【正文】 m2 式中： F：傳熱面積， m2 ； δ：壁厚， m ； λ：導(dǎo)熱系數(shù)，表示材料導(dǎo)熱能力的大小，材料不同導(dǎo)熱系數(shù)也不同。W/m℃ 。 關(guān)于導(dǎo)熱系數(shù)： 導(dǎo)熱系數(shù)是物質(zhì)的一個(gè)重要的熱物性參數(shù)。工程計(jì)算中采用的導(dǎo)熱系數(shù)一般由試驗(yàn)測(cè)得。一般而言，金屬比非金屬具有較高的導(dǎo)熱性能；物質(zhì)的固相比它們相應(yīng)的液相具有較高的導(dǎo)熱性能，液相比氣相具有較高的 導(dǎo)熱系數(shù)。更詳細(xì)的資料可查閱相關(guān)文獻(xiàn)。 2） 熱對(duì)流 依靠流體的運(yùn)動(dòng)，把熱量由一處傳遞到另一處的現(xiàn)象，稱為熱對(duì)流，它是傳熱的另一 λδ λδ 墻壁的散熱 對(duì)流 對(duì)流 輻射 輻射 傳導(dǎo) 墻 δ tw2 tw1 t1 t2 Q 煙臺(tái)荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 種基本方式。若熱對(duì)流過(guò)程中單位時(shí)間通過(guò)單位面積有質(zhì)量為 m的流體由溫度 t1 的地方流到 t2 處，則熱對(duì)流傳遞的熱量為： q = m cp (t2 t1) W/m2 因?yàn)橛袦囟炔睿瑹釋?duì)流又必然同時(shí)伴隨熱傳導(dǎo)。而且工程上遇到的實(shí)際傳熱問(wèn)題都是流體與固體壁直接接觸時(shí)的換熱，因此傳熱學(xué)把流體與固體壁間的換熱稱為對(duì)流換熱。與熱對(duì)流不同的是，對(duì)流換熱過(guò)程既有熱對(duì) 流作用，也有熱傳導(dǎo)作用。對(duì)流換熱的公式為： q = α ( t1 – tw1) W/m2 式中： tw — 固體壁表面溫度， ℃； α — 換熱系數(shù)，表示對(duì)流換熱過(guò)程的強(qiáng)弱。 對(duì)流換熱系數(shù)受多項(xiàng)因素的影響，計(jì)算也比較復(fù)雜，非專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員可不必接觸。 3） 熱輻射 傳導(dǎo)和對(duì)流都是以冷熱物體的直接接觸來(lái)傳遞熱量的，熱輻射則不同，它依靠物體表面對(duì)外發(fā)射可見(jiàn)和不可見(jiàn)的射線（電磁波，或者說(shuō)光子）傳遞熱量。 物體的輻射能力與其表面性質(zhì)及溫度有關(guān)。 在制冷空調(diào)中，由于物體的溫度相對(duì)較低 ，熱輻射量很小，實(shí)際中都忽略不計(jì)。 1． 2． 2 傳熱方程 由以上可知，墻壁的換熱可由 3 個(gè)方程式?jīng)Q定 q = （ tw1 – tw2） q = α 1 ( t1 – tw1 ) q = α 2 (tw2 – t2) 在穩(wěn)定情況下，熱量的傳遞是相等的，因此合并以上 3 個(gè)方程式，消去壁面溫度，可以得到： t1 – t2 = q（ 1/α 1 + δ /λ + 1/α 2） 式中，（ 1/α 1 + δ /λ + 1/α 2 ）稱為總熱 阻，總熱阻的倒數(shù)稱為傳熱系數(shù) K，因此，傳熱方程可寫(xiě)為： q = K （ t1 – t2） λδ 煙臺(tái)荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 1． 3 熱交換器 熱量的交換離不開(kāi)熱交換器。熱交換器的種類(lèi)很多，使用的場(chǎng)合不同，換熱的介質(zhì)不同，選用的熱交換器的形式也不同。在制冷設(shè)備中，主要使用殼管式換熱器和板式換熱器。 1． 3． 1 殼管式換熱器 殼管式換熱器主要使用在液體與液體之間的換熱。 殼管式換熱器分為管程和殼程，分別循環(huán)有兩種介質(zhì) A 和 B。如上圖所示，介質(zhì) A在管內(nèi)流動(dòng)，稱為管程，介質(zhì) A 從一端流至另一端為一個(gè)流程；為了得到需要的換熱效果，一般要設(shè)計(jì)成幾個(gè)流程。