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氨水溶液的循环及氨、氢气循环的原理及特点

   2022-03-17 598
核心提示:氨水溶液的循环及氨、氢气循环的原理

氨水溶液的循环从储液器出来的浓溶液经溶液热交换器到达发生器,在发生器中被电热器(或其它热源)加热,一部分氨气从溶液中排出,蒸气形成气泡将液柱推向气泡泵的泵管。由于气泡的产生和溶薇被加热,引起垂直方向出口浓溶液的密度下降,借助于储液器中溶液的静压头,迫使溶液流向气泡泵顶部。液柱流出泵管后下降,经发生器的外套管,被进一步加热,溶液温度继续上升,使更多的氨蒸气从溶液中排出,剩余的溶液进一步变稀。从发生器出来的稀溶液,借助于发生器顶部与吸收器之间的高度差,经溶液热交换器的内管流到吸收器上端。与此可时,将热量传给由储液器出来的浓溶液,使进入发生器的浓溶液的温度升高。稀溶液由吸收器上端向下流动,与从储液器顶部出来的逆流而上的氢,氨混合气接触,吸收其中的氨气,使溶液浓度不新增加,出吸收器后流人储液器,又重新经溶液热交换器流入发生器。

氨、氢气循环从气泡泵出来离开发生器的氨气中含有较多水分,在精馏器(又称水分离器)内液商因重力下降,氨露气和水囊气上丹时,因和外界环境空气进行热交换,温度降低,更多的水蒸气从氨蒸气中析出,凝为水珠流回发生器。浓度较高的氨蒸气出精缩器后流人带有翅片的风冷冷凝器,在空气的冷却下,氨气凝结成液体,依微冷凝器本身的顺斜度,液氨流经过冷凝器后进人蒸发器,在蒸发器人口处与氢气相遇,由于氢气分压力高,氨气分压力低,因而液氨分子迅速向氢气中扩散,液氨蒸发扩散过程中,从冰箱内部吸取热量,达到制取冷量的目的。开始时,由于氢,氨混合气中氨气分压力较低,故蒸发温度较低:随着液氨不斯地蒸发与扩散,混合气中氢气分压力缓缓上升,蒸发温度随之升高,由于含氨较多的低温氢氨混合气密度较大,在重力作用下经下部气体热交换器进人储液器,然后由吸收器下部向上流动,与自上而下的稀溶液接触,氨气不斯地被稀溶液吸收。氢气因不溶解于水,密度又小,因而从吸收器上部上升,经气体悠交换器降温后进人蒸发器入口·,循环重新开始。

为了提高吸收扩散式制冷机的热效率,必须选择适当的状态参数,合理地设计整个系统的结构,使发生,冷凝,吸收,蒸发及溶液热交换等各个过程均处于最佳状态。正确选取保温材料和保温层厚度,设法或少冰箱门封的漏热损失。

发生器要求稀热损失少,被氨提升速度快,氨蒸气发生量大,带人精窗器的水蒸气少,正确设计气泡泵对机器的效率尤为重要,影响它的因素除发生器本身结构外,主要还有热源加热量,管长,管径和浓度等,图68所示的发生器结构称为三套管式,它的主要特点是提升管(气泡泵)位于发生器内部,最外层为稀溶液,中闻是浓溶液,提升管插入其中,这样,套管本身形成保温层,减少热量损失,面且结构简单,焊口较少,提升速度稳定,这种结构已被广泛采用。

热源加热量的多少对制冷量及制冷效率均有较大影响,加热量少,产生的蒸气量少,溶液循环量不够:加热量过多,发生量增大,除热量损失增大外,蒸气中夹带的水蒸气量增多,使精榴装置不能适应,从而使冰箱藻发温度升高,制冷量下降。

蒸发器通常分为低温和高温两个部分,低温蒸发器在顶部,因氨液人口处氨气分压力最小,蒸发温度最低。蒸发器分成两部分有利于冷量的充分利用和性能系数的提高。高,低温蒸发器的结构和面积大小对于产冷量在冷冻室和冷碱室之间的合理分配影响很大,蒸发器可以做成双套管式结构,与气体热交换器连成一体,从吸收器返回的氢气经过下部气体热交换器。

冷藏室蒸发器,上部气体热交换器,冷冻室燕发器后,温度大为降低,这样,进入蒸发器时有利于冷冻室温度的进一步下降,为了增强吸收器的吸收效果,必须强化传热,使吸收时产生的热量尽快地散到环境中去。

为此,除保证吸收器有足够的散热面积外,管内外均可采用强化和扰动措施,提高传热效果。

否则,不仅放气范围或少,而且未被吸收的氨气返回蒸发器后,提高了氨蒸气的分压力,蒸发温度提高,影响制冷效果。

电加热吸收式冰箱由于性能系数较低(COP0,20,4),与同容积的压缩式冰箱相比,它的耗电量大得多,因而使用受到很大的限制。但吸收式制冷的主要优点之一恰恰在于可以利用多种能源,除电加热外·尚可采用可燃气体(如煤气,液化石油气,沼气等),煤油、蜂窝煤,燃炉余热等来加热。太阳能吸收式冰箱已有商品出售。因此研制和推广多能源的吸数式冰箱是发展吸收式冰箱的重要途径。


 
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