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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

   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)從儲液器出來的濃溶液經(jīng)溶液熱交換器到達發(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,剩余的溶液進一步變稀。從發(fā)生器出來的稀溶液,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,將熱量傳給由儲液器出來的濃溶液,使進入發(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,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(jīng)溶液熱交換器流入發(fā)生器。

氨、氫氣循環(huán)從氣泡泵出來離開發(fā)生器的氨氣中含有較多水分,在精餾器(又稱水分離器)內(nèi)液商因重力下降,氨露氣和水囊氣上丹時,因和外界環(huán)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(fā)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(jīng)過冷凝器后進人蒸發(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散,液氨蒸發(fā)擴散過程中,從冰箱內(nèi)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(fā)溫度較低:隨著液氨不斯地蒸發(fā)與擴散,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(jīng)氣體悠交換器降溫后進人蒸發(fā)器入口·,循環(huán)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?shù)臓顟B(tài)參數(shù),合理地設計整個系統(tǒng)的結構,使發(fā)生,冷凝,吸收,蒸發(fā)及溶液熱交換等各個過程均處于最佳狀態(tài)。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(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,正確設計氣泡泵對機器的效率尤為重要,影響它的因素除發(fā)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(fā)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(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,面且結構簡單,焊口較少,提升速度穩(wěn)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(chǎn)生的蒸氣量少,溶液循環(huán)量不夠:加熱量過多,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,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)器的結構和面積大小對于產(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構,與氣體熱交換器連成一體,從吸收器返回的氫氣經(jīng)過下部氣體熱交換器。

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,進入蒸發(fā)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(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(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(shù)式冰箱是發(fā)展吸收式冰箱的重要途徑。


 
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