溴化锂吸收式制冷机的型式与结构
溴化锂吸收式制冷
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第二节 溴化锂吸收式制冷机的结构 与工作流程
• 一、 双筒型单效溴化锂吸收式制冷机
• 单效溴化锂吸收式制冷机组是溴化锂吸收式制冷机的基本形式,其可 以采用低品位热能,通常以 ０.０３~０.１５MPa 的饱和蒸汽或者 ８ ５ ℃~１５０ ℃ 的热水作为驱动热源.单效溴化锂吸收式制冷机的热 力系数不高,仅为 ０.６５~０.７ ,一般以工厂余热、废热为能源,无须 专门配备锅炉来提供驱动热源.在热、电、冷联供中有着明显的节能 效果.
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第一节 溴化锂吸收式制冷的工作原理
• 二、 溴化锂吸收式制冷机的工作原理
• 以溴化锂 - 水为工质的单效吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、节 流膨胀阀、蒸发器、溶液泵以及热交换器等组成.其系统原理图如图 ９-３ 所示.
• 工作时,发生器中的稀溶液被蒸汽或热水等驱动热源加热到沸腾,所产 生制冷剂的蒸汽进入到冷凝器中,被浓缩的溶液在重力作用下经热交 换器回流到吸收器中.制冷剂蒸汽在冷凝器内在冷凝压力 p k 下冷凝, 将热量释放给冷却水后变为制冷剂液体.液体经膨胀阀降压降温后进 入蒸发器.在蒸发器内,制冷剂在蒸发压力 p ０ 下汽化,吸收被冷却对象 的热量产生制冷效应.汽化产生的制冷剂蒸汽进入吸收器中,被吸收器 内的浓溶液所吸收,吸收器中的溶液在吸收制冷剂蒸汽的同时向冷却 水放出吸收热.吸收器中被稀释的溶液经溶液泵加压、热交换器换热 后返回发生器.
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第一节 溴化锂吸收式制冷的工作原理
• 这样,制冷剂和吸收剂都完成了一次循环.系统中溶液热交换器的存在, 可以减少驱动热源和冷却水的消耗,提高系统对热能的利用程度.
• 在吸收式制冷装置中,蒸发器制取的制冷量与发生器消耗的热量之比 称为热力系数,用 ξ 表示,即
溴化锂吸收式冷水机组主要设备的结构原理
5.3 溴化锂吸收式冷水机组主要设备的结构原理5.3.1 蒸发器和吸收器蒸发器与吸收器同处一个压力区，因此将它们置于同一个壳体中，组成蒸发-吸收器筒体。
两者的布置位置如图5-5所示，其布置方式有平行布置和上下叠置，平行布置又分为左右平行布置和左中右平行布置，如图5-5（a）、（b）所示，左或左右为吸收器。
平行布置方式能节省空间，降低冷剂蒸汽流速，强化传质效果。
上下叠置一般采取蒸发器在上，吸收器在下的方式，如图5-5（c）、（d）所示。
上下叠置方式换热管排数减少，但蒸发器的蒸汽通道面积较平行布置的小。
图5-5 蒸发-吸收器结构布置图（a）左右平行布置（b）左中右平行布置（c）上下叠置（d）双水盘结构5.3.2 低压发生器和冷凝器低压发生器和冷凝器同属一个压力区，因此将两者做为一个筒体内。
两者的布置也有上下布置和左右布置两种形式，图5-6（a）所示是一个上下布置的发生-冷凝器，冷凝器在上，发生器在下，冷凝器两侧为挡水板，底部为承水盘。
图5-6（b）所示是左右布置的形式，发生器为喷淋式结构，中间是挡液装置，水盘位于冷凝器下部，喷淋系统旁设有挡液板，防止溶液溅出。
左右布置形式的发生器也可以将换热管沉浸在溶液中，此时，发生器与冷凝器间由挡板隔开，发生器产生的蒸汽从挡板上部穿过进入冷凝器。
图5-6 低压发生器和冷凝器结构图（a）上下布置形式（b）左右布置形式1-布液水盘2-低压发生器3-液囊4-冷凝器5.3.3 高压发生器高压发生器通常为沉浸式结构。
如图5-7所示，其结构主要由筒体、传热管、挡液装置、液囊、浮动封头、端盖、管板及折流板等组成。
传热管内通加热蒸汽，传热管沉浸在溶液中。
稀溶液在传热管外由一端流向另一端，受到管内加热蒸汽的加热而沸腾，产生冷剂蒸汽，溶液被浓缩。
冷剂蒸汽从发生器顶部引出进入低压发生器，浓溶液（或中间溶液）出液囊后流往高温热交换器。
为保证发生器内的溶液液位，设置了液囊结构，如图5-8所示。
溴化锂吸收式制冷机中的制冷剂循环
溴化锂吸收式制冷机中的制冷剂循环溴化锂吸收式制冷机中的制冷剂就是水。
水在制冷循环中状态不断改变，并利用其在蒸发时的吸热而产生制冷的。
首先，从发生器中产生的高压冷剂蒸汽在冷凝器中被冷却水冷凝成冷剂水。
因其压力较高，故通过一个节流阀送入蒸发器，在蒸发器中吸收管内冷媒水的热量而蒸发，蒸发后的冷剂蒸汽压力较低，通过挡水板送入吸收器以被较浓的溴化锂溶液吸收，而后又在发生器产生出压力较高的冷剂蒸汽，从而完成循环。
在溴化锂吸收式制冷机中，蒸发器中的压力非常低，以至于水在5℃时即达到饱和而蒸发，在蒸发时吸收管内冷媒水的热量而使其温度降低，从而达到制冷的目的。
