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The Circuit of Two Grade NH3-H2O Absorption Refrigeration

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(1)蒸气压缩制冷循环。将蒸发器出来的蒸气冷却加压后,重新冷凝为液体,然后再蒸发,如此不断循环,这就是蒸气压缩制冷循环。冷柜和家用空调器采用这种制冷方式。将冷柜制冷用的工质充灌在一个密封的系统内,液态工质经节流装置节流降压后,在蒸发器中等压汽化吸热,变为低温、低压蒸气,然后经过压缩机绝热压缩成高温高压蒸气,最后在冷凝器中液化放热,并再进入节流装置,从而完成一个制冷循环。

本流程的计算方法与一般的氨水吸收式制冷流程的计算方法相似,由于两个溶液循环相对独立,运行参数也不相同,可按两个不同的氨水吸收流程计算,只是高温循环的吸收热等于低温循环的发生热,总制冷量为两循环制冷量之和。
设高温发生器蒸发出的蒸气流量为D″1(kg/s),经第一级分馏后得到的蒸气流量为D′1(kg/s),经第二级分馏后得到的较纯的氨蒸气流量为D1(kg/s)。
低温发生器蒸发出的蒸气流量为D′2(kg/s),经分馏后得到的较纯的氨蒸气流量为D2(kg/s)。
则由吸收发生器的热量平衡得:

升华过程在升温的第一阶段,制品温度要低于其共晶点一个范围。因此搁板温要加以控制,若制品已经部分干燥,但温度却超过了其共晶点,此时将发生制品融化现象,而此时融化的液体,对冰饱和,对溶质却未饱和,因而干燥的溶质将迅速溶解进去,最后浓缩成一薄僵块,外观极为不良,溶解速度很差,若制品的融化发生在大量升华后期,则由于融化的液体数量较少,因而被干燥的孔性固体所吸收,造成冻干后块状物有所缺损,加水溶解时仍能发现溶解速度较慢。
在大量升华过程,虽然搁板和制品温度有很大悬殊,但由于板温、凝结器温度和真空温度基本不变,因而升华吸热比较稳定,制品温度相对恒定。随着制品自上而下层层干燥,冰层升华的阻力逐渐增大。

   
吸收式制冷循环存在两个循环回路,它的工作过程为:液态制冷剂经节流装置节流降压后,在蒸发器中等压蒸发吸热,变为低压、低温的制冷剂蒸气后进入吸收器,被吸收剂强烈吸收,形成高浓度的制冷剂溶液,并放出溶解热。制冷剂溶液由泵送入发生器中,被热源加热升温,产生高压制冷剂蒸气,送到冷凝器中冷凝成液态制冷剂,而发生器中剩下的稀溶液经减压后又回到吸收器中。这就是冷柜相变制冷的一个过程,这种冷柜一般多用于比较特殊的地方,因为它可以使冷柜温度很低。

Qc=[h9-h10+f1]D1

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 冷柜的制冷方法有很多中,但是被广泛使用的缺很少。为什么呢?那是因为不同的冷柜,用在不同的地方,需要采用不同的制冷方式,所以才形成这样的局面。今天就给大家介绍一种比较少见的冷柜制冷方法-相变制冷。不在制冷行业的朋友,估计都没听说过吧。我也是今天查看资料,才看到的,下面就给大家分享一下吧。冷柜相变制冷是物质在状态变化过程中,如熔解、汽化和升华等,都要吸收热量,因此都有制冷作用。利用相变制冷,系统所能达到的温度取决于物质相变的温度,而系统所获得的制冷量,取决于该物质的相变潜热。为了连续获得一定的制冷量,使系统保持所要求的低温,就必须不断补充相变物质。而相变物质的补充方式有单向和循环两种方式,固体熔解和升华属单向制冷,液体汽化可实现循环制冷,因为汽化后的相变物质可采用一定方法使之重新液化,供循环使用。由于汽化、液化的潜热很大,因而超市冷柜制冷能力很强。目前,广泛采用的相变循环制冷方式有下面两种:

冷凝器负荷:

制冷机的主要性能指标有工作温度,制冷量、功率或耗热量、制冷系数以及热力系数等。制冷机可分为:压缩式制冷机、吸收式制冷机、蒸汽喷射式制冷机,半导体制冷。其中蒸汽压缩式制冷机、吸收式制冷机和蒸汽喷射式制冷机应用较为广泛。目前,我国除少数大冷量和特殊用途的冷冻机外,一般用途的活塞式、离心式、螺杆式、涡旋式
、溴化锂吸收式、蒸汽喷射式制冷机,以及冷冻、冷藏、低温试验等设备都能自己制造。

