【正文】 w1) W/m2 式中： tw — 固體壁表面溫度， ℃； α — 換熱系數(shù)，表示對流換熱過程的強(qiáng)弱。 3） 熱輻射 傳導(dǎo)和對流都是以冷熱物體的直接接觸來傳遞熱量的，熱輻射則不同，它依靠物體表面對外發(fā)射可見和不可見的射線（電磁波，或者說光子）傳遞熱量。 在制冷空調(diào)中，由于物體的溫度相對較低 ，熱輻射量很小，實(shí)際中都忽略不計(jì)。熱交換器的種類很多，使用的場合不同，換熱的介質(zhì)不同，選用的熱交換器的形式也不同。 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。如上圖所示，介質(zhì) A在管內(nèi)流動，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。 在吸收式機(jī)組中，溶液熱交換器即為這種殼管式換熱器。 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。加熱流體和被加熱流體分別流過平板的兩側(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，加熱流體由上向下流動，形成逆向流動，傳熱效率高。在吸收式機(jī)組中，溶液對鋼板的腐蝕會生成沉淀物，進(jìn)而形成阻塞物，因此，對制冷機(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。因此，通過比較換熱介質(zhì)的溫差就可以了解換熱器的性能和換熱 量的大小。對數(shù)平均溫差的計(jì)算較為復(fù)雜，這里不做介紹。在國內(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。常用的為 10 號和 0 號柴油。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。 煙臺荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 3） 凝固點(diǎn) 輕柴油牌號不同，凝固點(diǎn)也不同。 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。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。 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。隨著西氣東輸工程的進(jìn)行，天然氣的使用會越來越普遍。 2） 城市煤氣 大多數(shù)城市中，使用的仍是城市煤氣。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。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。它的化學(xué)性質(zhì)與食鹽（ NaCl）很相似。溴化鋰溶液為無色透明液體，無毒，入口有咸苦味，濺在皮膚上微癢。常溫下的溶解度 約為60%。 物質(zhì)的溶解度與溫度有很大關(guān)系。這也是溴化鋰吸收式機(jī)組運(yùn)行中常說的結(jié)晶現(xiàn)象。 2． 1． 2 密度 溴化鋰溶液的密度與溫度和濃度（ ξ ）有關(guān)。 由于溶液的濃度只與密度、溫度有關(guān)，因此，在測得溶液的密 度、溫度后即可確定溶液的濃度。 由于這一特性，溴化鋰溶液不允許長時(shí)間暴露在大氣中，否則其濃度、成份將發(fā)生改變。 煙臺荏原空調(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)。溫度不變時(shí)，隨濃度的增大而增大。 表面張力越小，則噴淋出的液滴越細(xì)小，而且溶液 在管簇上會很快地展開成膜狀，可大大增加溶液與蒸汽的接觸面積，提高溶液對冷劑蒸汽的吸收效果，進(jìn)而提高制冷量。 2． 2 溴化鋰溶液的腐蝕性和緩蝕劑 2． 2． 1 溶液的對金屬發(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） 溶液的酸堿度 當(dāng)溶液的 pH 值小于 7 時(shí)，溶液呈酸性，對金屬的腐蝕嚴(yán)重。 3） 溶液的濃度 在真空狀態(tài)下，溶液對金屬的腐蝕率與濃度無關(guān)。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。鉻酸鋰為黃色液體，對環(huán)境有毒害作用，使用的廠家已不多。 2）緩蝕劑的添加 溶液中緩蝕劑過多或過少都將影響保護(hù)膜的形成效果。 煙臺荏原空調(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）的原理來進(jìn)行制冷。而吸收式制冷機(jī)則利用吸收劑來吸收蒸發(fā)后的冷劑蒸汽，由此產(chǎn)生下一次新的蒸發(fā)。