介質(zhì) B 在換熱管外、殼體內(nèi)流動(dòng)，稱為殼程；為了增強(qiáng)換熱，在殼程內(nèi)每隔一定距離安裝有折流板，以增加介質(zhì) B 的擾動(dòng)和行程。 在吸收式機(jī)組中，溶液熱交換器即為這種殼管式換熱器。蒸發(fā)器、冷凝器、吸收器、低溫發(fā)生器因?yàn)閾Q熱介質(zhì)種類(lèi)的不同，使用了改進(jìn)型的殼管式換熱器。 1． 3． 2 板式換熱器 板式換熱器也主要用于液體與液體之間的換熱，是一種新型、高效的換熱器。 在換熱器中，不銹鋼平板被壓制成特殊形狀，多層平壓在一起，板與板之間有空隙， 介質(zhì) A 進(jìn) 介質(zhì) A 出 介質(zhì) B 進(jìn) 介質(zhì) B 出 煙臺(tái)荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 可讓流體 流過(guò)。加熱流體和被加熱流體分別流過(guò)平板的兩側(cè)，這樣，每一片平板都是一個(gè)熱交換面，傳熱面積大；另外，被加熱流體由下向上流動(dòng)，加熱流體由上向下流動(dòng)，形成逆向流動(dòng)，傳熱效率高。 但，由于板與板之間空隙很小，一旦液體中含有較大的贓物就很容易堵塞。在吸收式機(jī)組中，溶液對(duì)鋼板的腐蝕會(huì)生成沉淀物，進(jìn)而形成阻塞物，因此，對(duì)制冷機(jī)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝以及日常的維護(hù)保養(yǎng)提出了更高的要求。 1． 3． 3 換熱溫差 在換熱器和換熱介質(zhì)確定的情況下，換熱量的大小和換熱介質(zhì)的溫差成正比。因此，通過(guò)比較換熱介質(zhì)的溫差就可以了解換熱器的性能和換熱 量的大小。 傳熱溫差的計(jì)算有平均溫差和對(duì)數(shù)平均溫差。對(duì)數(shù)平均溫差的計(jì)算較為復(fù)雜，這里不做介紹。平均傳熱溫差的計(jì)算為： Δ T = （ t1i + t1o） / 2 – ( t2o + t2i ) / 2 式中 t1i 、 t1o 為高溫流體的進(jìn)出口溫度 t2i 、 t2o 為低溫流體的進(jìn)出口溫度 1． 4 直燃機(jī)的燃料 直燃機(jī)可采用液體和氣體兩種燃料。在國(guó)內(nèi)，液體燃料主要為輕柴油，氣體燃料主要為城市煤氣、天然氣和液化石油氣。 1． 4． 1 國(guó)產(chǎn)輕柴油 的主要特性 1） 牌號(hào) 國(guó)產(chǎn)輕柴油共有 6 個(gè)牌號(hào)： 10 號(hào)、 0 號(hào)、 10 號(hào)、 20 號(hào)、 35 號(hào)、 50 號(hào)，是以柴油的凝固點(diǎn)區(qū)分的。常用的為 10 號(hào)和 0 號(hào)柴油。 2） 粘度 柴油的粘度與溫度有很大關(guān)系，溫度越高粘度越低。粘度的變化又直接影響燃燒器的噴油量，進(jìn)而排煙成分也將發(fā)生變化。因此，在不同的季節(jié)，需要對(duì)排煙成分進(jìn)行重新調(diào)整。 煙臺(tái)荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 3） 凝固點(diǎn) 輕柴油牌號(hào)不同，凝固點(diǎn)也不同。夏季可以使用 0 號(hào)柴油，但在冬季必須更換為 10 號(hào)柴油。 4） 發(fā)熱量 發(fā)熱量指燃燒單位重量或體積的燃料所放出的熱量。包括高位發(fā)熱量和低位發(fā)熱量。高位發(fā)熱量要包括燃燒時(shí) 產(chǎn)生的水蒸汽凝結(jié)后的凝結(jié)熱。由于直燃機(jī)的排煙溫度都大于 100℃ ，所以直燃機(jī)利用的熱量?jī)H指低位發(fā)熱量。 1． 4． 2 氣體燃料 1） 天然氣 主要成分為甲烷（ CH4），是一種優(yōu)質(zhì)的氣體燃料，發(fā)熱量大，燃燒后的主要成分為水蒸氣和 CO2。