烟台荏原用户培训手册吸收.docx

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烟台荏原用户培训手册吸收

前言P2

1．基础理论知识

1．1工质的状态参数P5

1．2传热学基础P6

1．3热交换器P9

1．4直燃机的燃料P11

2．溴化锂溶液的性质

2．1溴化锂溶液物理性质P13

2．2溴化锂溶液的腐蚀性和缓蚀剂P14

3．吸收式制冷原理

3．1水的性质P16

3．2水的饱和状态P16

3．3工质的显热与潜热P18

3．4利用水进行制冷P18

3．5溴化锂溶液对水蒸汽的吸收P20

3．6吸收作用的维持P22

3．7冷剂的再生P23

3．8吸收式制冷机的基本构成P24

3．9吸收式制冷机各组成的名称P26

4．吸收式制冷机的分类和结构

4．1吸收式制冷机的分类P28

4．2吸收式制冷机的结构P29

4．2．1蒸汽单效型吸收式制冷机P29

4．2．2蒸汽双效型吸收式制冷机P30

4．2．3直燃型吸收式冷温水机P33

4．2．4自动抽气装置P35

5．微机控制盘的操作方法

5．1控制盘面板P41

5．2显示项目表示详细P46

5．2．1状态表示P46

5．2．2个别表示P47

5．3其它P50

6．吸收式机组的自动控制

6．1安全保护系统P51

6．2容量控制系统P53

7．吸收式机组的运行与管理

7．1空调系统示意图-P55

7．2吸收式机组的运行P55

7．3运行管理

7．3．1抽气系统管理P58

7．3．2气密性管理P58

7．3．3溶液管理P59

7．3．4冷却水管理P59

7．3．5燃烧管理P60

8．典型故障的判断与处理

8．1发生故障后的处理方法P61

8．2常见故障及处理P61

8．3发生结晶后的处理P63

8．4异常停电后的处理P64

8．5冷水（或冷剂）低温低温的处理P64

9．吸收式机组的维护保养

9．1关于维护保养P65

9．2定期检查P65

9．3机组各部件的使用寿命P67

9．4敬请签订维护保养合同P70

附：

溴化锂溶液压力—浓度图P71

烟台荏原联络方式P72

前言

所谓制冷是指采用一定的方法，在一定时间内，使某一物体或空间达到比周围环境介质更低的温度，并维持在给定的温度范围内。

这里的环境介质指的是大自然中的水和空气。

为了达到制冷的目的就必须使用制冷机。

在大型中央空调中用的制冷机，其主要目的就是降低循环在空调系统中的水的温度，因此，中央空调主机又称冷水机组。

目前空调中用的冷水机组主要有压缩式冷水机组和吸收式冷水机组两大类。

压缩式冷水机组根据使用的压缩机的不同又可分为螺杆式冷水机组、活塞式冷水机组、离心式冷水机组等。

吸收式冷水机组根据所用介质的不同可分为氨水吸收式机组和溴化锂吸收式机组。

氨水吸收式机组由于“氨”容易爆炸并有毒性，在空调场合中没有得到发展。

目前讲到的吸收式冷水机组如没有特殊指明都是指溴化锂吸收式冷水机组。

1．吸收式制冷技术的发展

吸收式制冷机起源于美国，但由于美国的电力非常充足，吸收式机组没有得到重视和发展。

相反，在日本，由于政府能源政策的改变，吸收式制冷技术得到充分发展。

因此，可以说吸收式制冷技术起源于美国，发展于日本。

●1945年，美国开利公司制造出世界上第一台溴化锂吸收式制冷机组：

单效型，45万大卡。

●1959年，日本汽车制造株式会社（现川崎重工）生产出第一台大型吸收式冷水机组。

●1961年，美国斯太哈姆公司制造出第一台双效吸收式制冷机。

●1970年，荏原制作所生产出日本第一台吸收式热泵机组。

●1979年，荏原制作所开始生产中等冷量140~261KW直燃型吸收式冷温水机组。

●1987年，荏原制作所和三洋电机开始生产智能型吸收式冷温水机组。

2．吸收式制冷技术在中国的发展

1966年底由上海第一冷冻机厂、中国船舶工业总公司第七研究院第704研究所、合肥通用研究所与上海国棉12厂联合研制了中国第一台100万大卡蒸汽型单效吸收式冷水机组，开始了中国吸收式制冷技术的发展。

