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氨水溶液的循環及氨、氫氣循環的原理及特點

   2022-03-17 584
核心提示:氨水溶液的循環及氨、氫氣循環的原理

氨水溶液的循環從儲液器出來的濃溶液經溶液熱交換器到達發生器,在發生器中被電熱器(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,經發生器的外套管,被進一步加熱,溶液溫度繼續上升,使更多的氨蒸氣從溶液中排出,剩余的溶液進一步變稀。從發生器出來的稀溶液,借助于發生器頂部與吸收器之間的高度差,經溶液熱交換器的內管流到吸收器上端。與此可時,將熱量傳給由儲液器出來的濃溶液,使進入發生器的濃溶液的溫度升高。稀溶液由吸收器上端向下流動,與從儲液器頂部出來的逆流而上的氫,氨混合氣接觸,吸收其中的氨氣,使溶液濃度不新增加,出吸收器后流人儲液器,又重新經溶液熱交換器流入發生器。

氨、氫氣循環從氣泡泵出來離開發生器的氨氣中含有較多水分,在精餾器(又稱水分離器)內液商因重力下降,氨露氣和水囊氣上丹時,因和外界環境空氣進行熱交換,溫度降低,更多的水蒸氣從氨蒸氣中析出,凝為水珠流回發生器。濃度較高的氨蒸氣出精縮器后流人帶有翅片的風冷冷凝器,在空氣的冷卻下,氨氣凝結成液體,依微冷凝器本身的順斜度,液氨流經過冷凝器后進人蒸發器,在蒸發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散,液氨蒸發擴散過程中,從冰箱內部吸取熱量,達到制取冷量的目的。開始時,由于氫,氨混合氣中氨氣分壓力較低,故蒸發溫度較低:隨著液氨不斯地蒸發與擴散,混合氣中氫氣分壓力緩緩上升,蒸發溫度隨之升高,由于含氨較多的低溫氫氨混合氣密度較大,在重力作用下經下部氣體熱交換器進人儲液器,然后由吸收器下部向上流動,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,經氣體悠交換器降溫后進人蒸發器入口·,循環重新開始。

為了提高吸收擴散式制冷機的熱效率,必須選擇適當的狀態參數,合理地設計整個系統的結構,使發生,冷凝,吸收,蒸發及溶液熱交換等各個過程均處于最佳狀態。正確選取保溫材料和保溫層厚度,設法或少冰箱門封的漏熱損失。

發生器要求稀熱損失少,被氨提升速度快,氨蒸氣發生量大,帶人精窗器的水蒸氣少,正確設計氣泡泵對機器的效率尤為重要,影響它的因素除發生器本身結構外,主要還有熱源加熱量,管長,管徑和濃度等,圖68所示的發生器結構稱為三套管式,它的主要特點是提升管(氣泡泵)位于發生器內部,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,面且結構簡單,焊口較少,提升速度穩定,這種結構已被廣泛采用。

熱源加熱量的多少對制冷量及制冷效率均有較大影響,加熱量少,產生的蒸氣量少,溶液循環量不夠:加熱量過多,發生量增大,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,從而使冰箱藻發溫度升高,制冷量下降。

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

冷藏室蒸發器,上部氣體熱交換器,冷凍室燕發器后,溫度大為降低,這樣,進入蒸發器時有利于冷凍室溫度的進一步下降,為了增強吸收器的吸收效果,必須強化傳熱,使吸收時產生的熱量盡快地散到環境中去。

為此,除保證吸收器有足夠的散熱面積外,管內外均可采用強化和擾動措施,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器后,提高了氨蒸氣的分壓力,蒸發溫度提高,影響制冷效果。

電加熱吸收式冰箱由于性能系數較低(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點之一恰恰在于可以利用多種能源,除電加熱外·尚可采用可燃氣體(如煤氣,液化石油氣,沼氣等),煤油、蜂窩煤,燃爐余熱等來加熱。太陽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式冰箱是發展吸收式冰箱的重要途徑。


 
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