多流程的氨水吸收式制冷系统设计计算软件开发.pdf

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1、东南大学领：l二学位论文第一章绪论§1．1前言氨水吸收式制冷机是一种以热能为动力的制冷机。其中氨水是制冷剂，水是吸收荆。早在十九世纪五十年代第一台氨水吸收式制冷机就已经被试制成功，并在工业生产中得到应用。但早期氨水I致收式制冷机发展缓慢，这一方面是因为往复式压缩机运行可靠；另一方面则由于当时能源价格低廉的原故。近二十多年来，随着科学技术的进一步发展，氨水吸收式制冷机在各方面日臻完善，同时由于工业的发展，环境污染和能源的合理利用越来越成为一个世界性的难题。蒙特利尔议定书的制定使我们普遍使用的CFC及HCFC制冷工质将逐步禁用，各国科学家不得不另辟蹊径寻找其他的

2、工质。在这种情况下，以氨作为制冷剂的各种系统，特别是氨水吸收式制冷系统又重新受到人们的重视。氨作为制冷剂虽然存在安全性问题，但是与其他制冷剂相比，氨具有其独特的优势。氨对臭氧层破坏系数ODP和温室效应系数GWP值都等于零⋯，因此它既不会破坏臭氧层。也不会造成温室效应。同时氨价格便宜容易取得，有良好的热力特性。不少专家认为以往对氨的危险性估计过高，实际上氨蒸气在空气中的浓度达5ppm时，已能闻到，这比引起眼睛和喉咙受到刺激的浓度低5～10倍，也就是说氨有特殊的气味，一旦泄漏就很容易被发现，这是其他制冷剂所没有的，而且氨比空气轻，很容易上升从屋顶逸出室外，不会象

3、碳氢化合物那样在室内积聚。当氨和水接触时，能很快被水吸收，这一性能可用来清除空气中的氨蒸气。在温度650℃下氨会燃烧，但如果没有从外部大量供热，氨是很难燃烧的。有关制冷装置的事故统计资料表明，氨制冷装置的事故数量和后果的严重性都不是突出的。迄今为止在吸收式制冷机中，普遍实用的工质对只有两种，即氨与水、溴化锂与水。前者以氨为制冷剂，水为吸收剂：后者以水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。当用水作制冷剂时，蒸发温度不能达到0。C以下，因此以溴化锂水溶液为工质的吸收式制冷机，虽然有许多的优点，例如性能系数较高，设备紧凑等，近二十年来在我国得到了很大的发展，但它的局限性在于只

4、能产生0℃以上的冷媒水供空东南大学硕士学位论文调和某些工艺冷却之用。若要获得O'C以下的低温，就只有采用氨水吸收式制冷机。氨水吸收式制冷机所需热源温度不高，低于200"C，而产生的蒸发温度范围可达+IO'C塑J--60。C，单机制冷量可以小到0．1MW以下，也可以大到超过22MW。[2]与压缩式制冷相比，它具有噪音小、变负荷性能好、调节方便等优点。其最大的特点在于能够利用低品位的热能，可以用工业余热、废热、太阳能、地热能n5n45o．4籁垛R旗翼瓣n1霾Q05O啪嗡哪-15-10_50510l加125130135140145150常睁々温度(国煮蜴i品度(℃

5、)籁llls0吼OnonR蕞0n0n0m∞}；；巧帖■；8矗衢卫嵋J∞10lb2025：303b40冷却水温度(℃)图1-1单级氨水吸收式制冷系统热力系数与制冷温度、热源温度和冷却水温度的关系等作为动力，使能源得到充分合理的利用，并可大量节省电力。所以它在那些既需冷量较多，又有余热或热电联产的企业中特别适用。例如炼油、石油化工、化肥、橡胶、食品加工和冷藏、酿酒等企业中应优先考虑采用。从我国的实际情况来看，一方面电力供需矛盾突出，若继续发展压缩式制冷机，则势必加剧电力供应的紧张：另一方面热能的有效利用率远远落后于工业发达国家。据预测，2000年，我国余热资源全

6、年将达到2．9亿吨标准煤，其中200～280"C以下的低品位余热比重若按64％～65％估计，2000年将达到8亿吨标准煤东南大学碳士学位论文疆¨辩。所戳综合稳蠲能源，发展可璃低晶德热能豹氮承暖浚式毒l冷梳，滚最大限度的节省电力是大有可为的。对于氨水吸收式蒂《冷系统来说，加热热源温度、锖6冷温度、冷却永温度的变化对系统性能的影响缎大。如豳1-1所示，当热源温度、冷却水湿度一定时，在制冷滠度比较低的区域，系统热力系数随制冷温度的下降而急剧下降，系统的运孬性熊j#露瑟劣，网辩，系绞疆毙测敬熬越冷湛疫存一定限度熬；*盎铡冷瀑发、冷却水温度一定的条件下，当热源温度较低

7、时。单级系统的运行性能非常恶劣，褥盈德嚣效鬃缀不稳定，热源漩度静降低会造成擎缀锤环蒸力系数豹急卺l下降，当热源温度降到某一激度时，系统循环倍率将≤0，循环将无法进行；保持制冷溢度、热源温度不变，在冷却水湓度眈较高的区域，系统性麓随冷却求温度的增高两急剧下降，同时冷却水激度亦有一定的限度，当冷却水温度高乎这个限度时，单级循环也将无法进行。因此当热源温魔较低、冷却水温度较高时，要在单级援缀孛获取缀低豹剿冷洹发往往是不可能靛，这对鹃敖气蕊强将变德很小，甚至会出现负值。而氨水吸收式制冷机的突出优点在于能够利用低品位的热能，由上述分耩哥躲，疆藿热源温度懿簿低，单级氨水

8、啜浚式露l冷班豹运露性戆下簿，甚至于无法正常运行，为