(2) 调节溶液的循环量 制冷装置运行时,如果进入发生器的稀溶液量调节不当时,可以导致制冷装置的制冷量下降,发生器热负荷一定时,如果循环量过大,一方面是溶液的浓度差减少,产生的冷剂蒸汽量减少,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,二者均能是实验装置的制冷量下降。
(3) 强化传热传质过程 加强传热传质可以提高装置的性能,如增加能量增强剂。 (4) 采取适当的防腐措施 溴化锂溶液对一般金属都有强烈的腐蚀作用,特别是在有空气存在的情况下,腐蚀更为强烈,因此应适当加入缓蚀剂。如加入Sb2O3,CrO4等。
3.2 制冷实验装置的节能措施
3.2.1 提高热交换器的传热效率
提高溶液热交换器的传热效率的途径众多,但针对本实验装置,提高其传热效率的途径主要有以下几种:
(1) 采用高效传热管 吸收式制冷机为各种热交换器的集合体,其热效率与热交换器所采用的传热管的性能直接相关。推广使用各种高效传热管的蒸发器、吸收器、冷凝器与使用一般的平滑管相比,传热性能约提高1.5倍~2倍,并可使换热器外形尺寸减小,从而也可减少散热损失。
(2) 对发生器进行表面处理 在高压发生器中、下段喷镀镍、铬合金,其沸腾性能约为光滑面的2~3倍;若喷镀氧化铝,其沸腾性能约为光滑面的1.5倍,传热性能得到明显改善,则提高高压发生器传热效率的有效措施。
(3) 添加能量增强剂 用于溴化锂溶液中的能量增强剂有异辛醇、正辛醇,这些物质能极大地降低溶液的表面张力,使溶液与水蒸汽的结合能力增强,使吸收器的吸收效率提高;在冷凝器中添加能量增强剂后,冷凝器由膜状凝结变为珠状凝结,珠状凝结时的放热系数可比膜状凝结提高两倍以上,因而提高了冷凝时的传热效果。试验证明,添加能量增强剂后,机组制冷量约提高10%~15%,节能效果非常明显。
(4) 加强热交换器的运行管理及维护 高性能的热交换器若运行维护不当,同样达不到好的传热效率,例如冷却水质不良,运转过程中吸收器、冷凝器冷却水侧污垢日渐增厚,致使热阻逐渐增大,传热系数不断降低,从而影响热交换,导致机组性能下降,能耗增加,故保证较好的冷却水质,在机组长期运行过程中及时清洗传热管冷却水侧污垢,是保证换热管高效传热,保持机组高效节能运行的重要措施。
总之,提高热交换器的传热效率的方法众多,而针对本实验装置的传热效率问题,本实验装置的换热器采用高效传热管的纯铜管制成,传热效率高,节能很明显,可以充分发挥制冷装置的综合性能。
3.2.2 提高机组部分负荷时的效率
吸收式制冷机组是直接利用热能制冷,当要利用它的有效能时,它本身就有一部分无效热要排入环境。此外,由于溴化锂溶液吸收水蒸汽的过程要放出热量,同时水蒸汽被吸收时要放出凝结潜热,这两部分废热必须及时排走,才能保证吸收过程与制冷循环得以正常进行,故吸收式制冷机组的冷凝器排除的冷凝热要比压缩式制冷机的大得多,与之相配套的冷却水泵和冷却水塔较大,冷却系统的电耗相应较大。因此,要综合考虑这两方面的因素,提高机组负荷的能效率,尽量降低其耗能量,减少不必要的热量损失,达到节约热
23
能的目的,从而提高机组性能。
3.2.3 提高控制性能
随着电子控制技术的发展,采用以微处理器为核心的智能化控制系统,能对采集到的多项信息进行综合判断,能预知和诊断出使机组性能降低的潜在故障,防止导致性能下降的因素出现,而且能预知需要维修的特定位置和时间,不再依赖于技术人员的技能水平去发现、判断、排除故障,保证机组长期高效运行。故智能化的控制系统是保证机组高效运行,降低能耗的重要手段[13]。
同时要加强智能控制,提高其工作效率,降低各方面的能量消耗作用,从本质上提高其工作效率和制冷性能,保证实验装置稳定可靠的运行。
综上所述,溴化锂吸收式制冷实验装置的节能措施众多,要根据具体的实际情况采取合适的节能措施提高其效率,达到制冷量大,制冷性能和制冷过程综合效率高的目的。同时也要详细分析其制冷性能影响因素,降低其不利因素的影响,提高其工作性能,综合提高其制冷效率和各种制冷性能。
24
4 结束语
随着经济和社会的迅速发展,环境问题的日益加剧,人们对生活环境的要求不断提高,这就要求加强对新的制冷技术和制冷剂的开发和利用,溴化锂吸收式制冷以其节省能源、不污染环境及一机多用等优点被推向市场前沿,越来越被人们广泛采用,本文正是基于目前溴化锂吸收式制冷的发展和诸多优点以及广阔的发展用途的基础上而进行的设计和研究。本文主要针对实验和教学的需要,根据溴化锂吸收式制冷的原理,对溴化锂吸收式制冷实验装置进行设计、计算、结构布局、性能分析以及节能措施等方面进行详细的分析和介绍。同时,结合实验装置的控制部分的设计要求,对实验装置进行不断修正和完善,尤其是详细的设计各换热器的传热面积和具体制作和设计过程,同时也分析了制冷实验装置性能的影响因素,并提出提高实验装置性能的途径,为实验装置的制作和使用提供了一定的帮助和借鉴意义。通过本文的写作我也发现自己还存在不少问题,这也为我以后的工作和学习提出了新的要求,是我增加了动力和信心,不断努力进取。
以上即为本设计的研究和设计过程的全部内容,吸收式制冷装置目前应用也极为广泛,但主要用于制取空调用水和其他医疗实验,以及试验研究等方面。在国内外发展迅速,技术日益成熟,制冷性能不断得到提高。但是,在实际工程中仍然存在诸多问题,只能制取零摄氏度以上的低温水,因此应加大其研究力度,使其成为制冷行业的中流砥柱。
