6.6 吸收式制冷与热泵机组的性能改善在线视频

最后

我们来讨论一下

改善吸收式制冷与热泵机组性能的相关措施

第一 防腐蚀问题

溴化锂水溶液 对一般金属都具有腐蚀性

特别是 在有空气存在的情况下腐蚀更为严重

腐蚀

不仅 缩短了机组的使用寿命

而且 还产生了不凝性气体

使得筒体内的真空度 难以维持

为了防止溶液对金属的腐蚀

主要采取两类措施

第一种措施 是在机组运行期间

必须确保机组的密封性

维持机组内的高度真空

在机组长期不运行时

需充入氮气 并保持微正压

以防止空气渗入

第二种措施 是在溶液中加入缓蚀剂

在溶液中加入缓蚀剂

可有效地减缓 溶液对金属的腐蚀作用

如果发生器内溶液温度不超过120℃

则在溶液中加入

0.1%～0.3%的铬酸锂（Li2CrO4）

和0.02%的氢氧化锂（LiOH）

使溶液呈弱碱性

pH值在9.5～10.5的范围

对碳钢-铜的组合结构 防腐蚀效果良好

第二 强化传热传质

为提高热质交换效果

常在溴化锂溶液中加入表面活性剂

以降低表面张力

常用的表面活性剂是 辛醇

它具有如下功效

第一 降低表面张力

增强溶液和水蒸气的结合能力

增加吸收器中传热传质的接触面积

第二 降低溶液表面水蒸气的压力

提高吸收器中的传质驱动力

第三 在换热管表面形成马拉各尼对流效应

提高吸收系数和吸收速率

强化吸收效果

第四个功效是 含有辛醇的水蒸气

可使换热器铜管表面 几乎全部浸润

形成一层液膜

使水蒸气在铜管表面的凝结状态

由原来的膜状凝结 变为珠状凝结

从而 提高冷凝时的传热效果

这里给出了 辛醇添加量对制冷量的影响程度

添加质量分数为0.1%~0.3%的辛醇

可以带来10%~17%的制冷量提升

继续提高添加量

其制冷量的提升效果并不明显

第三 防结晶问题

从溴化锂水溶液的相图 可以看出

溴化锂水溶液的温度越低 浓度越高

越容易结晶

因此

在吸收机中

结晶现象最容易发生在

溶液热交换器的浓溶液出口处

因为

这里的换热通路窄小

且温度较低 溶液浓度最高

发生结晶后

浓溶液通路被阻塞

引起吸收器液位下降

发生器液位上升

直到制冷机不能运行

为解决热交换器浓溶液侧的结晶问题

需在发生器和吸收器之间 设置浓溶液的溢流管

也就是融晶管

这个溢流管 不经过热交换器

而直接与吸收器的稀溶液囊相连

当热交换器浓溶液通道 被结晶被阻塞时

发生器的液位升高

浓溶液 经溢流管直接进入吸收器

使吸收器内的温度升高

温度升高后 稀溶液流过热交换器时

加热了另一侧的浓溶液

使溴化锂晶体 又溶解成溶液

于是 机组又回到了正常状态

出现结晶的原因

主要是 冷却水温度过低导致的

因此 在溴化锂吸收式制冷机中

一般要求 冷却水温度不能过低

这与蒸气压缩式制冷机避免冷却水温度过低

导致节流装置前后的压差过小

不能充分利用蒸发器面积

制冷量和能效比降低的原因是不同的

第四 排出不凝性气体

由于吸收机内的工作压力 远低于大气压力

尽管设备的密封性很好

但也难免有少量空气渗入

并且

因腐蚀也会产生一些不凝性气体

所以

必须在吸收机中 设置抽气装置

排出聚积在筒体内的不凝性气体

以保证机组的正常运行

此外

抽气装置 还可用于

制冷机的抽空 试漏和充液操作

抽气装置 有手动和自动两种类型

目前 主要采用自动抽气装置

其抽气原理如图所示

利用压力传感器9 检测储气室5内的压力

当压力超过设定值（大约为蒸发压力+8kPa）时

打开阀门3和10

通过引射器2 从吸收器中喷射少量的稀溶液

经阀门3 引射吸收器中的不凝性气体

不凝性气体 在冷剂水分离器4

实际上 （它）也是一个小型的吸收器

在这中间分离

并由真空泵7排出系统

分离下来的稀溶液呢

经回流阀8 返回到吸收器中

第五 容量调节问题

调节机组容量的目的

是为了 使机组的制冷量和制热量

与所需要的冷热负荷相匹配

因此

其被控对象是冷热水的出水温度

溴化锂吸收机的容量调节

主要有热源介质质量流量调节

和溶液循环量调节 两种方式

第一种方式 是热源介质质量流量调节

包括对蒸汽 热水的流量调节

和对燃料流量的调节

其本质 都是通过调节热源的供给量

来改变机组的制冷量

第二种调节方式是 溶液的循环量调节

包括 溶液三通阀控制和变频溶液泵控制

前者的机构 相对复杂

以前用得较多

后者呢 是目前广泛应用的方式

是通过改变溶液泵的频率

来对溶液循环量进行调控的

这种方法调节方便

还可以节省泵耗

采用上述方法

可以实现制冷量和制热量 在10%～100%范围内

连续无级地调节

第六 效率改善问题

吸收式制冷机或热泵 主要由换热设备组成

如何强化传热

降低金属耗量

提高制冷与制热效率

是其推广应用时 必须解决的问题

目前

已采用了很多技术途径

以改善吸收机的能效问题

例如

研究溶液和湿蒸气的传热传质规律

改善换热器形式和参数

在溶液中 添加表面活性剂

以提高换热器的传热系数

根据外部工作条件和温度对口

梯级利用的用能原则

合理组织溶液的流程

并在实际工程中

探寻吸收机的最佳应用场合

如 在分布式能源系统以及工业系统中

利用余热进行制冷

发展BCHP等能量综合利用技术

在电厂 工业生产等余热废热丰富的场合

发展吸收式热泵技术

这些技术途径的目的

都是为了提高能量的综合利用效率

以减少化石燃料的消耗

减少二氧化碳的排放

到这儿

我们就学完了 吸收式制冷与热泵的全部内容

下面

我对本讲内容 作一个简要的总结

吸收式制冷机与热泵的基本原理

与蒸气压缩式相同

但必须明确二者的区别与联系

掌握LiBr二元溶液的基本性质

这对吸收式制冷机 吸收式热泵

和溶液除湿机的研发 应用

都具有重要意义

吸收式制冷机与热泵 有很多类型

需要在实际工程中 通过技术经济分析

才能确定其适宜的技术方案

吸收式制冷机组的一次能源效率

远低于蒸气压缩式机组

在余热丰富的地方 应推广应用

但 如果直接采用天然气等高品位能源

作为驱动热源时

除用于能源调峰 电力增容困难等特殊场合外

不宜采用吸收式制冷方式

吸收式热泵 具有增量或提升品质的功效

故 在热电联产集中供热系统 工业余热

综合利用等领域 具有广阔的应用前景

我国的溴化锂吸收式制冷与热泵技术

在整体上 处于国际领先水平

为了我们的节能减排事业

希望同学们 在今后的学习和工作中

不断地探索新思路 提出新方法

以推动吸收式制冷与热泵技术的可持续发展

今天的课 就上到这儿

同学们

再见