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氨水溶液的循環(huán)及氨、氫氣循環(huán)的原理及特點(diǎn)

   2022-03-17 602
核心提示:氨水溶液的循環(huán)及氨、氫氣循環(huán)的原理

氨水溶液的循環(huán)從儲(chǔ)液器出來(lái)的濃溶液經(jīng)溶液熱交換器到達(dá)發(fā)生器,在發(fā)生器中被電熱器(或其它熱源)加熱,一部分氨氣從溶液中排出,蒸氣形成氣泡將液柱推向氣泡泵的泵管。由于氣泡的產(chǎn)生和溶薇被加熱,引起垂直方向出口濃溶液的密度下降,借助于儲(chǔ)液器中溶液的靜壓頭,迫使溶液流向氣泡泵頂部。液柱流出泵管后下降,經(jīng)發(fā)生器的外套管,被進(jìn)一步加熱,溶液溫度繼續(xù)上升,使更多的氨蒸氣從溶液中排出,剩余的溶液進(jìn)一步變稀。從發(fā)生器出來(lái)的稀溶液,借助于發(fā)生器頂部與吸收器之間的高度差,經(jīng)溶液熱交換器的內(nèi)管流到吸收器上端。與此可時(shí),將熱量傳給由儲(chǔ)液器出來(lái)的濃溶液,使進(jìn)入發(fā)生器的濃溶液的溫度升高。稀溶液由吸收器上端向下流動(dòng),與從儲(chǔ)液器頂部出來(lái)的逆流而上的氫,氨混合氣接觸,吸收其中的氨氣,使溶液濃度不新增加,出吸收器后流人儲(chǔ)液器,又重新經(jīng)溶液熱交換器流入發(fā)生器。

氨、氫氣循環(huán)從氣泡泵出來(lái)離開(kāi)發(fā)生器的氨氣中含有較多水分,在精餾器(又稱(chēng)水分離器)內(nèi)液商因重力下降,氨露氣和水囊氣上丹時(shí),因和外界環(huán)境空氣進(jìn)行熱交換,溫度降低,更多的水蒸氣從氨蒸氣中析出,凝為水珠流回發(fā)生器。濃度較高的氨蒸氣出精縮器后流人帶有翅片的風(fēng)冷冷凝器,在空氣的冷卻下,氨氣凝結(jié)成液體,依微冷凝器本身的順斜度,液氨流經(jīng)過(guò)冷凝器后進(jìn)人蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器人口處與氫氣相遇,由于氫氣分壓力高,氨氣分壓力低,因而液氨分子迅速向氫氣中擴(kuò)散,液氨蒸發(fā)擴(kuò)散過(guò)程中,從冰箱內(nèi)部吸取熱量,達(dá)到制取冷量的目的。開(kāi)始時(shí),由于氫,氨混合氣中氨氣分壓力較低,故蒸發(fā)溫度較低:隨著液氨不斯地蒸發(fā)與擴(kuò)散,混合氣中氫氣分壓力緩緩上升,蒸發(fā)溫度隨之升高,由于含氨較多的低溫氫氨混合氣密度較大,在重力作用下經(jīng)下部氣體熱交換器進(jìn)人儲(chǔ)液器,然后由吸收器下部向上流動(dòng),與自上而下的稀溶液接觸,氨氣不斯地被稀溶液吸收。氫氣因不溶解于水,密度又小,因而從吸收器上部上升,經(jīng)氣體悠交換器降溫后進(jìn)人蒸發(fā)器入口·,循環(huán)重新開(kāi)始。

為了提高吸收擴(kuò)散式制冷機(jī)的熱效率,必須選擇適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)參數(shù),合理地設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),使發(fā)生,冷凝,吸收,蒸發(fā)及溶液熱交換等各個(gè)過(guò)程均處于最佳狀態(tài)。正確選取保溫材料和保溫層厚度,設(shè)法或少冰箱門(mén)封的漏熱損失。

發(fā)生器要求稀熱損失少,被氨提升速度快,氨蒸氣發(fā)生量大,帶人精窗器的水蒸氣少,正確設(shè)計(jì)氣泡泵對(duì)機(jī)器的效率尤為重要,影響它的因素除發(fā)生器本身結(jié)構(gòu)外,主要還有熱源加熱量,管長(zhǎng),管徑和濃度等,圖68所示的發(fā)生器結(jié)構(gòu)稱(chēng)為三套管式,它的主要特點(diǎn)是提升管(氣泡泵)位于發(fā)生器內(nèi)部,最外層為稀溶液,中聞是濃溶液,提升管插入其中,這樣,套管本身形成保溫層,減少熱量損失,面且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,焊口較少,提升速度穩(wěn)定,這種結(jié)構(gòu)已被廣泛采用。

熱源加熱量的多少對(duì)制冷量及制冷效率均有較大影響,加熱量少,產(chǎn)生的蒸氣量少,溶液循環(huán)量不夠:加熱量過(guò)多,發(fā)生量增大,除熱量損失增大外,蒸氣中夾帶的水蒸氣量增多,使精榴裝置不能適應(yīng),從而使冰箱藻發(fā)溫度升高,制冷量下降。

蒸發(fā)器通常分為低溫和高溫兩個(gè)部分,低溫蒸發(fā)器在頂部,因氨液人口處氨氣分壓力最小,蒸發(fā)溫度最低。蒸發(fā)器分成兩部分有利于冷量的充分利用和性能系數(shù)的提高。高,低溫蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)和面積大小對(duì)于產(chǎn)冷量在冷凍室和冷堿室之間的合理分配影響很大,蒸發(fā)器可以做成雙套管式結(jié)構(gòu),與氣體熱交換器連成一體,從吸收器返回的氫氣經(jīng)過(guò)下部氣體熱交換器。

冷藏室蒸發(fā)器,上部氣體熱交換器,冷凍室燕發(fā)器后,溫度大為降低,這樣,進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí)有利于冷凍室溫度的進(jìn)一步下降,為了增強(qiáng)吸收器的吸收效果,必須強(qiáng)化傳熱,使吸收時(shí)產(chǎn)生的熱量盡快地散到環(huán)境中去。

為此,除保證吸收器有足夠的散熱面積外,管內(nèi)外均可采用強(qiáng)化和擾動(dòng)措施,提高傳熱效果。

否則,不僅放氣范圍或少,而且未被吸收的氨氣返回蒸發(fā)器后,提高了氨蒸氣的分壓力,蒸發(fā)溫度提高,影響制冷效果。

電加熱吸收式冰箱由于性能系數(shù)較低(COP0,20,4),與同容積的壓縮式冰箱相比,它的耗電量大得多,因而使用受到很大的限制。但吸收式制冷的主要優(yōu)點(diǎn)之一恰恰在于可以利用多種能源,除電加熱外·尚可采用可燃?xì)怏w(如煤氣,液化石油氣,沼氣等),煤油、蜂窩煤,燃爐余熱等來(lái)加熱。太陽(yáng)能吸收式冰箱已有商品出售。因此研制和推廣多能源的吸數(shù)式冰箱是發(fā)展吸收式冰箱的重要途徑。


 
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