溴化锂制冷原理及计算

一、溴化锂水溶液的性质 1、水：无毒、不燃烧、不爆炸；气化潜热大（约2500kJ/kg）；常压下的蒸发温度较高，常温下的饱和压力很低。当温度为25℃时，它的饱和压力为3.167kPa，比体积为43.37m3/kg。 2、溴化锂水溶液： ①无色液体，加入铬酸锂后溶液至淡黄色； ②溴化锂有强烈的吸湿性，在水中的溶解度随温度的降低而降低，具有吸收温度比它低的水蒸气的能力；例如，当溴化锂水溶液浓度为50％、温度为25℃时，饱和蒸气压力为0.85kPa，只要水的饱和蒸气压大于0.85kPa时，上述溴化锂溶液就具有吸收它的能力。 ③溴化锂水溶液中产生的水蒸气总是处于过热状态；如果压力相同，溶液的饱和温度一定大于水的饱和温度；密度比水大，并随溶液的浓度和温度而变； ④比热容较小，这意味着加给溶液较少的热量水就会蒸发； ⑤粘度、表面张力较大； ⑥溴化锂水溶液的导热系数随浓度之增大而降低，随温度的升高而增大； ⑦对黑色金属和紫铜等材料有强烈的腐蚀性，有空气存在时更为严重，因腐蚀而产生的不凝性气体对装置的制冷量影响很大。 二、溴化锂吸收式制冷机原理 溴化锂吸收式机组根据用途主要分为冷水、热泵、冷热水；根据驱动热源主要分为蒸汽、直燃、热水；根据热源利用方式主要分为单效、双效、多效；根据溶液循环方式主要分为串联、并联、串并联；根据筒体数量可以分为双筒、单筒、多筒。 单效蒸汽型溴化锂吸收式制冷系统的组成：发生器，冷凝器，节流阀，蒸发器，蒸发泵，吸收器，吸收泵，发生泵，溶液热交换器组成。 单效蒸汽型机组的流程：发生器中产生的冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成冷剂水，经U形管进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷效应。发生器中流出的浓溶液降压后进入吸收器、吸收由蒸发器产生的冷剂蒸气，形成稀溶液，用泵将稀溶液输送至发生器，重新加热，形成浓溶液。 整个系统构成五个回路：热源回路，溶液回路，冷却水回路，制冷回路，冷媒水回路。 溶液回路：（焓-浓度图） ①发生过程（2-7-5-4）；②热交换（4-8、2-7）；③稀浓混合（8-9、2-9）；④浓溶液吸收（9’-2） 冷媒水回路： ①冷凝过程（3’-3）；②节流过程（3-1）；③蒸发过程（1-1’） 单效单筒蒸汽型溴化锂冷水机组 双效双筒蒸汽型溴化锂冷水机组 并联流程 三、热力计算 1、已知：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 2、参数的选择： ● 吸收器、发生器冷却水出口温度tw1、tw2，考虑串连情况：总温升控制在7～9℃。 ● 冷凝温度tk和冷凝压力pk： Tk=tw2+（2~5）℃ Pk=f（tk） ● 蒸发温度t0和蒸发压力p0： T0=tx’-（2~4）℃ P0=f（t0） ● 吸收器内稀溶液的最低温度： t2=tw1+（3~5）℃ ● 吸收器内压力pa： pa=p0-（10~70）Pa ● 稀溶液的浓度 ξa=f（pa，t2） ● 浓溶液浓度 ξr=ξa+（0.03~0.06） ● 发生器内浓溶液最高温度 t4=f（ξr，pg） pg≈pk ● 溶液热交换器出口温度 t8=t2+（15~25）℃ qmf（h7-h2）=（qmf-qmd）*（h4-h8） t7=f(h7，ξa) ● 吸收器喷淋溶液状态 (qmf-qmd+qm)h9’=(qmf-qmd)h8+qm*h2 (qmf-qmd+qm)ξ9’=(qmf-qmd)ξr+qm*ξa 循环比=qm（循环稀溶液流量）/qmd（冷媒水流量） 3、设备热负荷计算 ● 冷媒水流量 Qmd=Q0/q0 q0=h1’-h3（吸收走这么多热量） ● 发生器热负荷 Qg=qmf*(h4-h7)+qmd*(h3’-h4) 4、装置的热平衡式、热力系数及热力完善度 Qg+Q0=Qa+Qk 热力系数ζ=Q0/Qg ● 热力完善度 T1-T3分别为冷源温度，环境温度，热源温度。 ● 加热蒸汽的消耗量