●1982年，开封通用机械厂试制成功中国第一台蒸汽双效吸收式制冷机组。

●1989年，上海第一冷冻机厂制造出第一台热水型吸收式制冷机。

●1992年，大连冷冻机厂与日本三洋电机（株）、日商岩井（株）合资成立大连三洋制冷有限公司，推出新型的吸收式机组。

●1993年，长沙远大开始生产直燃型吸收式冷温水机组。

●1997年，烟台冷冻机厂和荏原制作所合资成立烟台荏原空调设备有限公司，开始生产日本最新型的吸收式机组。

3．吸收式制冷机的优点

1）可以热能为动力，能源利用范围广。

2）运动部件少，运转平稳。

3）制冷剂为水，对环境无危害。

4）制冷量调节范围广，部分负荷特性优良。

5）对外界环境适应性强，应用范围广。

4．吸收式制冷技术的发展方向

1）新工质对的研究

寻找适应范围广、效率高的新工质对以代替现用LiBr-H2O工质对。

2）吸收循环的研究

采用特殊的溶液循环方式以提高制冷效率。

3）传热传质的研究

传热与传质是吸收式制冷技术的根本，加强传热、传质的研究可以从理论方面提高吸收式制冷技术。

4）智能控制方式的研究

采用先进的控制方式，使机组操作简便、运转可靠。

5．烟台荏原产品介绍

烟台荏原自成立以来，一直致力于将日本最好的制冷技术引进于中国，开始生产了日本荏原制作所最新型的吸收式冷水机组、模块式冷水机组和离心式冷水机组等。

●单效型冷水机组

16JH系列：

120~1280冷吨（热源采用低压蒸汽或高温热水）

RCH系列：

45~360冷吨（热源采用低温温水）

●蒸汽双效型冷水机组

RCW系列：

150~700冷吨（溶液变频控制）

RAW系列：

800~2500冷吨（大型制冷机）

●直燃型冷温水机（燃油、燃气）

RCD系列：

150~1500冷吨

●模块型冷水机组（可用于热泵工况）

RHSCW系列：

200~1000KW（工质为R134a）

RHSBW系列：

145~3640KW（工质为R22、R407c）

●半封式冷水机组（可用于热泵工况）

RHSBW-S系列：

130~1428KW（工质为R134a、R22）

●离心式冷水机组

RTA系列：

115--1600冷吨（工质为R123）

●横流式冷却塔（冷却水量）

CDW系列：

50--1000M3/h

●溴化锂溶液

●荏原通用泵

扬水泵、循环泵、排污泵、供水设备、等等

1．基础理论知识

1．1工质的状态参数

在溴化锂吸收式机组中，要利用一些物质的状态变化来吸取热量获得低温，或放出热量获得高温，这些物质就称为“工质”。

工质在循环变化中会处于不同的状态：

固态、液态或气态。

用来说明工质状态的物理量称为工质的状态参数。

1．1．1压力

工质作用在单位面积容器壁上的力称为“压力”，通常以P表示。

在国际单位中，压力的单位为：

Pa。

常用单位还有：

毫米汞柱（mmHg）、毫米水柱（mmH2O）、兆帕（Mpa）、公斤（Kgf/cm2）等。

（1）大气压力

由地面上的大气层重力形成的压力称为“大气压力”，用B表示。

大气压力是一个不确定的物理量，为便于比较，在物理学中规定，纬度45О的海平面上常年平均的大气压力为一个“标准大气压”，其值为101.3KPa。

（2）表压力和绝对压力

在制冷空调中，常用U型压差计或弹簧式压力表来测量工质的压力，此时测出的压力称为“表压力”（Pn）。

绝对压力为表压力和大气压力之和，即：

P=Pn+B

（3）真空度

当绝对压力P低于大气压力B时，表压力Pn为负值。

此时，表压力的绝对值称为“真空度”（Pv）。

1．1．2温度

温度是衡量物体冷热程度的物理量。

常用单位有摄氏温度和热力学温度。

（1）热力学温度

用T表示，单位符号为K。

1K是水的三相点热力学温度的1/273.16。

（2）摄氏温度

用t表示，单位符号为℃。

物理学规定，在标准大气压下，水由液态变为固态时的温度为0℃。

热力学温度和摄氏温度之间的换算关系如下：

1℃=1K

t=T–273.15

1．1．3密度和比重

密度指单位体积工质的质量，单位为Kg/m3。

在溴化锂溶液的测定时，常用到比重的概念，比重也是指单位体积工质的质量，但它的单位为：

Kg/L。

1．2传热学基础

吸收式机组是用热量来制取冷量的。

热量的利用只有通过换热设备才能进行，因此，了解如何传热是学习吸收式机组的基础。

只要有温度差，就会有热量自发地由高温物体传到低温物体，就会存在传热问题。

因此传热是自然界和生产领域非常普遍的现象，传热学的应用也就非常普遍。

在供热、空调专业中，最终研究的对象之一也是传热学。

1．2．1传热的基本方式

为了认识和掌握传热的规律，现以墙壁在冬季的散热为例进行描述传热的基本过程。

如下图所示，整个过程可分为3段，首先热由室内空气以对流换热和墙与室内物体的辐射换热方式传递给墙内表面；再由墙内表面以固体传导方式传递到墙外表面；最后由墙外表面以空气对流换热和墙与物体间的辐射方式把热传给室外环境。