一般而言，冷媒水进蒸发器的温度为12℃，放热后温度降低到7℃，由冷媒水泵送给用户使用。
在吸收器中吸收了低压水蒸汽的溴化锂溶液浓度变小，温度也较低，被溶液泵送往使之浓缩的发生器中，被管内流动的高压工作蒸汽加热至对应压力下的沸点，使之沸腾并产生冷剂蒸汽，因发生器中的压力较高，所以冷剂蒸汽的压力也较高，也就是说通过泵的升压和工作蒸汽的加热，使低压蒸汽的压力升高。
溶液沸腾产生出冷剂蒸汽后，浓度和温度都有所升高，又具有了吸收水蒸汽的能力。
因发生器中的压力比吸收器中的压力要高得多，故在送往吸收器中让其吸收水蒸汽时必须通过节流阀降压。
在吸收器中，溶液被喷淋在内通冷却水的传热管管簇上，因溶液在吸收水蒸汽时要放出大量的吸收热，故需大量的冷却水进行冷却，实验和理论都表明，溶液的浓度越高、温度越低，吸收水蒸汽的能力就越强，所以，在实际中，要努力提高其浓度、降低其温度，但要注意避免因浓度过高、温度过低而结晶。
另外，从图中不难看出，一方面稀溶液温度较低，送往发生器后需消耗能量对其加热。
而另一方面，浓溶液的温度较高，在吸收器中需冷却才能有较强的吸收水蒸汽的能力，所以，如能使浓溶液和稀溶液进行热交换，无疑可提高机组的性能系数。
因此，在实际的溴化锂吸收式制冷机中，一般都设有溶液热交换器（如图2.2.2所示）。
溴化锂吸收式制冷机相关知识
第一章 溴冷机的工作原理一、吸收式制冷技术图1－1表示吸收式制冷的工作原理。
吸收式制冷机由发生器1、冷凝器2、蒸发器3、冷剂泵4、溶液泵5、吸收器6及溶液热交换器7等部件组成。
工作介质除制取冷量的制冷剂外，还有吸收、解吸制冷剂的吸收剂，二者组成工质对。
在发生器中工质对被加热介质加热，解吸出制冷剂蒸汽。
制冷剂蒸汽在冷凝器中被冷凝冷却成液体，然后降压进入蒸发器吸热蒸发，产生制冷效应。
蒸发产生的制冷剂蒸汽进入吸收器，被来自发生器的工质对吸收，再由溶液泵加压后送入发生器，如此循环不息制取冷量。
为提高机组的热效率，设有溶液热交换器；为增强蒸发器的传热效果设有冷剂泵。
由于它是利用工质对的质量分数(浓度)变化，完成制冷剂的循环，因而被称为吸收式制冷。
目前常用的吸收式制冷有氨水吸收式与溴化锂水溶液吸收式两种。
而应用最广泛的是以水为制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂，以制取5℃以上冷水为目的的溴化锂吸收式冷水机组。
二、溴化锂吸收式制冷机的一般特点1、主要优点1）利用热能为动力，不但能源利用范围广，而且具有两个重要特点：①能利用低势热能(余热、废热)，使溴化锂吸收式制冷机可以大量节约能耗；②以热能为动力，溴化锂吸收式制冷机比利用电能为动力的压缩式制冷机可以明显节约电耗。
以一台3500KW 的制冷机为例，压缩式制冷机耗电约600KW ，而溴化锂吸收式制冷机仅耗电10多KW 。
在电力比较紧缺的地区，使用这种机型有着现实意义。
图1－1 吸收式制冷机原理图2）运转安静，整个机组除功率较小的屏蔽泵外，无其他运动部件，噪声值仅75－80dB(A)。
3）以溴化锂水溶液为工质，无臭、无毒，有利于满足环保要求。
特别是蒙特利尔协议书签订后，国际止禁用氟氯烃化合物，迫切要求寻找代用工质。
除对新工质的开发研究外，对不含氟氯烃化合物的溴化锂水溶液的发展更加重视。
4）制冷机在真空状态下运行，无高压爆炸危险，安全可靠。
5）制冷量调节范围广。
在20－100%的负荷内可进行冷量的无级调节，并且随着负荷的变化调节溶液循环量，有着优良的调节特性。
溴化锂吸收式制冷机的型式与结构
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。
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。
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。
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。
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。
溴化锂吸收式制冷机
溴化锂制冷机实物
各设备的作用
冷凝器：冷却使水蒸气冷凝为纯水。
蒸发器：纯水蒸发吸热制冷。 节流阀：降压，使水能在低压下蒸发。
发生器：加热使稀溶液中的水蒸发变
为浓溶液。
各设备的作用
吸收器：浓溶液吸收水分是蒸发器的水分蒸
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
收剂。
但是溴化锂水溶液对一般金属材料具有较强的腐蚀性，
并且，腐蚀产生的不凝性气体对制冷机的影响很大， 因此在实际制冷中不得不考虑防腐蚀问题。
溴化锂吸收式制冷机
