溴化锂空调制冷原理有哪些？ 溴化锂空调原理图

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一、溴化锂空调制冷原理有哪些？

二、谁能帮忙搞个单效溴化锂吸收式制冷机的工作原理FLESH演示？谢谢。

一、溴化锂空调制冷原理有哪些？

溴化锂空调的制冷原理是在一定温度下，溴化锂水溶液液面水蒸气的饱和分压小于纯水的饱和分压；浓度越高，液体表面水蒸气的饱和分压越小，从而冷却。

相同温度条件下，溴化锂水溶液浓度越大，其吸湿能力越强。这就是为什么通常使用溴化锂作为吸收剂、水作为制冷剂的原因。

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溴化锂吸收式制冷机的工作原理是基于循环溶液蒸气压的平衡状态。如果蒸气压为0.85kPa的溴化锂溶液与压力为1kPa（7）的水蒸气接触，蒸气和液体不处于平衡状态。此时，溶液具有吸收水蒸气的能力，直至水蒸气的压力降低至略高于0.85kPa（例如：0.87kPa）。图1 吸收式制冷原理利用0.87kPa和0.85kPa之间的压差来克服连接管道中的流动阻力和过程偏离平衡状态所产生的压差，如图1所示。当水在5时，可吸收温度较高的被冷却介质的汽化潜热，使被冷却介质冷却。为了使水在低压下不断汽化，并不断吸收所产生的蒸气，保证吸收过程的连续进行，吸收时溶液的浓度必须大于吸收后溶液的浓度。为此，除了不断向蒸发器供应纯水外，还必须不断供应新的浓溶液，如图1所示。显然，这是不经济的。图2 单效溴化锂吸收式制冷机系统图3 双缸溴化锂吸收式制冷机系统1-冷凝器； 2-发电机； 3-蒸发器； 4-吸收剂； 5-热交换器； 6-U型管； 7-反晶体管； 8-排气装置； 9-蒸发泵； 10-吸收泵； 11-发电机泵； 12位三通阀。其实就是采用加热稀溶液的方法，使其沸腾，得到蒸馏水，进行连续蒸发，如图2所示。该系统由发生器、冷凝器、蒸发器、节流阀、泵和溶液换热器组成。加热稀溶液前，用泵加压，使沸腾产生的蒸气在室温下凝结。例如，当冷却水温度为35时，考虑到热交换器中允许的传热温差，在40左右可能会发生冷凝，因此发电机内部的压力必须为7.37kPa或更高（考虑到管道因素，如阻力）。发生器和冷凝器（高压侧）与蒸发器和吸收器（低压侧）之间的压力差通过安装在相应管道上的膨胀阀或其他节流机构来维持。在溴化锂吸收式制冷机中，这个压差相当小，一般只有6.5~8kPa，因此可以采用U形管、短节流管或节流孔。离开发生器的浓溶液的温度较高，而离开吸收器的稀溶液的温度相当低。浓溶液在冷却到与吸收器压力对应的温度之前不能吸收水蒸气，而稀溶液必须加热到与发生器压力对应的饱和温度才开始沸腾，因此通过溶液热交换器，使浓溶液和稀溶液分别进入吸收器和发生器之前进行热量交换，使稀溶液的温度升高，浓溶液的温度降低。由于水蒸气的比容很大，为了避免流动过程中压降过大，需要很粗的管道。为了避免这种情况，通常将冷凝器和发生器建在一个容器中，而吸收器和蒸发器则在另一个容器中进行，如图3所示。这四个主要装置也可以放在一个壳体内，高压图4 单缸溴化锂吸收式制冷机系统1-冷凝器； 2-发电机； 3-蒸发器； 4-吸收剂； 5-热交换器；6、7、8-泵； 9- U型管综上所述，溴化锂吸收式制冷机的工作过程可分为两部分： (1)发生器中产生的制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成制冷剂水，通过制冷剂进入蒸发器U型管装置，在低压下蒸发，产生制冷效果。