显然，在其他条件不变时，室内外温度差越大，传热量也越大。

从以上不难了解，传热过程是由热传导、对流、热辐射三种基本传热方式组合形成的。

要了解传热过程，就必须首先分析这三种基本的传热方式。

墙壁的散热

1）热传导

热传导是物质的属性，传导过程可以在固体、液体、和气体中发生。

但在日常生活中，单纯的传导一般只发生在密实的固体中。

由前述墙壁的热传导过程可以看出，平面墙壁的热传导量与壁两侧的表面温度差成正比；与壁厚成反比；并与材料的导热性能有关。

因此，通过平面壁的热传导量的计算式为：

Q=F（tw1–tw2）W

或热流通量

q=（tw1–tw2）W/m2

式中：

F：

传热面积，m2；

δ：

壁厚，m；

λ：

导热系数，表示材料导热能力的大小，材料不同导热系数也不同。

W/m·℃。

关于导热系数：

导热系数是物质的一个重要的热物性参数。

工程计算中采用的导热系数一般由试验测得。

一般而言，金属比非金属具有较高的导热性能；物质的固相比它们相应的液相具有较高的导热性能，液相比气相具有较高的导热系数。

更详细的资料可查阅相关文献。

2）热对流

依靠流体的运动，把热量由一处传递到另一处的现象，称为热对流，它是传热的另一种基本方式。

若热对流过程中单位时间通过单位面积有质量为m的流体由温度t1的地方流到t2处，则热对流传递的热量为：

q=mcp（t2-t1）W/m2

因为有温度差，热对流又必然同时伴随热传导。

而且工程上遇到的实际传热问题都是流体与固体壁直接接触时的换热，因此传热学把流体与固体壁间的换热称为对流换热。

与热对流不同的是，对流换热过程既有热对流作用，也有热传导作用。

对流换热的公式为：

q=α（t1–tw1）W/m2

式中：

tw—固体壁表面温度，℃；

α—换热系数，表示对流换热过程的强弱。

对流换热系数受多项因素的影响，计算也比较复杂，非专业设计人员可不必接触。

3）热辐射

传导和对流都是以冷热物体的直接接触来传递热量的，热辐射则不同，它依靠物体表面对外发射可见和不可见的射线（电磁波，或者说光子）传递热量。

物体的辐射能力与其表面性质及温度有关。

在制冷空调中，由于物体的温度相对较低，热辐射量很小，实际中都忽略不计。

1．2．2传热方程

由以上可知，墙壁的换热可由3个方程式决定

q=（tw1–tw2）

q=α1（t1–tw1）

q=α2（tw2–t2）

在稳定情况下，热量的传递是相等的，因此合并以上3个方程式，消去壁面温度，可以得到：

t1–t2=q（1/α1+δ/λ+1/α2）

式中，（1/α1+δ/λ+1/α2）称为总热阻，总热阻的倒数称为传热系数K，因此，传热方程可写为：

q=K（t1–t2）

1．3热交换器

热量的交换离不开热交换器。

热交换器的种类很多，使用的场合不同，换热的介质不同，选用的热交换器的形式也不同。

在制冷设备中，主要使用壳管式换热器和板式换热器。

1．3．1壳管式换热器

壳管式换热器主要使用在液体与液体之间的换热。

壳管式换热器分为管程和壳程，分别循环有两种介质A和B。

如上图所示，介质A在管内流动，称为管程，介质A从一端流至另一端为一个流程；为了得到需要的换热效果，一般要设计成几个流程。

介质B在换热管外、壳体内流动，称为壳程；为了增强换热，在壳程内每隔一定距离安装有折流板，以增加介质B的扰动和行程。

在吸收式机组中，溶液热交换器即为这种壳管式换热器。

蒸发器、冷凝器、吸收器、低温发生器因为换热介质种类的不同，使用了改进型的壳管式换热器。

1．3．2板式换热器

板式换热器也主要用于液体与液体之间的换热，是一种新型、高效的换热器。

在换热器中，不锈钢平板被压制成特殊形状，多层平压在一起，板与板之间有空隙，可让流体流过。

加热流体和被加热流体分别流过平板的两侧，这样，每一片平板都是一个热交换面，传热面积大；另外，被加热流体由下向上流动，加热流体由上向下流动，形成逆向流动，传热效率高。