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图1 双效氨水吸收式制冷流程的基本原理

对于活塞式压缩机,由于气阀的特性,当吸气压力低于15kPa时,气阀将因气缸内外压差过小而无法开启。因此使用活塞式压缩机的循环能达到的温度只能是与15kPa相对应的饱和蒸气温度。如果要达到更低的蒸发压力,即便级数再多也无能为力。若改用沸点低的制冷剂,虽然蒸发压力可不低于15kPa,但其冷凝压力太高,接近临界压力,此时循环节流损失很大。例如:t
0 = -100℃时,R13的冷凝压力为p 0 =
0.0332MPa,但同时它的冷凝压力却太高,当t k
=30℃时,R13已经达到超临界状态,因此单一的低温制冷剂的多级循环仍然不行。
为了解决上述的问题,采用了两种制冷剂的复叠式乙二醇冷冻机制冷循环。

   
(2)吸收式制冷循环。吸收式制冷循环利用热源所提供的热能,使工质产生循环。它用吸收器和发生器等部件代替压缩机,并采用两种工质,低沸点的工质称制冷剂,高沸点工质称吸收剂,而其他部件的作用和原理与蒸气压缩制冷循环基本相同。

Zhou Xiangjiang

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吸收式制冷在热能利用和热能转换方面具有较大的应用前景。氨水吸收式制冷的发展已有较长的时间,可获取0℃以下的温度,易于小型化、可风冷冷却、可直接蒸发供冷。与溴化锂吸收式制冷机相比较,对系统密封要求较低,没有结晶问题,除铜与铜合金外对其它金属无腐蚀性,工质价格低廉。但由于其热力系数低(约0.5),因而很少得到工程应用[1]。本文提出一种双效氨水吸收式制冷流程,可实现氨水溶液的两级发生,从而可大幅度地提高其热力系数,在空调、制冷、供热等方面具有一定的发展潜力。

。水箱式蒸发器内置自动补水装置,省去工程安装中的彭胀水箱方便安装及保养,适用于大温差小流量等特殊场合。水冷式冷凝器使用最新高效外螺纹铜管制作,散热量大,体积小巧。运用最新CAD/CAM加工技术,配合CNC加工中心制作完成,结构紧凑,可靠性高,外形美观,高效节能。工业冷水机机组配置:配置微电脑控制系统,内置压缩机干燥过滤器过及膨胀阀,维修手阀接口等装置,确保了机器可靠安全运行方便了保养维修。

制冷量:

药品冷冻干燥包括西药和中药两部分。西药冷冻干燥在国内已经得到了一定的发展,很多较大型的制药厂都有冷冻干燥设备。在针剂方面,冷冻干燥工艺采用的比较多,提高了药品质量和贮存期限,给医患双方都带来了利益。冻干药品的品种不多,产品价格高,干燥工艺不先进。在中药方面,局限在人参、鹿茸、山药、冬虫夏草等少量中药材的冻干,大量的中成药还没有采用冻干工艺,与国外差距较大。日本几年前就开展了“汉药西制”,改变了中药的熬制方法,解决了中药不能制成针剂或片剂的传统,也解决了中药不治急病的难题,因此我国中药冻干工艺及产品的研究很有潜力可挖。

Qa=[h1-h8+f2]XD1

双级制冷循环是在单级制冷循环的基础上发展起来的,其压缩过程分两个阶段进行,来自蒸发器的制冷剂蒸汽先进入低压级汽缸压缩到中间压力,经过中间冷却后再进入高压级汽缸,压缩到冷凝压力进入冷凝器中。一般蒸发温度在-25℃~-50℃时,应采用双级压缩机进行制冷。
制冷系统由蒸发器、双级压缩机、油分离器、冷凝器、中间冷却器、贮氨器、氨液分离器、节流阀及其它附属设备等组成,相互间通过管子联接成一个封闭系统。其中,中间冷却器利用少量液态制冷工质在中间压力下汽化吸热,使低压级排出的过热蒸汽得到冷却,降低高压级的吸气温度,同时还使高压液态制冷工质得到冷却。

Qk=(h19-h20)(1+X)D1

吸收式冷冻机冷冻设备的一类,利用吸收剂所吸收的冷冻剂在蒸发器中气化,LEI吸收热量而造成低温。吸收剂可用液体或固体。工业上常用氨的水溶液。在氨水吸收冷冻机中,氨液循环于吸收器和精馏塔,实质上执行了压缩式冷冻机中压缩机的任务。液氨经过膨胀阀在低压的蒸发器中气化,发生冷冻效应。吸收式冷冻机属于冷冻设备的一类。利用吸收剂所吸收的冷冻剂在蒸发器中气化,LEI吸收热量而造成低温。吸收剂可用液体或固体。工业上常用氨的水溶液。在氨水吸收冷冻机中,氨液循环于吸收器和精馏塔,实质上执行了压缩式冷冻机中压缩机的任务。液氨经过膨胀阀在低压的蒸发器中气化,发生冷冻效应。产生的氨蒸气被吸收器中稀氨液所吸收,生成的浓氨液用泵经热交换器打入精馏塔。塔底蒸馏釜以蒸汽或烟道气加热,上升的蒸气将氨从浓氨液中逐出,产生的蒸气经过分凝器增浓后可达99.5%-99.896%。这种蒸气在冷凝器中被液化,再经过膨胀阀降低压力,而稀氨液则从塔底经热交换器和膨胀阀流回吸收器,开始循环。

