溴化锂吸收式制冷机的型式与结构.ppt
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1、第五章 溴化锂吸收式制冷机的型式与结构,吸收式制冷机,5-1 溴化锂吸收式制冷机型式,一溴化锂吸收式制冷机的分类,1.按照制取冷(热)量的形式:冷水、冷温水机和冷风两种类型。大型机制取冷水,小型柜式空调机组直接制取冷风。,2.按照消耗能源的种类:蒸汽型、热水型、直燃型和太阳能型。,3.按照能源被利用的程度:单效型、双效型。,4.按照各换热设备布置情况:单筒型、双筒型和三筒型。,二溴化锂吸收式制冷机的型式,溴化锂吸收式制冷机是换热设备的组合体。 按照各换热设备的组合方式可将溴化锂吸收式制冷机分为单筒型、双筒型及三筒型。,1.单筒型,各换热设备的布置方式基本上有四种:,1-蒸发器 2-吸收器 3-
2、发生器 4-冷凝器,(a)、(b)是传统的布置方式,(c)、(d)是改进后的布置方式。,(a)式机组布置不紧凑,蒸发器的冷剂通道面积较小,目前很少采用。,(b) 式优点:使蒸发器与吸收器间的通道面积增加,流动阻力减小; 缺点:发生器中气流上升高度较小,溴化锂液滴容易进入冷凝器中,造成冷剂水的污染。所以应加强挡液措施。,(c)式蒸发器位于吸收器上部,可使蒸发器与吸收器的管排数减少,降低管间的流动阻力。,(d)式冷凝器布置在发生器上部,其优点是:发生器的管排数减少,溶液的液位降低,减少了静液柱对发生过程的影响,提高了发生器的换热效果;冷凝器的管排数也减少,使传热系数提高;布置紧凑,促使筒体体积减小
3、。,2.双筒型,1-蒸发器 2-吸收器 3-发生器 4-冷凝器 5-溶液热交换器,发生器与冷凝器上下排列优点(1)发生器管排数减少,溶液液位降低,静液柱影响较小,有利于发生器中溶液的沸腾;(2)冷凝器的管排数也减少,使传热系数提高。,发生器与冷凝器左右排列的优点:使机组结构紧凑,体积缩小,设计时应注意加强发生器与冷凝器间的挡液措施。,(3)喷淋管组可布置于用一高度,结构紧凑;,(4)在同一喷淋密度的情况下,冷剂水与溶液的喷淋量可减少,蒸发器泵与吸收器泵的流量相应减少,功率降低。,蒸发器与吸收器上下排列的优点:减少了蒸发器与吸收器中的管排层数,提高了传热效率。,蒸发器与吸收器左右排列优点:,(1
4、)有足够空间布置挡液板,蒸发器与吸收器间的阻力损失减少,吸收效果提高;,(2)利用壳体构成蒸发器水盘,结构较简单;,(d)种布置方式,将蒸发器1与吸收器2置于上筒,将发生器3 、冷凝器4、溶液热交换器5置于下筒。,其优点是:,(1)增大了吸收器、蒸发器与其泵的垂直距离,从而提高了冷剂泵与溶液泵的吸入性能,布置紧凑;,(2)溶液热交换器布置于发生器底部,受发生器内高温溶液的直接影响,减少了产生结晶的可能;,(3)蒸发器布置于吸收器的下方,冷剂蒸汽中的水滴依靠重力作用得以进一步分离。,三双筒与单筒的比较,双筒型优点:,(1)发生器和蒸发器等换热设备分别置于高温和低温两个筒体内,因此相互间的传热损失
5、少; (2)筒体外径比单筒型小,安装面积小; (3)筒体分为两个,减少了运输尺寸,搬运和安装比较方便; (4)结构比单筒型简单,制造方便。,双筒型缺点:,(1)两筒上下重叠装配,高度增大; (2)机组较大时,运输中须将上下筒割开,现场安装时要重新焊接。,单筒型优点:,(1)整台机组结构紧凑; (2)机组高度较小; (3)与双筒型相比较,不需要现场焊接连接管道;(4)由于机组结构紧凑,又不需要现场焊接,气密性好。,单筒型缺点: (1)筒体外径比双筒型大,安装面积大; (2)高温的发生器等设备和低温的蒸发器等设备在同一个筒体内,有传热损失。,5-2 单效吸收式制冷机的结构,一.单效吸收式制冷机构成