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。 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 無毒性、無腐蝕性、使用方便 但由于在大氣狀態(tài)下，水在 0℃結(jié)冰， 100℃沸騰。 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。 煙臺荏原空調(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)。 〈圖 2〉的狀態(tài)雙方分子數(shù)相等，稱為飽和狀態(tài)。工質(zhì)不同，其飽和曲線也不同。 在制冷機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，冷劑液體一直保持在飽和狀態(tài)之前的〈圖 1〉和〈圖 3〉的狀態(tài)，蒸發(fā)和冷凝反復(fù)進(jìn)行；停止后，即變?yōu)椤磮D 2〉狀態(tài) 飽和狀態(tài)。而如果壓力降到 7 mmHg，水的開始蒸發(fā)、沸騰溫度則約為 7℃，這時(shí)的水即可用來制冷。由液態(tài)轉(zhuǎn)變到氣態(tài)， 蒸發(fā) 圖 1 飽和 圖 1 冷凝 圖 3 壓力 溫度 低 高 高 低 水的飽和溫度和壓 力曲線 煙臺荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 工質(zhì)就必須吸收熱量；由氣態(tài)轉(zhuǎn)變到液態(tài)就要放出熱量。工質(zhì)的飽和狀態(tài)不同，所蘊(yùn)涵的潛熱也不同。 與潛熱相對的是工質(zhì)的顯熱。 例： 0℃時(shí)水的潛熱為： 2501 KJ/Kg； 0℃的水變?yōu)?100℃的水的顯熱為 420 KJ/Kg。但如何使水形成和保持在 7 mmHg 的壓力下，是用水作為制冷劑的關(guān)鍵。 如上圖所示，向充分抽過氣的容器內(nèi)注入水，容器上的閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，容器內(nèi)的水就與 周圍環(huán)境溫度相平衡，從真空壓力計(jì)上可以讀出容器內(nèi)的壓力，相當(dāng)于在環(huán)境溫度下容器內(nèi)水的飽和壓力。起動真空泵，抽出容器內(nèi)的水蒸汽，容器內(nèi)壓力下降，飽和狀態(tài)變?yōu)椴伙柡蜖顟B(tài)，就有部分水由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)。 假設(shè)外部的熱量不能進(jìn)入容器內(nèi)，那么，如果繼續(xù)抽真空，容器內(nèi)的壓力不斷降低， 溫度也不斷下降，最終容器內(nèi)的水就會結(jié)冰。 1） 由于容器內(nèi)蒸發(fā)的水蒸汽被排到大氣中，必須以某種方式加以補(bǔ)充。必須頻繁更換真空泵油、對真空泵進(jìn)行保養(yǎng)。 煙臺荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 3． 5 溴化鋰溶液對水蒸汽的吸收 由溴化鋰水溶液的溫度 — 壓力曲線可知， ① 溫度相同的水和一定濃度的溴化鋰水溶液的飽和蒸汽壓力比較，溶液的蒸汽壓力較低。 ③ 蒸 汽壓力相同的情況下，水的溫度低于溶液的溫度。 在兩容器中分別注入水和溴化鋰溶液，如下圖所示放置。 煙臺荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 在這種狀態(tài)下，打開閥門，由于蒸汽壓力的壓差使水蒸汽從容器 E（水）流向容器 A（溶液）。 ② E 中的水將開始蒸發(fā)，蒸發(fā)的水帶走的熱 量使得 E 中的溫度下降。 ③ 隨著 A 中溶液濃度的降低使得所對應(yīng)的飽和壓力上升；溶液溫度的上升使得 A 中的壓力進(jìn)一步升高。 因此，利用溴化鋰溶液作為吸收劑也可以產(chǎn)生制冷效果。 3． 6 吸收作用的維持 為了維持制冷 效果，就必須保持容器 A 中溶液的吸收作用。也就是說，如果能維持水和溶液的壓力差，就能使保持溶液的吸收作用、水蒸發(fā)作用的持續(xù)。那么為了維持壓力差，即吸收作用，就只能在容器 A 側(cè)作出對策，也就是說需要降低溶液的溫度和控制溶液的濃度。但如何控制溶 液的濃度呢？ 控制溶液濃度下降的方法有兩個(gè)： 一個(gè)是不吸收來自容器 E 的水蒸氣；再一個(gè)是把吸收了的水分排出來。 如下圖所示，另外準(zhǔn)備一個(gè)容器 G，將濃度下降的溶液用泵輸送到該容器中，并用外部熱源加熱，使溶液中的水分蒸發(fā)出來，就可以恢復(fù)溶液原來的濃度。 通過以上操作，就可以抑制容器 A 中壓力的上升，保持溶液的吸收作用。但，容器 E 中的水是 有限的，如果要連續(xù)蒸發(fā)，就必須解決水的補(bǔ)充問題。