高温吸收器或低温发生器(吸收发生器)热负荷:

原理;采用超低温冷冻机干燥的基本原理是,在超低温条件下,分子的运动大为减缓,直至被捕集和冻结超低温冷冻盘管表面上,而水蒸气容易被捕集和冻结,且捕集率高。主要结构;冷冻机的结构特点:一台标准的冷冻机都是由压缩机、冷凝器、蒸发器、干燥过滤器、膨胀节流阀这五大部分串联而成,里面冲注适量冷媒,由电器根据环境的需求而控制压缩机运转而达到制冷传热的目的。1.压缩机作为冷冻机的心脏,采用台湾汉中半封闭螺杆压缩机,半封闭设计,只有三个运动部件,具有零件数少、故障率低的特点,2蒸发器及冷凝器均按国家制冷行业材料使用指标制作,正付1%以内;膨胀阀、过滤器、高低压表、电磁阀等冷冻元件均采用法国、台湾、日本等国际知名品牌,精密度高故障率低,使用寿命长。采用日本电子温控器,能精确控制水温于+5℃到+35℃内,温差±1℃。螺杆式低温冷冻机.所有控制均设于冷冻机正面,只需按下开关,调至所需温度,便能自动操作,简便快捷。装有压缩机过载保护、泵浦过载保护、高低压异常保护、水位缺少保护,防冻保护及电子时间延迟等安全保护装置,异常警报蜂鸣器及故障指示灯之警示系统,回路能自动切断,安全可靠。

高温发生器热负荷:

干燥过滤器在制冷系统中,干燥过滤器的作用是吸收制冷系统中的水分,阻挡系统中的杂质使其不能通过,防止制冷系统管路发生冰堵和脏堵。由于系统最容易堵塞的部位是毛细管,因此,干燥过滤器通常安装在冷凝器与毛细管之间。膨胀节流阀

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Qg=[(h12-h13)f1+(h16-h″s1)β″1+(h″s1-h′s1)β′1+h′s1-h12]D1

上一篇文章(_7011235.html) 来源:快安佳济南工业技术有限公司

Abstract:A circuit of two grade NH3-H2O absorption refrigeration is
given.It consists of two independent processes of liquor generation and
absorption.The absorptive heat of the high temperature process is the
heat source of the generation of the low temperature process.So it can
increase thermodynamics coefficient greatly.The circuit is suited for
refrigeration and heating in the air conditioning and others.
Keywords:circuit of two grade,NH3-H2O absorption refrigeration

2 双效流程

Qo=(h23-h22)D1

3 热力计算

双效氨水吸收式制冷流程的基本原则与双效溴化锂吸收式制冷流程有相似之处,均是在单效流程的基础上增加一级发生。由于氨水溶液的物性特点,如采用高温发生出的氨蒸气作为下一级发生的加热热源,则其工作压力会相当高,且由于其温度已接近氨的临界温度,故气化潜热也较小,是不合适的。本流程利用氨水溶液浓度越低,其吸收氨气的能力越强的特点,采用高温流程的吸收热作为后一级发生的加热热源。这样,两级流程的氨水溶液浓度就不可能一样,温度范围也不重合。
图1表示了双效氨水吸收式制冷流程的基本原理。它由两个几乎独立的溶液发生吸收循环组成,两循环的发生压力相等,吸收压力也相等,其氨工质制冷部分(即冷凝器、蒸发器、回热器,如图1中虚线框所示)是共同的。前一级循环为高温级,由高温发生器,高温吸收器和高温溶液热交换器组成,其氨水溶液的浓度较低,在较高的温度下(约100℃)仍具有吸收能力。而后一级循环为低温级,由低温发生器、低温吸收器和低温溶液热交换器组成,溶液浓度相对较高,其工作参数与一般单效氨水吸收制冷流程相似。高温吸收过程所放出的热量为低温发生过程的加热热量。由于吸收剂水也有蒸发,使得发生器蒸发出的氨蒸气不纯,因此分馏器是不可缺少的。本流程在高温发生器后安排了两级分馏,而在低温发生器后只安排一级分馏。为充分利用热能,在高温发生器的第一级分馏器采用低温流程的溶液冷却,而低温流程的分馏采用回热器出来的较低温度的氨蒸气冷却,以回收分馏热。当然,还可以在分馏器与发生器之间设置精馏塔以进一步提高热利用率。由于氨在低温时的饱和压力较高,此流程工作压力均高于一个大气压,故系统的密封要求不是很高,且可以有一定的压差作为传质动力,故在吸收器、蒸发器等主要以考虑传热问题为主。尤其是蒸发器,可使用常规氨蒸气压缩式制冷系统相同型式的蒸发器[2],且可与其它部分分开放置,这有利于本流程的工程应用。

1 前言

低温吸收器负荷:

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