6、,1.蒸发器:制取冷量的设备。借助于冷剂水的蒸发来产生低温的冷媒水。,2.吸收器:利用吸收剂吸收冷剂蒸汽。,3.发生器:通过对溶液的加热产生低沸点的冷剂蒸汽。,4.冷凝器:使产生的冷剂蒸汽冷凝。,5.溶液热交换器:在稀溶液和浓溶液间进行热交换,以提高机组的热效率。,6.溶液泵:将稀溶液送往发生器,将中间溶液在吸收器中喷淋。,7.冷剂泵:将冷剂水喷淋在蒸发器传热管上。,8.抽气装置:抽除影响吸收与冷凝效果的不凝性气体。有机械真空泵抽气装置与各种型式的自动抽气装置。,9.控制装置:有根据负荷控制制冷量的制冷量控制装置,液位控制装置等。,10.安全装置:确保制冷机安全运转的装置。,二.单筒、双筒的结
7、构特点:,1机组为壳管式结构。,筒体与管板均用碳钢,传热管采用紫铜管或不锈钢管。管子与管板间用胀管(或焊接)的方法连接。,2单筒型中,由于压力不同,用绝热隔层将筒体分成高、低压两部分。上部为发生器和冷凝器,下部为蒸发器和吸收器。,3为了防止吸收溶液的热量传递给冷剂水,在蒸发器冷剂水盘底部采用绝热隔层。隔层一般用抽真空等方法绝热。,4.发生器与冷凝器之间、蒸发器与吸收器之间设有挡液板。,5.发生器为沉浸式,蒸发器、吸收器为喷淋式。,6冷凝器和蒸发器底部设有集水盘。,7蒸发器底部设有蒸发器液囊,吸收器底部设有发生器与吸收器液囊。,液囊中设有防涡流的导流装置,以改善泵的吸入性能(防止气蚀)。,发生器
8、浓溶液出口处亦有一个液囊,以使浓溶液顺利地流至吸收器。,8机组中的不凝性气体的排除。,根据冷凝与吸收过程的特性以及冷剂蒸汽的流动状态,不凝性气体常集存于冷凝器与吸收器中,特别是吸收器管簇的下方更为集中,因此在吸收器管簇下方与冷凝器上方设有抽气管。抽气管通过冷剂分离器、阻油器与真空泵相连。,9冷剂水通过U型管节流装置节流。,U型管应具有足够保证高低压两部分液封的高度。,10筒体的一侧还装有控制箱,用以进行机组的自动运转、制冷量调节与自动保护。,11发生器与吸收器之间设有一根旁通管。,发生结晶时,浓溶液可不通过溶液热交换器而经旁通管直接流至吸收器,使吸收器中稀溶液温度升高,高温的稀溶液流经热交换器
9、后则可消除管外结晶。,旁通管接于浓溶液的通道中,通道中设有隔板。正常情况下浓溶液流经溶液热交换器。发生结晶时,流经溶液热交换器的管路堵塞,浓溶液液位很快上升到隔板位置,并进入旁通管,溶晶较为及时。,5-3 主要部件的结构,一蒸发器,蒸发器多为喷淋型。,例:蒸发器内压力为6.1 mm Hg,传热面上水深136mm,传热面的蒸发温度如下表所示:,喷淋型蒸发器是将冷剂水喷淋在蒸发器传热管表面上形成很薄的水膜。在筒体的下方设置冷剂水泵,将1015倍冷剂循环量的水用喷嘴喷淋在传热管上并使水雾化,形成传热管表面完全润湿现象。,淋激型蒸发器是在蒸发器上方设置浅水槽,水从槽底无数小孔中下滴淋激在传热管上。,而