伴随着人们对环境的重视,加上其节能、无污染、制取方便的优点。越来越受到人们的青睐,使其成为氟制冷的优良替代物,也必将在未来的制冷行业中发挥越来越重要的作用,同时,随着人们研究力度的不断加大,溴化锂吸收式制冷必将具有广阔的发展前景。
25
致 谢
蓦然回首,大学生活已即将结束,在老师的指导和帮助下,我完成了本毕业设计,这是一篇关于溴化锂吸收式制冷实验装置的设计,通过这次毕业设计使我对制冷行业又有了新的认识,并且使我更加热爱这个行业,我想通过设计是我为以后从事制冷工作打下了良好的基础。在搜集资料的过程中我还了解许多制冷的新方法和新技术,特别是制冷行业技术创新方面;也让看到中国制冷行业发展速度之快。
在进行毕业设计的过程中,我遇到了不少困难,所幸的是得到了 高级工程师的悉心指导。在我刚开始对毕业设计没有头绪时,他给我开拓思路帮我搜集资料;当我打出初稿时,他又仔细阅读了我的设计步骤,指出其中的不足,并提出了宝贵修改意见。经过一次次的改进,才得以完成本设计。尤其是王老师认真的态度让我佩服,他从不放过设计过程中的任何一个细节,哪怕是一个标点符号。
同时,我还感谢郑州大学化学工程学院热能与动力工程系给我提供了这次学习的机会,她让我进入了制冷的世界。通过四年的学习不仅让我学到了与能源相关的知识以及制冷专业的专业知识,更重要的是在大学四年学习过程中开拓了我的视野,改变了我的思维模式,使我学到来许多深奥的东西,这将是我终身的财富。而且我还要感谢热能与动力工程系的全体老师和全体同学,正是他们这四年来的潜移默化的影响才让我有了今天的进步。
最后,我还要感谢我的亲人和朋友,感谢他们在我大学四年来一直给我的关心和鼓励。特别是我从我步入郑州大学的那一刻起,正是他们的大力支持才让我一直坚定地走了下来。
衷心地感谢所有关心和帮助我的人!
26
参考文献
【1】 吴业正,韩宝琦.制冷原理及设备.西安:西安交通大学出版社,1997.7 【2】 杨世铭.传热学.北京:人民教育出版社,1980.130~237 【3】 沈道维.工程热力学.中国.北京:高等教育出版社,2001
【4】 辛长平.主编溴化锂吸收式制冷机实用教程.北京:电子工业出版社,2004.1 【5】 耿惠彬,戴永庆,译:高天秋一(日)著.吸收式制冷机.北京:机械工业出版社 【6】 戴永庆,郑玉清.溴化锂吸收式制冷机.北京:国防工业出版社,1980 【7】 张 虎主编.制冷工安全技术,北京:化学工业出版社,2005.5 【8】 周远,王如竹主编.制冷与低温工程.北京:中国电力出版社,2003
【9】 茅以惠,余国和.吸收式与蒸汽喷射式制冷机.北京:机械工业出版社,1985 【10】 制冷工程设计手册编写组.制冷工程设计手册.北京:中国建筑工业出版社,1985 【11】 郭卫东,陈桂昌.溴化锂吸收式制冷机的应用.河南化工,2004(11).71~72 【12】 杨振民、金苏敏.热管废热溴化锂制冷机的优化设计.能源研究与利用.2005(3)
65~66
【13】 路诗奎、姚寿广.溴化里吸收式制冷机的动态仿真研究进展.华东船舶工业学院学
报(自然科学版).2005(2)51~52
【14】 郭明、张志刚.溴化锂吸收式制冷机组的特点及应用分析.大连大学学报.2004(4) 【15】 段刚.溴化锂吸收式制冷机的节能问题.渤海大学学报(自然科学版).2004(3)
69~70
【16】 耿 玮,朱玉群,陈 滢.单效/双级(SE/DL)吸收式循环性能分析及比较[J].制冷学报,
2001.22 (2):23~27.
【17】 何耀东主编.空调用溴化锂吸收式制冷机.北京:中国建筑工业出版社,1993 2~5 【18】 郑玉清,吴进发,耿惠彬,编著.双效溴化锂吸收式制冷机及应用. 北京:机械工业出
版社,1990 100~110
【19】 Ma WB, Deng SM. Theoretical analysis of low-temperature hot source driven two-stage
LiBr/H2O absorption refrigeration system. Int J Refrig 1996;19(2):141–146.
【20】 Ma WB, Xia WH, Deng SM. Industrial application of a two-stage, half-effect LiBr/H2O
absorption chiller. Proc. of International absorption heat pump conference, Montreal, Canada,Vol. II, 1996:679–681.
【21】 Grossman G. Simultaneous heat and mass transfer in absorption or desorption of gases in
laminar liquid films. Proc. Of AICHE winter annual meeting, Orlando, FL, 1982.
27