这些过程与蒸汽压缩制冷循环中冷凝器、节流阀和蒸发器所产生的过程完全相同；药剂蒸气形成稀溶液，通过泵输送至发生器并重新加热形成浓溶液。这些过程的作用相当于蒸气压缩制冷循环中压缩机的作用。溴化锂吸收式制冷机的理想工作过程可以用图来表示，如图5所示。理想过程是指工质在流动过程中没有阻力损失，各设备与制冷机之间没有热交换。周围空气，生成结束时和吸收结束时溶液达到平衡状态。图5 溴化锂吸收式制冷机工作过程在图中的表示(1) 发生过程点2代表吸收器的饱和稀溶液状态。浓度为，压力为，温度为。经过发生器泵后，压力升至，然后送至溶液换热器，在恒压下温度升至同压，浓度不变，然后进入发生器，由溶液加热发生器传热管内工作蒸汽，在压力作用下温度升至饱和温度，并在等压下开始沸腾，溶液中的水不断蒸发，浓度逐渐增大，温度也逐渐升高。当过程结束时，溶液浓度达到，温度达到，用点4表示。2-7表示稀溶液在溶液换热器中的加热过程，7-5-4表示加热并生成稀溶液在发生器中的过程，生成的水蒸气的状态为生成开始时的状态（点4'）和发生结束时的状态（点3'）。平均状态点3'表示由于产生纯水蒸气，所以状态位于纵轴上。 (2)冷凝过程中，发生器产生的水蒸气(点3')进入冷凝器后，在恒压条件下被冷凝管内流动的冷却水冷却，首先变成饱和蒸气，然后冷凝成饱和蒸气液体（点3），3'-3表示制冷剂蒸气在冷凝器中冷却冷凝的过程。 (3)具有节流压力的饱和制冷剂水(点3)通过节流装置(如U形管)，压力降至(=)后进入蒸发器。由于节流前后制冷剂水的焓值和浓度没有变化，因此节流后的状态点（图中未标注）与点3重合。但由于压力下降，部分制冷剂水汽化成制冷剂蒸气（点1'），大部分未汽化的制冷剂水温度下降到蒸发压力（点1）对应的饱和温度，并在蒸发过程中积累，因此，节流前的点3表示饱和水在冷凝压力下的状态，而节流后的点3代表在压力下湿蒸汽与饱和蒸汽（点）和饱和液体（点1）混合的状态。 (4)蒸发过程中，蒸发器水盘(点1)中积存的制冷剂水通过蒸发器泵均匀喷洒在蒸发器管束的外表面，吸收水盘中制冷剂水的热量而蒸发。管，使制冷剂水在等压等温条件下，点1变为1'，1-1'代表制冷剂水在蒸发器内的气化过程。 (5)吸收过程中，浓度为、温度为、压力为的溶液在自身压力和压差的作用下从发生器流向溶液换热器，并传递部分热量到稀溶液，温度下降到（点8），4-8代表浓溶液在溶液换热器中的放热过程。状态点8的浓溶液进入吸收器，在吸收器内与部分稀溶液（点2）混合，形成浓度为的中间溶液。 管束外表面。中间溶液进入吸收塔后，由于压力突然下降，首先闪蒸出一部分水蒸气，浓度升高，如点9所示。

