(r-a)， 制冷量下降，热力系数降低
15、。冷媒水出口温度的变化对循环的影响（3）冷却水进口温度的变化对机组性能的影响 冷却水进口温度tw溶液出吸收器温度t2 t2a；Pk Pk/发生器出口浓溶液r 放气范围 Q0吸收器热负荷增加（溶液 出吸收器温度t2t2）冷媒水出口温度 蒸发压力P0冷凝器热负荷增加PkPk 发生器负荷增加，浓溶液出口温度t4t4/，循环由2-5-4-6-2变为2-5-4-6-2。 放气范围 ，Q0 ，热力系数提高。（4）冷却水量与冷媒水量的变化对机组性能的影响 v冷却水量Q0 v冷媒水量Q0 影响很小。（6）稀溶液循环量qmf对机组性能的影响循环倍率：a= qmf/qmd 不变时,Q0 = qmf h（5）冷却水与冷媒水质的 变化对机组性能的影响污垢对制冷量产生不利 的影
