8-第八章 氨水吸收式制冷机.ppt

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1、第八章氨水吸收式制冷机吸收式制冷机和蒸气压缩式制冷机都是利用制冷剂的汽化潜热来制取冷量的，两者的主要区别在于前者依靠消耗热能作为补偿实现制冷，后者则通过消耗机械能作为补偿实现制冷。氨水吸收式制冷机以氨为制冷剂，氨水溶液为吸收剂。由于氨与水在相同压力下汽化温度比较接近（例如在一个标准大气压下，两者的沸点仅差133.4℃）因而对氨水溶液加热时，所产生的蒸汽中含有较多的水分，影响到整个装置的经济性。为此，系统需采用精馏的方法，在精馏塔内提高氨蒸汽的浓度。单级氨吸收式制冷机所能制取的低温，与加热热源的温度及冷却水温度有关，一般不低于-25℃。如果热源温度

2、较低、冷却水温度又较高时，若要制取较低温度，则可采取双级氨吸收式制冷机，但一般也不低于-65℃。氨水吸收式制冷机采用蒸汽或热水作为热源，有利于废热的综合利用，特别适合于化工、冶金和轻工业中的制冷设备。§8-1氨吸收式制冷循环一、单级氨水吸收式制冷机的循环过程氨水吸收式制冷机由精馏塔、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器、节流阀、溶液泵等组成。精馏塔又由发生器、提馏段、精馏段、回流冷凝器组成。单级氨水吸收式制冷机流程图浓度为ξr’fkg的浓溶液（点1a）进入精馏塔，在精馏塔内的发生器中被加热，吸收热量qh后，部分溶液蒸发，产生的蒸气经过提馏段，得到

3、浓度为ξd’’的氨蒸气(1+R)kg，随后经过精馏段和回流冷凝器，使上升的蒸气得到进一步的精馏和分凝，浓度提高到ξRa’’(点5'')，由塔顶排出，排出的蒸气质量为1kg。回流冷凝器中，因冷凝Rkg回流液所放出的热量qR被冷却水排走。在发生器底部得到浓度为ξa’的稀溶液(f-1)kg，用点2表示。从精馏塔塔顶排出的几乎是纯氨的蒸气进入冷凝器中，在等压、等浓度下冷凝成液体（点6），冷凝时放出的热量qk被冷却水带走。液氨经过节流阀，压力由pk降到p0，形成湿蒸气（7点），然后进入蒸发器，在蒸发器内，液氨吸收被冷却物体的热量q0而气化，然后由蒸发器排出

4、（点8）。点8的状态可以是湿蒸气，也可以是饱和蒸气，甚至是过热蒸气，它取决于被冷却物体所要求的温度。从发生器的底部排出浓度为ξa’的(f-1)kg稀溶液，经过溶液热交换器后温度降低到点2a，因为点2a状态的压力为ph，故溶液为过冷溶液。过冷溶液经过节流阀，压力由ph降到pa（即p0），状态由点3表示，然后进入吸收器，吸收由蒸发器产生的1kg蒸气，形成了fkg、浓度为ξr’的浓溶液（点4），吸收过程中放出的热量qa被冷却水带走。点4状态的浓溶液经溶液泵升压，压力由pa提高到ph（点4a），再经溶液热交换器加热，温度升高到状态点1a，最后从精馏塔的进

5、料口进入精馏塔，循环又重复进行。二、循环过程在h-ξ图上的表示系统的工作过程可以在氨水溶液的h-ξ图中表示，如图2所示。图中点与图1相对应。假定进入精馏塔内的状态为1a，浓度为ξr’的浓溶液位于饱和液体线pk的下方（忽略发生器与冷凝器之间的压力损失，认为ph=pk），即处于过冷状态。溶液经过提馏段到发生器，与发生器中产生的氨蒸气进行热、质交换，首先消除过冷，使浓溶液达到饱和状态1，随后在发生器中被加热。1a—1浓溶液在精馏塔提馏段上的换热过程。随着温度的升高，溶液在等压条件下不断蒸发，浓度逐渐变稀，到离开精馏塔底部时浓度变为ξa’，温度为t2，用

6、点2表示。1—2发生器中的发生过程。开始发生出来的蒸气状态和发生终了时的蒸气状态分别用点1’’和2’’表示，它们分别与浓度为ξr’和ξa’的沸腾状态的溶液相平衡。因此离开发生器的蒸气状态应处于1’’和2’’之间，假定为状态3’’，浓度为ξcm’’。状态3’’，浓度为ξcm’’的蒸气，经过提馏段时，与浓度为ξr’的浓溶液进行热、质交换，理想情况下，出提馏段的蒸气浓度应与进料口处浓溶液ξr’的平衡蒸气1’’相对应，即氨蒸气的浓度由ξcm’’提高到ξd’’，再经过精馏段和回流冷凝器，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

7、度降低，离开塔顶时，浓度为ξRa’’，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ξr’相同。3’’—5’’发生过程产生的蒸汽在精馏塔中的浓缩过程。浓度为ξRa’’的饱和氨蒸气离开塔顶后进入冷凝器，在等压、等浓度条件下冷凝成饱和液体，用点6表示。点6的液体经过节流阀绝热节流到状态7，由于节流前、后的焓值与浓度均未发生变化，故在h-ξ图上点6与点7是重合的。点6表示冷凝压力Pk下的饱和液体，点7表示蒸发压力P0下的湿蒸气，它是由饱和液体（点7’）和饱和蒸气（点7’’）所组成。

8、节流后的干度为，温度可由试凑法确定，即首先在饱和蒸气压力液线上假定某一温度t7(点7')，通过辅助压力线找到相应压力下饱和蒸气状态点7’