由于在吸收器管束中流动的冷却水不断带走吸收过程中释放的吸收热，因此中间溶液具有不断吸收蒸发器中的水蒸气的能力，降低了溶液的浓度和温度（第2 点）。 8-9'和2-9'表示混合过程，9-2表示吸收器中的吸收过程。假设送入发生器的稀溶液流量为，浓度为，产生制冷剂水蒸气，剩余流量为，浓度为的浓溶液流出发生器。根据发电机内的质量平衡关系，可得下式，则(1)a称为循环率。代表发生器内产生1kg水蒸气所需的稀溴化锂溶液的循环量。 ( ) 称为通货紧缩区间。上面分析的过程是针对理想情况的。事实上，由于流动阻力的存在，水蒸气通过挡水板时压力会下降，所以在发生器中，发电压力应大于冷凝压力，这会导致溶液的减少加热温度不变时的浓度。另外，由于溶液液柱的影响，底部的溶液在较高的压力下产生，同时由于溶液与加热管表面的接触面积和接触时间有限，生成结束时浓溶液的浓度低于理想值。浓度，(-)为不足；在吸收塔中，吸收塔的压力应低于蒸发压力，在冷却水温度不变的情况下，会导致稀溶液浓度升高。由于吸收剂与被吸收蒸气的接触时间短，接触面积有限，且系统中存在空气等不凝性气体，导致溶液的吸收效果降低，稀溶液的浓度降低吸收后高于理想值。（-）称为吸收不足。发电不足和吸收不足会引起工作过程中参数的变化，缩小放气范围，从而影响循环的经济性。溴化锂吸收式制冷机的热功率和传热计算溴化锂吸收式制冷机的计算应包括热计算、传热计算、结构设计计算和强度校核计算等，这里仅介绍热计算和传热计算的方法并对步骤进行了解释。热工计算溴化锂吸收式制冷机的热工计算是根据用户对制冷量和制冷剂水温的要求，以及用户所能提供的加热热源和冷却介质的条件，合理选择一定的设计参数（传热温差、脱气范围等），然后计算周期，为传热计算等提供计算和设计依据。 （1）已知参数冷却能力根据生产工艺提出或空调要求，同时考虑冷量损失、制造条件和运行经济性等因素。 制冷剂出水温度根据生产工艺或空调要求提出。因为它与蒸发温度有关。如果降低，机组的制冷系数和热系数都会降低。因此，在满足生产工艺或空调要求的基础上，应尽可能提高蒸发温度。对于溴化锂吸收式冰箱，由于采用水作为制冷剂，温度一般高于5。 冷却水入口温度根据当地自然条件确定。需要指出的是，虽然降低可以降低冷凝压力，增强吸收效果，但考虑到溴化锂结晶的特殊问题，并不是越低越好，而是有一定的合理范围。机组冬季运行时，应防止冷却水温度过低。 加热热源温度综合考虑余热利用、结晶和腐蚀等因素，采用0.1~0.25Mpa的饱和蒸汽或75以上的热水作为热源较为合理。如果能够提供更高的蒸气压，热效率可以进一步提高。

(2)设计参数的选择吸收器出口冷却水温度1和冷凝器入口冷却水温度2 由于吸收式制冷机采用热能作为补偿方式，冷却水带走的热量远大于蒸汽压缩带走的热量。冰箱。为了节省冷却水的消耗，常使冷却水串联流经吸收器和冷凝器。考虑到吸收器内的吸收效果和冷凝器允许的较高冷凝压力，通常允许冷却水先通过吸收器，然后进入冷凝器。冷却水总温升一般为7~9，具体取决于冷却水入口温度。考虑到吸收器的热负荷大于冷凝器的热负荷，通过吸收器的温升1高于通过冷凝器的温升2。冷却水总温升为。若水源充足或加热温度过低，可将冷却水并联流经吸收器和冷凝器。此时，冷凝器内冷却水的温升可以较高。采用串联方式时， (2) (3) 冷凝温度和冷凝压力冷凝温度一般比冷却水出口温度高2~5，即(4) 根据水量可得蒸气表，即蒸发温度、蒸发温度压力蒸发温度一般比制冷剂水出口温度低2~4。如果要求较低，则温差应取较小的值，否则应取较大的值，即： (5) 蒸发压力按下式求得，即 稀液的最低温度吸收器中的溶液。吸收塔内稀溶液出口温度一般比冷却水出口温度高3~5，取较小值有利于吸收效果，但传热温差的减小会影响吸收塔的冷却效果。导致所需传热面积增大，反之亦然。 (6)吸收塔压力由于蒸汽流经挡水板时的阻力损失，吸收塔压力低于蒸发压力。压降的大小与挡水板的结构和气流速度有关。一般取式（7） 稀溶液的浓度根据溴化锂溶液的图确定，即（8） 浓溶液的浓度是为了保证工艺的经济性循环。和安全可行性，希望循环的气体释放范围（-）在0.03~0.06之间，因此（9）发生器内溶液最高温度和发生器出口浓溶液温度可分别为根据图中测定的溴化锂溶液中的(10)关系式进行计算。产生的制冷剂蒸气流经挡水板时虽然有阻力，但其值相比很小，可以忽略不计。因此，假设=影响不大。一般要求温度比加热温度低10~40。若超出此范围，应相应调整相关参数。当它较高时，温差取较大的值。 溶液换热器出口温度和浓溶液出口温度由换热器冷端温差决定。如果温差小，虽然热效率高，但所需的传热面积仍然会较大。为防止浓液结晶，应比该浓度对应的结晶温度高10以上，故冷端温差取15~25，即（11）如果忽略溶液与环境介质之间的热交换，则稀溶液的出口温度可根据溶液交换的热平衡公式确定，即式(12)由和确定，式中公式。 吸收塔喷雾溶液状态为了强化吸收塔的吸收过程，吸收塔通常采用喷雾形式。由于进入吸收塔的浓溶液量较少，为保证一定的喷雾密度，常加入一定量的稀溶液形成中间溶液后再进行喷雾。虽然浓度降低，但由于喷雾量的增加，吸收率增加。效果增强。假设向浓溶液中加入稀溶液，形成9'状态的中间溶液，如图6所示。根据热平衡方程，(13)f称为吸收塔的稀溶液再循环率。其含义是吸收1kg制冷剂水蒸气需要补充的稀溶液的千克数。一般有时直接用浓溶液喷洒，即。类似地，由混合溶液的质量平衡公式可以得到中间溶液的浓度。即(14)，然后由图中确定混合溶液的温度。