10、喷淋型则采用高压头水泵可保证雾化压力,使水的分布比较均匀,因此大多数机组采用这一方式。,传热管一般采用紫铜管。管束下方设有蒸发器水盘,为使未蒸发的冷剂水汇集至液囊,水盘具有一定的坡度,管簇两侧设有挡水板。,挡水板的压力损失越小越好。当冷剂蒸汽速度不大时可采用普通结构的低阻力挡水板,但这种挡水板所占空间较大,筒体直径也被迫增大。另一种是用于压力损失稍大、冷剂蒸汽速度较高的不锈钢薄板制成的曲折形挡水板。也可采用聚氯乙烯薄板制成的挡水板。,二.吸收器,吸收器的作用是吸收冷剂蒸汽,保持蒸发压力。,吸收器多为喷淋型。溴化锂浓溶液(或混合溶液)喷淋在传热管表面上,以吸收从蒸发器来的冷剂蒸汽,使溶液浓度减低
11、为稀溶液,放出的热量被冷却水带走。,吸收器的喷淋方式有三种:,1.借助于发生器与吸收器之间的压力差,使溶液在吸收器中喷淋;,3.借助专用的溶液泵,将大量的溶液进行喷淋。,2. 通过引射作用将溶液泵送往发生器的稀溶液旁通一部分,使之与浓溶液混合后喷淋;,喷淋溶液均匀地喷洒在传热管簇上,吸收冷剂蒸汽,产生的溶解热由管内的冷却水带走。 三种喷淋方式的特点:第一种结构简单但喷淋量少,要具有一定的喷淋密度则垂直方向管排数要多,水平方向的管排数要少;第二种需要设置引射器,但喷淋量与喷淋压力均比第一种大;第三种更具有喷淋量大与喷淋压力高的特点,但要有一只溶液泵。,喷淋系统是蒸发吸收器内一个重要部件,为了增加
12、汽液两相的接触面积,提高传热和传质效果,采用喷淋系统将液体散布在传热管外侧,形成均匀液膜。,喷淋系统可分为喷嘴喷淋式和淋激式两种,其配置的优劣直接影响到蒸发或吸收效果。,喷嘴喷淋式是将液体在一定压力下通过喷嘴喷出,形成均匀的雾滴,喷洒在传热管上。,喷淋系统由喷淋管和喷嘴构成。喷淋管根据喷嘴特点采用矩形管或圆管,喷嘴常采用旋涡式喷嘴或离心式喷嘴。,淋激式通常将液体通过钻有许多小孔的淋板均匀地淋到传热管上。,淋板有压力型和重力型两种。压力型淋板依靠溶液泵的排出压力喷淋,虽然具有较好的喷淋效果,但要消耗泵功率。重力型淋板靠溶液自身位差进行喷淋,喷淋压力低,喷射锥角小。,由于重力型淋板结构简单,对喷淋
13、前的压力要求不高,一般应用比较普遍。 淋板孔径一般为24mm,直径太小易堵塞,过大则雾化较差。,为了提高吸收效果,设计时需注意:,(1)采用喷淋式结构;,(2)减少冷剂汽阻,提高传质效果;,当阻力损失p为11.4mm Hg时,蒸发温度约变化2.53,而p大部分出现在挡液板。,采用p小的挡液板的措施:,采用双层不锈钢金属丝网作为挡液板;采用两块阻流隔板代替挡液板;减少管排的汽阻,合理布置管排,使冷剂蒸汽具有适当的流通面积。,(3)设置抽气管路,抽除不凝性气体。,吸收器的传热管大多用紫铜管,也可采用铜镍合金管。喷淋溶液先润湿最上面的传热管排,再滴到下面的传热管排上并聚集在筒体下部的液囊中。,机组运
14、行中所产生的不凝性气体一般聚集在吸收器底部,因此在吸收器传热管簇的最下部适当位置设置了抽气管路。抽气管路与真空泵相连接,随时排除机组内的不凝性气体,以保证机组内的真空度。,三发生器,发生器是机组中产生冷剂蒸汽的设备。冷剂蒸汽的发生过程为溶液的蒸发沸腾过程。,管内流动的加热介质加热管外的溴化锂溶液,进行热量的传递与冷剂相变的转换。,发生器通常为管壳式结构。传热管一般采用铜镍合金光管、紫铜管、不锈钢管或低肋管。为减少传热管受热挠曲,在壳体长度方向每隔1.2m左右设有管子支撑板。,发生器通常有沉浸式、喷淋式两种。,喷淋式一般用于船用吸收式制冷机中,为了防止溴化锂溶液因船舶倾斜、摇摆而进入冷凝器中。发
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