第六章溴化锂吸收式制冷机性能

1.当冷媒水出口温度降低时，蒸发压力 由p0降至p0’’ ，吸收能力减弱，吸收终了 稀溶液浓度ξ a升高，放气范围变小，制冷 量下降。
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2.由于冷媒水量不变，制冷量的下降使冷媒 水出口温度稍有回升，蒸发压力由p0’’回升 至p0’。 3.同时冷凝器、发生器以及吸收器的热负 荷也随之下降，导致发生器出口浓溶液温 度由t4升高到t4’，冷凝压力由p k降为p k’。 4.吸收器出口稀溶液温度由由t2降至t2’。
稀溶液循环量与系统制冷量的变化关系 如图9所示。
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当溶液的循环倍率a保持不变时，由于单位 制冷量变化不大，因此机组的制冷量几乎与 溶液的循环量成正比。
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溶液循环量的多少对机组的经济运转 非常重要。 对于额定的加热蒸汽压力、冷却水温 度和冷媒水出口温度，溴化锂吸收式 制冷机有与之对应的溶液循环倍率， 在此循环倍率下，进发生器的稀溶液 量F与制冷量Q0成正比。若调整不当， 会出现以下两种情况。
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二．调节溶液的循环量 机组运行时，如果进入发生器的稀溶液量 调节不当，可导致机组性能下降。发生器热负 荷一定时，如果循环量过大，一方面使溶液的 浓度差减小，产生的冷剂蒸气量减少；另一方 面，进入吸收器的浓溶液量增大，吸收液温度 升高，影响吸收效果。两者均使机组的制冷量 下降，热力系数降低。如果循环量过小，机组 处于部分负荷下运行，制冷能力得不到充分发 挥，而且由于循环量过小，溶液的浓度差增大 ，浓溶液浓度过高，有结晶的危险。因此，机 组运行时，应适当地调节溶液的循环量，以期 获得最佳的制冷效果。
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第六章 溴化锂吸收式制冷机性能
§6-1外界条件变化与溴化锂吸收式制冷机 的性能
溴化锂吸收式制冷机的性能，与冷媒 水温度、冷却水温度、冷媒水和冷却水流 量、加热蒸气的压力（温度）、溶液的流 量等因素有关。 了解以上因素对溴化锂吸收式制冷机的 影响，对设计、操作和正确选择溴化锂吸 收式制冷机均具有重要的指导意义。
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①添加能量增强剂 在溴化锂吸收式制冷机循环系统中 往往添加一种名叫辛醇的能量增强剂， 它可使传热和传质过程都得到强化。
辛醇是一种表面活性剂，它能减少溴 化锂溶液的表面张力，从而增加溶液与水 蒸气的结合能力。此外，还能降低溴化锂 水溶液的分压力，从而增加吸收推动力， 使传质过程得到增强。
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一．及时抽除不凝性气体 由于溴化锂吸收式制冷机是处于 真空中运行的，蒸发器和吸收器中的 绝对压力极低，故外界空气很容易漏 入，即使少量的不凝性气体也会明显 地降低机组的制冷量。如果不凝性气 体积聚到一定的数量，就能破坏机组 的正常工作状况。因而及时抽除机组 内的不凝性气体是提高溴化锂吸收式 制冷机性能的根本措施。
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(2)稀溶液量F过小 若进入发生器的稀溶液量F过小，使浓溶 液出口浓度增加，将带来浓溶液结晶的危 险。 一旦发生结晶，吸收器吸收效果将恶化 ，蒸发器不可能发挥其制冷效果，使制冷 机处在局部负荷下运行，这是很不利的。
二．冷媒水出口温度的变化对机组性能的 影响
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当其它参数不变时，冷媒水出口温度对制冷 量的影响如图3所示。由图可以看出，冷媒水出 口温度降低时，制冷量随之下降。
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冷媒水出口温度变化时，溶液循环的 变化如图4所示。