(3)设备热负荷计算设备的热负荷由设备的热平衡公式求得。 冰箱内制冷剂水的流量制冷剂水的流量由已知的制冷量和蒸发器的单位热负荷确定。 (15) 由图7可知(16) 发电机热负荷由图8可知，即(17) 凝汽器热负荷由图9可知(18) 发热量吸收塔负荷见图10 (19) 溶液换热热负荷由图11可知(20)(4)装置的热平衡公式、热力系数及热完善度。如果忽略泵消耗的功率给系统带来的热量以及系统与周围环境之间交换的热量，则整个装置的热平衡公式应为(21) 热力系数用表示，它反映了消耗单位蒸汽加热量所获得的冷却量，用于评价装置的经济性。根据定义（22），单效溴化锂吸收式制冷机一般为0.65~0.75，双效溴化锂吸收式制冷机通常在1.0以上。热完美度是指相同热源温度下热系数与最高热系数的比值。假设热源温度为，环境温度为，冷源温度为，则最高热力学系数为(23) 热力学完美性可表示为(24) 它反映了制冷循环的不可逆程度。 (5) 加热蒸汽消耗量及各泵流量计算加热蒸汽消耗量(25) 式中A-----为考虑热损失的附加系数，A=1.05~1.10； -------- -- 加热蒸汽的热函，kJ/kg； ----- ----- 加热蒸汽的冷凝水热函，kJ/kg。 吸收塔泵(26)流量式中-----吸收塔喷淋溶液量，kg/s； ----- ----- 喷雾溶液密度，kg/l，从图中获得。 发生器泵(27)流量式中-----稀溶液密度，kg/l，由图中求得。 制冷剂水泵流量(28) 式中-----制冷剂水比热容， ----- ----- 制冷剂水入口温度，； ----- ----- 制冷剂水出口温度，。 冷却水泵流量如果冷却水串联流经吸收器和冷凝器，其流量应从两方面确定。对于吸收器（29）和冷凝器（30）的计算结果，如果两者相差较大，说明之前假设的冷却水总温升分布不合适，需要重新假设，直到两者相等。 蒸发器泵的流量由于蒸发器内部压力很低，制冷剂的静水压力对蒸发沸腾过程影响很大，所以将蒸发器做成喷淋式。为了保证一定的喷淋密度，使制冷剂水均匀润湿蒸发器管束外表面，蒸发器泵的喷淋量应大于蒸发器的蒸发量，且两者之比称为蒸发器制冷剂水，回收率用a表示，a=10~20。蒸发器泵的流量为(31) 传热计算(1) 传热计算公式简化的溴化锂吸收式制冷，该机的传热计算公式如下， (32) 其中-----传热面积， -----传热，w； ----- ----- 换热器内最大温差，即热流体入口与冷流体入口之间的温差，； ---a,b ----- 常数，与换热器内流体流动方式有关，具体数据见表1； —————流体a在热交换过程中温度的变化，； —————— 流体b在热交换过程中的温度变化，。当使用公式(32)时，它是必需的。如果流体的热交换过程中存在状态变化，例如冷凝器中的冷凝过程，由于此时流体的温度没有变化，因此式(32)可以简化为(33)( 2）热工设备传热面积的计算发生器的传热面积进入发生器的稀溶液处于过冷状态（第7点），必须先加热到饱和状态（第5点）它开始沸腾。由于温度上升所需的热量与沸腾过程所需的热量相比非常小，因此传热的计算是以饱和温度为基础的。