天然氣主要集中在西南、陜甘寧、新疆和華北油田地區(qū)。隨著西氣東輸工程的進(jìn)行，天然氣的使用會(huì)越來(lái)越普遍。近年發(fā)現(xiàn)的渤海天然氣田，將給渤海周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)提供強(qiáng)大動(dòng)力。 2） 城市煤氣 大多數(shù)城市中，使用的仍是城市煤氣。由于城市煤氣大多為人工制成，與天然氣相比，成分較為復(fù)雜，發(fā)熱量也低。直燃機(jī)使用的煤氣主要有 固體燃料干餾煤氣、固體燃料氣化煤氣和高爐煤氣。 3） 液化石油氣 開(kāi)采和煉制石油過(guò)程中的副產(chǎn)品，發(fā)熱量很高，穩(wěn)壓后可作為直燃機(jī)的燃料使用。但由于該氣體的比重大于空氣，直燃機(jī)不能放置在地下室中使用。 煙臺(tái)荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 2．溴化鋰溶液的性質(zhì) 溴化鋰溶液是由固體溴化鋰（ LiBr）溶解于水而成的。它的化學(xué)性質(zhì)與食鹽（ NaCl）很相似。在大氣中不變質(zhì)、不分解、不揮發(fā)，是一種穩(wěn)定的物質(zhì)。溴化鋰溶液為無(wú)色透明液體，無(wú)毒，入口有咸苦味，濺在皮膚上微癢。 2． 1 溴化鋰溶液的物理性質(zhì) 2． 1． 1 溶解度 溴化鋰極易溶解于水。常溫下的溶解度 約為60%。 物質(zhì)溶解度是指在一定溫度下，一定量的水溶液中對(duì)該物質(zhì)的最大溶解量，此時(shí)的溶液也稱為飽和溶液。 物質(zhì)的溶解度與溫度有很大關(guān)系。由于溴化鋰溶液有一定的溶解度，若將飽和溶液中的水分蒸發(fā)（濃縮）或降低溶液的溫度就會(huì)有溴化鋰晶體析出。這也是溴化鋰吸收式機(jī)組運(yùn)行中常說(shuō)的結(jié)晶現(xiàn)象。右圖即為溴化鋰溶液的結(jié)晶曲線。 2． 1． 2 密度 溴化鋰溶液的密度與溫度和濃度（ ξ ）有關(guān)。當(dāng)溫度一定時(shí)，隨著濃度的增大，其密度也增大；如濃度一定，則隨著溫度的升高，其密度減小。 由于溶液的濃度只與密度、溫度有關(guān)，因此，在測(cè)得溶液的密 度、溫度后即可確定溶液的濃度。 2． 1． 3 強(qiáng)吸濕性 溴化鋰溶液具有很強(qiáng)的吸濕性，這也是它被用在吸收式機(jī)組中的最主要的原因。 由于這一特性，溴化鋰溶液不允許長(zhǎng)時(shí)間暴露在大氣中，否則其濃度、成份將發(fā)生改變。 另外，不要用手直接接觸溶液，也不要使溶液濺到皮膚上，更不要濺到眼睛里。 煙臺(tái)荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 2． 1． 4 表面張力 溴化鋰溶液的表面張力與溶液溫度和濃度有關(guān)。濃度不變時(shí)，隨溫度的升高而降低。溫度不變時(shí)，隨濃度的增大而增大。吸收器中噴淋在吸收器管簇上的溶液濃度較高，溶液的表面張力也較大。 表面張力越小，則噴淋出的液滴越細(xì)小，而且溶液 在管簇上會(huì)很快地展開(kāi)成膜狀，可大大增加溶液與蒸汽的接觸面積，提高溶液對(duì)冷劑蒸汽的吸收效果，進(jìn)而提高制冷量。 為了減小溶液表面張力，一方面可以在溶液中添加表面活性劑以提高傳熱和傳質(zhì)的效果，另一方面可以降低噴淋溶液的濃度；在吸收式機(jī)組中兩方面都已經(jīng)采用，從而提高了機(jī)組的性能。 2． 2 溴化鋰溶液的腐蝕性和緩蝕劑 2． 2． 1 溶液的對(duì)金屬發(fā)生腐蝕的原因 正常使用的溴化鋰溶液是一種堿性鹽溶液，金屬鐵、銅在堿性溶液中通常進(jìn)行下列化學(xué)反應(yīng)： 2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe (OH)2 4Fe (OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe (OH)3 4Cu + O2 = 2 Cu2O 2Cu2O + 4H2O + O2 = 4 Cu (OH)2 進(jìn)行以上反應(yīng)的條件是必須有氧氣的存在，因此，保證機(jī)組的氣密性，隔絕氧氣是最根本的防腐措施。 