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冷媒水出口温度不变时，冷媒水量的变化对 制冷量的影响很小。例如当泠媒水量增大时， 一方面使得蒸发器传热管内流速增加，传热系 数增大，制冷量增加；另一方面，由于外界负 荷不变，从而使冷媒水回水温度（即冷媒水的 进口温度）降低，导致平均温差降低，制冷量 减少。两者综合的结果是机组的制冷量几乎不 发生变化，见图8。
(1)稀溶液量F过大 若进入发生器的稀溶液量F过大（超 过图9所示的100%溶液循环量时），则发 生器里加热蒸汽的热量大部分用来提高 稀溶液的温度，产汽量降低，从而使发 生器中溶液的平衡浓度下降，同时使通 向吸收器的浓溶液流量增大，加大了吸 收器的放热量，提高了喷淋溶液的温度 ，降低了喷淋溶液的浓度，使喷淋溶液 的吸收效果恶化，吸收能力下降。产汽 量降低使制冷量下降，浓溶液浓度降低 使热力系数下降。
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五．冷媒水与冷却水水质的变化对机组性能的 影响
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水中的污垢对换热器的传热性能影响很大， 水质越差越易形成污垢，表1列出了污垢系数 与制冷量的关系。
六．稀溶液循环量的变化对机组性能的影响
2.随着Q0↓→使 Q k↓Q a↓→冷 凝压力由p k降 为p k’→ 稀溶液 出吸收器的温度 由t2降至t2’
3.由于冷媒水出口温度升高，导致蒸发 压力由p0上升至p0’，稀溶液出口浓度由 ξ a降为ξ a’。
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随加热蒸气压力的降低，溶液的循环过 程由原来的 2-5-4-6-2 变为 2’-5’-4’-6’-2’ ， 因为 Δ ξ r>Δ ξ a ，故总的放气范围减少， 制冷量下降，热力系数降低。
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由图10可以看出，若机组中加入30g 氮气（浓度9.5% ）后，就会使机组的 制 冷 量 由 原 来 的 2267.4Kw 降 为 1162.8Kw，几乎下降50%。
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一. 加热蒸气压力（温度）的变化对机组性能的 影响
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当其它参数不变时，加热蒸气压力 对制冷量的影响如图1所示。由图可知， 当加热蒸气压力提高时，制冷量增大， 但蒸气压力不宜过高，否则，不但制冷 量增加缓慢，而且浓溶液有产生结晶的 危险，同时会削弱铬酸锂的缓蚀作用， 因而一般加热蒸气压力不超过 0.29Mpa(132℃)为宜。
其它参数不变时，冷却水进口温度对制冷量 的影响如图5所示。由图可以看出，随冷却水 进口温度的降低，制冷量增大。
冷却水进口温度变化时，溶液循环 的变化如图6所示
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1.当冷却水进口温度降低时，吸收器出口稀 溶液的温度由t2降至t2’’，浓度ξ a也随之下降， 冷凝压力由pk降为pk’’，从而使发生器出口浓 溶液的浓度ξ r增加，显然，它将使循环的放 气范围增大，制冷量增加。 2.随着制冷量的增大，吸收器热负荷增加， 稀溶液出口温度由t2’’回升至t2’； 3.冷媒水出口温度降低，蒸发压力由p0降至 p0’ ；
四．冷却水量与冷媒水量的变化对机 组性能的影响
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其它参数不变时，冷却水量的变化将引起 冷却水温的改变，因而冷却水量变化对制冷 量的影响与冷却水温度变化对制冷量的影响 相似，但它除了引起循环各参数的变化外， 还将引起吸收器和冷凝器中传热系数的变化。 冷却水量的变化对制冷量的影响如图7所示。
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机组系统内不凝性气体的来源大致如下： 1.机组启动时，机组内空气未完全抽尽； 2.空气通过管路连接处、焊缝、阀门等处泄 漏到机组内； 3.在机组内，由于溴化锂溶液对金属材料的 腐蚀而产生的氢气。