因此，使容器 G 中的水蒸氣變?yōu)橐后w的水，然后流向容器 E 就成為最佳方案。容器 G 和容器 C 用配管連接，在容器 C 中通冷卻水來冷凝從容器 G 來的水蒸汽，使之變?yōu)橐簯B(tài)的水。這些水再次在容器 E 中蒸 發(fā)，被容器 A 吸收。 以上即為吸收式制冷的最基本的原理。 1）溶液熱交換器 吸收容器 E 的蒸汽后、濃度下降了的溶液（以下簡稱稀溶液），從容器 A 送到容器 G，在容器 G 中被加熱、濃縮。 另一方面，容器 G 中被加熱、濃縮了的溶液（以下簡稱濃溶液）返回容器 A，再次從容器 E 中吸收蒸汽，最好能降低溶液的溫度。 象這樣，一面要升高溫度、另一面又要降低溫度，能有這樣功能的設(shè)備就是熱交換器。因此，可以大大降低外界能量的消耗。另外，用冷卻水冷卻時(shí)，由于不管怎樣冷卻，溶液底部也不能吸收蒸汽，所以是一種浪費(fèi)。將流動著冷卻水的換熱管安裝在液面上，使溶液通過噴嘴噴淋在這些換熱管上。因此，在實(shí)際制造的吸收式制冷機(jī)中，設(shè)置了用于噴淋的泵，或設(shè)法采用取代噴淋泵的裝置。但在液面以下 h（ mm）深度，其壓力 PE1 又為多少呢。 因此，在容器 E 中也采用了容器 A 的噴淋結(jié)構(gòu)，消除液體壓力的影響，增加了換熱面積。 3． 9 吸收式制冷機(jī)各組成的名稱 1）蒸發(fā)器 容器 E 中的水是用來蒸發(fā)制冷的，稱為冷劑水；容器 E 稱為蒸發(fā)器（ Evaporator）。 2）吸收器 容器 A 是溶液吸收冷劑蒸汽的地方，稱為吸收器（ Absorber），用符號“ A”表示。 4）冷凝器 容器 C 是用來冷凝發(fā)生器來的冷劑蒸汽的，稱為冷凝器（ Condenser），用符號“ C”表示。 吸收器內(nèi)用于噴淋的泵，稱為溶液噴淋泵（ Solution Spray Pump），用“ SSP”表示。 6）熱交換器 煙臺荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 在吸收式機(jī)組中，一般有溫度較低的低溫?zé)峤粨Q器和溫度較高的高溫?zé)峤粨Q器。 煙臺荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 4． 吸收式制冷機(jī)的分類和結(jié)構(gòu) 4． 1 吸收式制冷機(jī)的分類 1） 按用途分 冷水機(jī)組： 提供冷水（夏季的空調(diào)水） 冷溫水機(jī)組：可提供冷水和溫水（夏季的空調(diào)水和冬季的供暖水） 熱泵機(jī)組： 吸收低溫?zé)嵩吹臒崃?，供?yīng)高溫水或蒸汽 2） 按驅(qū)動熱源的種類分 蒸汽型： 以高溫蒸汽的潛熱為驅(qū)動熱源 直燃型： 以燃料的燃燒產(chǎn)生的熱為驅(qū)動熱源 熱水型： 以熱水的顯熱為熱源 3） 按熱源的利用方式分 單效型： 驅(qū)動熱源在機(jī)內(nèi)被直接利用一次 雙效型： 驅(qū)動熱源在 機(jī)內(nèi)被直接和間接地二次利用 多效型： 驅(qū)動熱源在機(jī)內(nèi)被直接和間接地多次利用 4） 按溶液的循環(huán)流程分 串聯(lián)方式：溶液先進(jìn)入高溫發(fā)生器，再進(jìn)入低溫發(fā)生器，然后回流到吸收器 并聯(lián)方式：溶液同時(shí)進(jìn)入高溫發(fā)生器和低溫發(fā)生器，然后回流到吸收器 串并聯(lián)方式：溶液同時(shí)進(jìn)入高溫發(fā)生器和低溫發(fā)生器，流出高溫發(fā)生器的溶液再進(jìn)入低溫發(fā)生器，然后回流到吸收器 5） 按機(jī)組的結(jié)構(gòu)分 單筒型： 機(jī)組的主要部件布置在一個(gè)筒體內(nèi) 雙筒型： 機(jī)組的主要部件布置在二個(gè)筒體內(nèi) 多筒型： 機(jī)組的主要部件布置在三個(gè)或三個(gè)以上的筒體內(nèi) 4． 2 吸收式制 冷機(jī)的結(jié)構(gòu) 4． 2． 1 熱水單效型吸收式制冷機(jī) 煙臺荏原空調(diào)設(shè)備有限公司 PM002/0 下圖即為蒸汽單效型機(jī)組的結(jié)構(gòu)示意圖。 1） 單效機(jī)的主要部件及功能 蒸發(fā)器：冷劑水在其中蒸發(fā)，制取冷水。 發(fā)生器：用蒸汽或高溫水加熱稀溶液，使之濃縮并產(chǎn)生冷劑蒸汽。 溶液熱交換器：濃溶液和稀溶液在其中進(jìn)行熱交換，提高性能系數(shù)。 抽氣裝置：抽出機(jī)內(nèi)的不凝性氣體。 2） 溶液流程 單效吸收式機(jī)組的循環(huán)方式比較簡單。 來自發(fā)生器的溫度較高的冷劑蒸汽在冷凝器中被冷凝后形成液態(tài)冷劑水進(jìn)入蒸發(fā)器；蒸發(fā)器 中的冷劑水被冷劑泵均勻地噴淋在蒸發(fā)器的管簇上，吸收管內(nèi)水的熱量后蒸發(fā)，又形成低溫的冷劑蒸汽被吸收器中噴淋的濃溶液吸收。與單效機(jī)相比，雙