吸收式制冷机(1).ppt

5.1氨水吸收式制冷机5.1.1NH3-H2O溶液的性质（1）氨在水中的溶解氨在水中的浓度等于溶液中氨的质量与溶液总质量之比。水和液氨能以任意比例互溶，常温下能形成等于0到1的溶液。低温下溶液浓度受到纯水冰、纯氨冰或氨的水合物NH3·H2O和2NH3·H2O析出的限制。（2）对有色金属的腐蚀作用氨水吸收式制冷机中不允许采用铜及铜合金材料。（3）密度纯氨液在0℃时的密度为0.64kg/l，对氨水溶液而言，它的密度随温度和浓度的变化而变化。（4）比热容比热容随温度的升高而升高，随质量分数的增大而增大。（5）导热率导热率随浓度的升高而降低。（6）粘度随浓度的增加是先升高后降低，而对于温度比较高的情况下，其粘度的变化趋于平缓。（7）表面张力5.1.2氨水吸收式制冷机工作原理5.1.1.1氨水吸收式制冷机工作原理及循环过程下图为单级氨水吸收式制冷机组的循环流程图。其中特别设有一个包含有发生器的结构较为复杂的氨精馏塔。它通过溶液在塔内反复蒸发和冷凝，使气相和液相分别以饱和蒸气和饱和液体进行温度变化，即液相温度上升，气相温度逐渐下降，最后形成纯水和纯制冷剂氨蒸气。精馏塔结构以进料浓度为，kg的浓溶液（点1a）进入到精馏塔A，在精馏塔A内的发生器a中被加热吸收热量后，部分溶液被蒸发，产生的蒸气经过提馏段b，得到浓度为的氨蒸气（1+R）kg，然后经过精馏段b和回流冷凝器d，使上升的蒸气得到进一步的精馏和分凝，浓度提高到（点5‘’），由精馏塔A塔顶排出，排出的氨蒸气质量为1kg。回流冷凝器d中，因冷凝Rkg回流液所放出的热量被冷却水排走。在发生器底部得到浓度为的稀溶液（f-1）kg，用点2表示。从精馏塔A塔顶排出的1kg几乎是纯氨的蒸气进入到冷凝器B中，等压、等浓度下冷凝成液体（点6），冷凝时放出的热量由冷却水带走。液氨经过节流阀I，压力由降到，形成湿蒸气（7点），再进入到蒸发器C中，液氨吸收被冷却物体的热量气化，再从蒸发器C排出（点8）。点8的状态可以是湿蒸气，也可以是饱和蒸气，也可以是过热蒸气，它取决于被冷却物体所要求的温度。从发生器a的底部排出浓度为、质量为（f-1）kg稀溶液，经过溶液热交换器E后温度降低到点2a，因为点2a状态的压力为，故溶液为过冷溶液。过冷溶液经过节流阀F，压力由降到（即），由状态点3表示，然后进入吸收器D，吸收由蒸发器产生的1kg蒸气，形成了fkg、浓度为的浓溶液（点4），吸收过程中放出的热量被冷却水带走。状态点4的浓溶液经溶液泵G升压，压力由提高到（点4a），再经溶液热交换器E加热，温度升高到状态点1a，最后从精馏塔A的进料口进入精馏塔，循环再重复进行，达到不断制冷的目的。上图所示的系统所能制取的最低温度与加热热源温度和冷却水温有关，一般情况下不低于-25℃，否则放气范围将小于0.06，使装置经济性下降。如果热源温度较低，冷却水温度较高，而又要制取较低温度时，可采用双级氨吸收式制冷机或带有喷射器的单级氨吸收式制冷机。5.1.1.2循环过程在图上的表示右图系统工作过程的氨水溶液的图。离开发生器a的蒸气状态应处于1‘’和2‘’之间，假定为状态3‘’，浓度为。经过提馏段b时，与浓度为的浓溶液进行热、质交换，理想情况下，出提馏段b的蒸气浓度应与进料口处浓溶液的平衡蒸气1‘’相对应，即氨蒸气的浓度由提高到，再经过精馏段b和回流冷凝器d，与从回流冷凝器冷凝下来的回流液进行热、质交换，蒸气的浓度进一步提高、温度降低，离开塔顶时，浓度为，用点5‘’表示。回流液在回流过程中，浓度逐渐降低，理想情况下，离开精馏塔最底下一块塔板时，浓度应与进料口浓度溶液的浓度相同。节流后的湿蒸气进入蒸发器，在等压、等浓度下蒸发至状态点8，点8一般仍处于湿蒸气状态，由点8‘的饱和液体和点8’‘的饱和蒸气组成。它的温度同样可用试凑法求出。由发生器a引出状态为点2的稀溶液，经过溶液热交换器E，被冷却到压力下的过冷状态2a（假定2a正好处在蒸发压力的饱和液线上），再经节流阀F节流到状态3，然后进入吸收器D。同样，节流前、后的状态点2a和3在图上是重合的，但代表的状态不同。在吸收器中，忽略蒸发器C和吸收器D之间的压力损失，吸收过程是在等压条件下进行的，状态为3的饱和稀溶液吸收由蒸发器C出来的蒸气（点8），沿等压线浓度逐渐变浓，吸收终了时浓度达到，用点4表示。点4状态的浓溶液经过溶液泵G后，压力由高到，用点4a表示，如果忽略因溶液泵对浓溶液作功而引起的温度变化，则点4与点4a重合，点4a表示压力下的过冷液体，过冷液体经过溶液热交换器E，在浓度不变的情况下温度升高，用状态点1a表示，最后再进入精馏塔A的进料口，循环重新开始。无论在冷凝过程还是蒸发过程中，尽管是在定压下发生相变，但溶液的温度都不是定值。从上图可以看出，冷凝过程中，溶液的温度由降至；蒸发过程中，溶液的温