溴化锂吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、蒸发器、
吸收器、节流阀、泵和溶液热交换器等组成。通常把 发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器等合置于一个或者 两个密闭的筒体内，即所谓单筒结构或者双筒结构， 容量较大的机器一般采用双筒结构。
溴化锂吸收式制冷机 特点——缺点
1.
溴化锂溶液对金属，尤其是黑色金属有强烈的腐蚀性， 因此对金属的密封性要求非常严格。
2.
由于系统以热能作为补偿，加上溴化锂溶液的吸收过程 是放热过程，故对外界的排热量大。
3.
一般只能制取5℃以上的冷水，多用于空气调节灌量大，初投资较高。
赵树男 42091022
主要内容
吸收式制冷机简介
溴化锂水溶液 溴化锂吸收式制冷机工作原理
吸收式制冷机简介
吸收式制冷机主要由蒸发器、冷凝器、节流机构、发
生器和吸收器等组成。
低沸点——制冷剂 工质对 高沸点——吸收剂
吸收式制冷机原理
溴化锂水溶液性质
溴化锂是一种无色粒状结晶物，其性质和食盐相似。
无水溴化锂的熔点为549℃，沸点为1265℃；化学性
制冷与空调技术课件——溴化锂吸收式制冷机
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三、停机操作
➢ 1.溴化锂吸收式制冷机组的暂时停机操作通常按如下程序进行：
1）关闭蒸汽截止阀,停止向高压发生器供汽加热,并通知锅炉房停止送汽。
2）关闭加热蒸汽后，冷剂水不足时可先停冷剂水泵的运转，而溶液泵， 发生泵、冷却水泵，冷媒水泵应继续运转，使稀溶液与浓溶液充分混合， 15～20分钟后，依次停止溶液泵、发生泵、冷却水泵、冷媒水泵和冷却塔 风机的运行。
5)检查制冷机组各阀门的密封情况，防止停车时空气泄入机组内。
6)记录下蒸发器与吸收器液面的高度，以及停车时间。
三、停机操作
➢ 3.溴化锂吸收式制冷机组的自动停机操作：
1）通知锅炉房停止送汽。
2）按“停止”按钮，机器自动切断蒸汽调节阀，机器转入自 动稀释运行。
3）发生泵、溶液泵以及冷剂水泵稀释运行大约15分钟之后， 稀释低温自动停车温度断电
蒸发器-吸收器结构
溶液换热器
a)对流换热 b)横掠管簇换热
形管节流装置
小孔节流装置
自动抽气装置原理图
1—冷剂分离 器
2—手动截止 阀
3—电磁阀 4—阻油室 5—真空泵 6—电动机
机械真空泵抽气装置
1-放气 阀
2-储气 室
3-引射 器
4-抽气 管
5-回流 阀
6-溶液 泵
溴化锂吸收式制冷机的操作
溴化锂吸收式制冷系统
发生器 冷凝器 蒸发器 吸收器
吸收式制冷循环
1-冷凝器 2-蒸发器 3-发生 4-吸收器 5-冷却水管 6-蒸汽管 7-载冷剂管 8-溶液泵 9-制冷剂泵 10-调节阀
为单效溴冷机原理流程图
全面了解溴化锂机组
溴化锂制冷机的工作原理冷水发生原理吸收式冷冻机是把水（H2O）作为制冷剂，［溴化锂］（LiBr）溶液作为吸收剂的冷温水发生装置。
对物体进行大量冷却一般利用蒸发潜热。
注射的时候如果涂上［酒精］，其部位感觉凉爽是因为酒精蒸发时吸收了蒸发潜热，夏季在院子里泼水感觉凉爽也是因为水蒸发时从周围吸收了蒸发潜热。
把1kg（1L）的水从0℃加热到100℃需要100Kcal的热量称为显热。
如果把1kg（1L）100℃的水全部蒸发需要540Kcal的热量称为蒸发潜热。
如此能看出即使使用1kg的水，利用其潜热比利用显热需要更大的热量。
水在海平面-绝对压力760mmHg时蒸发温度为100℃；但气压变低时，就能在更低的温度下蒸发。
在白头山山顶上水约在89℃蒸发，做饭时夹生就是这个原因。
如果绝对压力为6mmHg-大气压相当于绝对压力760mmHg时水约在4℃蒸发。
这时的蒸发潜热为每1kg约599kcal。
把上述状态的水做为制冷剂可以制造出7℃的冷水。
在内部压力达到为6mmHg的封闭容器内，制冷剂水在4℃蒸发，吸收容器铜管内通入冷媒水的热量，使冷媒体温度降低至7℃，达到空调用冷水的目的。
把这个容器叫做蒸发器。
但因蒸发了的冷剂蒸气使容器内的压力逐渐升高，使得制冷剂在4℃蒸发不了，蒸发器的铜管中通过的水的出口温度也将逐渐上升。
为了制造出7℃的冷水应该始终保证制冷剂在4℃蒸发，因此容器内的压力应该维持在6mmHg。
蒸发了的冷剂蒸汽应该排到蒸发器外面，以保证制冷过程继续进行。
因此必须连接装有强吸收力物质的容器，来吸收蒸发了的冷剂蒸汽，保证容器内的压力为6mmHg。
LiBr溶液吸收性很强，溶液的浓度越高且温度越低其吸收性也越强。
我们把溴化锂（LiBr）水溶液作为吸收剂来使用。
在容器内吸收冷剂蒸汽。
此容器称为吸收器。
但是在4℃蒸发了的冷剂被吸收液吸收的时候，吸收液将放出吸收热，吸收液的温度将上升，吸收力将降低。
因此用冷却水进行冷却防止吸收力降低。
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三．双筒与单筒的比较
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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。
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。
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：
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（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。
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 Tianjin University of Commerce 在吸收器中喷淋。
4.发生器与冷凝器之间、蒸发器与吸收器之间 Tianjin University of Commerce 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）。
2.双筒型
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1-蒸发器 2-吸收器 3-发生器 4-冷凝器 5-溶液热交换器
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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。
（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Biblioteka 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。
(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：
§5-1 溴化锂吸收式制冷机型式
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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
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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-发生器 4-冷凝器
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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、双筒的结构特点：
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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。
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§5-2 单效吸收式制冷机的结构
一.单效吸收式制冷机构成 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。
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。
蒸发器与吸收器左右排列优点：
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（1）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； （3）喷淋管组可布置于用一高度，结构紧凑；
(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。
（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；
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（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。
(c)式蒸发器位于吸收器上部，可使蒸发器与吸收 Tianjin University of Commerce 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。