另外，如果加热介质为过热蒸汽，则过热区放出的热量远小于潜热，计算时也是按饱和温度计算的。由于加热蒸汽的换热过程中会发生相变，因此相应的发生器传热面积为(34) 其中-----发生器传热系数， 冷凝器的传热面积。进入冷凝器的制冷剂水蒸气是过热蒸汽。由于冷却到饱和蒸汽时放出的热量远小于冷凝过程放出的热量，因此计算仍以饱和冷凝温度为基础。由于制冷剂水蒸气在换热过程中发生相变，即(35)式中-----冷凝器传热系数， 吸收器传热面积若吸收器内冷却水混合流动而喷淋液不混合流动，则(36) 式中-----吸收器传热系数， 蒸发器的传热面积。在蒸发过程中，制冷剂水发生相变，则(37) 式中-----蒸发器传热系数， 溶液换热器的传热面积。由于稀溶液的流量大，水当量也大，这应该是稀溶液在换热器中的温度变化。两种溶液在换热过程中的流动形式常采用逆流形式，则(38) 式中-----溶液换热传热系数， (3)传热系数在上述计算各设备传热面积的公式中，除传热数外，其他参数均已在热力计算中确定。因此，传热计算的本质问题是如何确定传热系数K。由于影响K值的因素较多，因此常采用同类型机器的试验数据作为选择K值的依据在设计计算时。表2列出了国内外部分产品的传热系数，供设计时参考。从表2可以看出，各设备的传热系数差异较大。事实上，热流密度、流量、喷淋密度、材质、管道布置、水质、不凝性气体量、污垢等因素都会影响传热系数的数值。目前，国内外对溴化锂吸收式制冷机组采取了一些改进措施，如对传热管进行适当处理、提高水速、改进喷嘴结构等，使传热系数得到较大提高。设计过程中，需要综合考虑各种因素后确定K值。单效溴化锂吸收式制冷机热工计算及传热计算示例(1) 热工计算 已知条件： 1) 制冷量2) 制冷剂进水温度 3) 制冷剂进水温度 4) 冷却水进水温度 5）加热工作蒸汽压力，相对于蒸汽温度 设计参数选择1）吸收器出口冷却水温度1和凝汽器出口冷却水温度2 为了节省冷却水消耗，采用串联。假设冷却水总温升=8，取1、2，则2）冷凝温度和冷凝压力为，则3）蒸发温度和蒸发压力为，则4）最小值吸收塔内稀溶液的温度温度取，则5) 假定吸收塔压力，则6) 稀溶液的浓度由下式求出， 7) 浓溶液的浓度，则8 ) 发生器中浓溶液的最高温度由和9) 浓溶液的浓度为 溶液离开换热器时的温度作为冷端温差，则为10) 浓溶液离开换热器时的热函由下式给出喷雾溶液的热函值和浓度分别由式(13)和式(14)求得。计算时，利用和并查图得到，根据上述数据确定各点的参数，其值列于表3中。考虑到压力的数量级，式中的压力单位表中单位为kPa。

设备热负荷计算1) 制冷剂水流量由式(15)、(16)求得2) 发电机热负荷由式(17)求出3) 冷凝器热负荷由式(18)求出4)吸收器热负荷由方程(19)获得。 5)溶液换热器的热负荷由式(20)求得。 器件的热平衡、热系数和热完善度1）热平衡吸收热量：释放热量：非常接近，表明上述计算是正确的。 2) 热力系数由式(22)求得3) 热力完美度、冷却水平均温度、制冷剂水平衡温度分别由式(23)、式(24)计算 加热蒸汽消耗量和制冷剂水平衡温度各泵流量1) 加热蒸汽消耗量由式(25)给出2) 吸收泵流量由式(26)给出。可以得出： 4) 制冷剂水泵流量由式(28)给出5) 冷却水泵流量由式(29)给出，与式(30)基本相同，表明认为一开始假设的冷却水总温升的分布是适当的并采取的。 6) 蒸发器泵流量由式（31）给出，取a=10可得（2）传热计算 发生器面积由式（34）给出，则 传热面积冷凝器由式（35）计算，则吸收器的传热面积由式（36）计算，则蒸发器的传热面积由式（37）计算，取，则溶液换热器的传热面积由式（38）给出，取，

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