2． 2． 2 影響溴化鋰溶液對(duì)金屬腐蝕的因素 1） 溶液的溫度 很多研究試驗(yàn)已經(jīng)證明，當(dāng)溶液溫度低于 165℃ 時(shí)，溶液溫度對(duì)金屬的腐蝕影響不大；而當(dāng)溶液溫度超過(guò) 165℃時(shí)，溶液對(duì)碳鋼和紫銅的腐蝕 性急劇增大。 2） 溶液的酸堿度 當(dāng)溶液的 pH 值小于 7 時(shí)，溶液呈酸性，對(duì)金屬的腐蝕嚴(yán)重。試驗(yàn)表明，當(dāng)溶液 煙臺(tái)荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 的 pH 值在 ~ 范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)金屬的腐蝕率最小，因此，吸收式機(jī)組中的溶液都調(diào)整為堿性。 3） 溶液的濃度 在真空狀態(tài)下，溶液對(duì)金屬的腐蝕率與濃度無(wú)關(guān)。 2． 2． 3 緩蝕劑 1）緩蝕劑的種類(lèi) 為了抑制溶液對(duì)金屬鐵的腐蝕，除了盡可能隔絕空氣外，在溶液中添加一定量的緩蝕劑也是抑制腐蝕發(fā)生的有效措施。這是因?yàn)榫徫g劑可以使得金屬表面產(chǎn)生一層致密的保護(hù)膜，從而阻止溶液與鋼板的直接接觸，達(dá)到防腐的目的。 目前在吸 收式機(jī)組中最常用的緩蝕劑有鉻酸鋰、鉬酸鋰。鉻酸鋰為黃色液體，對(duì)環(huán)境有毒害作用，使用的廠家已不多。鉬酸鋰為無(wú)色液體，對(duì)環(huán)境無(wú)害，已被技術(shù)先進(jìn)的廠家采用。 2）緩蝕劑的添加 溶液中緩蝕劑過(guò)多或過(guò)少都將影響保護(hù)膜的形成效果。另外，隨著機(jī)組的運(yùn)行，緩蝕劑會(huì)逐漸消耗，因此，定期、及時(shí)的添加緩蝕劑是保證機(jī)組正常運(yùn)行的重要保養(yǎng)手段。 煙臺(tái)荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 3．吸收式制冷原理 現(xiàn)在廣泛使用的制冷機(jī)幾乎都是在一定的條件下，將稱為“制冷劑”的液體蒸發(fā)，利用液體蒸發(fā)時(shí)要吸熱（汽化熱）的原理來(lái)進(jìn)行制冷。 帶有壓縮機(jī)的制冷機(jī)是由壓縮機(jī)將汽化后 的冷劑蒸汽吸入后壓縮，然后進(jìn)行下一次的蒸發(fā)。而吸收式制冷機(jī)則利用吸收劑來(lái)吸收蒸發(fā)后的冷劑蒸汽，由此產(chǎn)生下一次新的蒸發(fā)。 吸收式制冷機(jī)中用的冷劑主要有氨和水，所對(duì)應(yīng)的吸收劑分別為水和溴化鋰溶液。由于氨具有工作壓力高、有毒性及腐蝕性等原因，目前已基本不用?，F(xiàn)在市場(chǎng)上講的吸收式制冷機(jī)一般是指溴化鋰 水制冷機(jī)。 3． 1 水的性質(zhì) 水作為冷劑在眾多的液體中，有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 價(jià)格便宜 容易得到 無(wú)毒性、無(wú)腐蝕性、使用方便 汽化潛熱大。 但由于在大氣狀態(tài)下，水在 0℃結(jié)冰， 100℃沸騰。因此，利用大氣壓狀態(tài)下 水的汽化熱進(jìn)行制冷是不可能的。 3． 2 水的飽和狀態(tài) 如下圖所示，在一未裝滿水的封閉容器內(nèi)，容器的下部為液體的水，上部為氣體的水蒸汽。雙方的水分子相互激烈地作用，從液體的水中一部分分子變成水蒸汽脫出，另一方面，蒸汽分子的一部分液化后返回水中。 煙臺(tái)荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 〈圖 1〉是指從水中汽化脫出變成水蒸汽的分子數(shù)多于水蒸汽中液化返回水中的分子數(shù)，這種情況稱為蒸發(fā)狀態(tài)。