当不凝性气体附着于冷凝器的传热 管表面时，增加了传热热阻，提高了 冷凝压力，使发生器压力随之增大， 减小了发生器的产汽量，使制冷机的 制冷量下降。 不凝性气体存在于吸收器中时，减 少了吸收过程中水蒸气被吸收的传质 推动力，使传质系数减小，传质过程 恶化，制冷量明显下降。不凝性气体 积聚越多，制冷量下降越厉害，有时 甚至会达到不能制冷的地步。
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因此，溶液循环量的调节是否合适，对 溴化锂吸收式制冷机的经济运行是十分重要 另外，吸收器喷淋量加大可以适当地改 善吸收器的吸收效果，但却增加了吸收器泵 的电耗。反之，若吸收器喷淋量太小，则会 影响吸收效果。所以必须调整喷淋量到一个 合适的值。蒸发器喷淋量的影响结果与吸收
加热蒸气的压力变化时，溶液循环的 变化如图2所示。
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1. 当加热蒸汽压力降低时： 加热温度降低→发生器出口浓溶液的温度 由t4降至t4’ →浓度由ξr降为ξr’ → 发生出来的水 蒸气量减少→制冷量Q0 ↓
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4.冷凝器负荷增加，冷凝器负荷增加，冷 凝压力由pk’’回升至pk’；
5.发生器负荷增加，发生器出口浓溶液的 温度由t4降至t4’ 。
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从而使原来的循环2-5-4-6-2变为2’-5’4’-6’-2’。由于放气范围增大，故制冷量增 加，热力系数提高。 必须指出，对于溴化锂吸收式制冷机，冷却 水进口温度不宜过低，否则会引起浓溶液结晶、 蒸发器泵吸空或冷剂水污染等问题。当冷却水 温度低于16℃时，应减少冷却水量，使其出口 温度适当提高。
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溶液循环量的调节可通过三通阀 来完成。它将部分稀溶液旁通到由发 生器返回到溶液热交换器的浓溶液管 路中，直接流回吸收器，达到调节稀 溶液环量的目的。
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三．强化传热与传质过程 溴化锂吸收式制冷机基本上是 一些热交换器的组合体，它的工作 过程实质上是由传热和传质过程组 成的，因此强化传热和传质过程将 使机组的性能有所改善。
七．不凝性气体对机组性能的影响
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不凝性气体是指在制冷机的工作温度、 压力范围内不会冷凝、也不会被溴化锂溶 液所吸收的气体。
“真空是溴化锂吸收式制冷机的第一生命” 对于溴化锂吸收式制冷机来讲，真空度 的高低实质上是机组内不凝性气体被抽除 多少的反映。
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添加了表面活性剂后，铜管表面几乎完 全被辛醇浸润，在传热管表面形成一层液膜， 而水蒸气与液膜几乎不溶，因而在辛醇液膜 上呈珠状凝结，放热系数大大增强，强化了 传热效果。 实验表明，辛醇的添加量约为溴化锂溶 液量的 0.1%-0.3% ，添加辛醇后制冷量可提 高10%-20%。
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溶液的循环过程由 原来的2-5-4-6-2变 为2’-5’-4’-6’-2’。因 为Δ ξ a>Δ ξ r，故总 的放气范围减少，制 冷量下降，热力系数 降低。
三．冷却水进口温度的变化对机组性能的 影响
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§6-2提高溴化锂吸收式制冷机性 能的途径
由前面分析可知，溴化锂吸收式制 冷机的性能不仅与外界参数有关，而且 与机组的溶液循环量、不凝性气体含量 及污垢热阻等有关。此外，机组的性能 还与溶液中是否添加能量增强剂，热交 换器管簇的布置方式等因素有关。我们 可望通过下列途径来提高机组的性能。
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