但，由于板与板之间空隙很小，一旦液体中含有较大的赃物就很容易堵塞。

在吸收式机组中，溶液对钢板的腐蚀会生成沉淀物，进而形成阻塞物，因此，对制冷机的设计、生产工艺以及日常的维护保养提出了更高的要求。

1．3．3换热温差

在换热器和换热介质确定的情况下，换热量的大小和换热介质的温差成正比。

因此，通过比较换热介质的温差就可以了解换热器的性能和换热量的大小。

传热温差的计算有平均温差和对数平均温差。

对数平均温差的计算较为复杂，这里不做介绍。

平均传热温差的计算为：

ΔT=（t1i+t1o）/2–（t2o+t2i）/2

式中t1i、t1o为高温流体的进出口温度

t2i、t2o为低温流体的进出口温度

1．4直燃机的燃料

直燃机可采用液体和气体两种燃料。

在国内，液体燃料主要为轻柴油，气体燃料主要为城市煤气、天然气和液化石油气。

1．4．1国产轻柴油的主要特性

1）牌号

国产轻柴油共有6个牌号：

-10号、0号、10号、-20号、-35号、-50号，是以柴油的凝固点区分的。

常用的为-10号和0号柴油。

2）粘度

柴油的粘度与温度有很大关系，温度越高粘度越低。

粘度的变化又直接影响燃烧器的喷油量，进而排烟成分也将发生变化。

因此，在不同的季节，需要对排烟成分进行重新调整。

3）凝固点

轻柴油牌号不同，凝固点也不同。

夏季可以使用0号柴油，但在冬季必须更换为-10号柴油。

4）发热量

发热量指燃烧单位重量或体积的燃料所放出的热量。

包括高位发热量和低位发热量。

高位发热量要包括燃烧时产生的水蒸汽凝结后的凝结热。

由于直燃机的排烟温度都大于100℃，所以直燃机利用的热量仅指低位发热量。

1．4．2气体燃料

1）天然气

主要成分为甲烷（CH4），是一种优质的气体燃料，发热量大，燃烧后的主要成分为水蒸气和CO2。

天然气主要集中在西南、陕甘宁、新疆和华北油田地区。

随着西气东输工程的进行，天然气的使用会越来越普遍。

近年发现的渤海天然气田，将给渤海周边地区的经济提供强大动力。

2）城市煤气

大多数城市中，使用的仍是城市煤气。

由于城市煤气大多为人工制成，与天然气相比，成分较为复杂，发热量也低。

直燃机使用的煤气主要有固体燃料干馏煤气、固体燃料气化煤气和高炉煤气。

3）液化石油气

开采和炼制石油过程中的副产品，发热量很高，稳压后可作为直燃机的燃料使用。

但由于该气体的比重大于空气，直燃机不能放置在地下室中使用。

2．溴化锂溶液的性质

溴化锂溶液是由固体溴化锂（LiBr）溶解于水而成的。

它的化学性质与食盐（NaCl）很相似。

在大气中不变质、不分解、不挥发，是一种稳定的物质。

溴化锂溶液为无色透明液体，无毒，入口有咸苦味，溅在皮肤上微痒。

2．1溴化锂溶液的物理性质

2．1．1溶解度

溴化锂极易溶解于水。

常温下的溶解度约为60%。

物质溶解度是指在一定温度下，一定量的水溶液中对该物质的最大溶解量，此时的溶液也称为饱和溶液。

物质的溶解度与温度有很大关系。

由于溴化锂溶液有一定的溶解度，若将饱和溶液中的水分蒸发（浓缩）或降低溶液的温度就会有溴化锂晶体析出。

这也是溴化锂吸收式机组运行中常说的结晶现象。

右图即为溴化锂溶液的结晶曲线。

2．1．2密度

溴化锂溶液的密度与温度和浓度（ξ）有关。

当温度一定时，随着浓度的增大，其密度也增大；如浓度一定，则随着温度的升高，其密度减小。

由于溶液的浓度只与密度、温度有关，因此，在测得溶液的密度、温度后即可确定溶液的浓度。

2．1．3强吸湿性

溴化锂溶液具有很强的吸湿性，这也是它被用在吸收式机组中的最主要的原因。

由于这一特性，溴化锂溶液不允许长时间暴露在大气中，否则其浓度、成份将发生改变。

另外，不要用手直接接触溶液，也不要使溶液溅到皮肤上，更不要溅到眼睛里。

2．1．4表面张力

溴化锂溶液的表面张力与溶液温度和浓度有关。

浓度不变时，随温度的升高而降低。

温度不变时，随浓度的增大而增大。

吸收器中喷淋在吸收器管簇上的溶液浓度较高，溶液的表面张力也较大。

表面张力越小，则喷淋出的液滴越细小，而且溶液在管簇上会很快地展开成膜状，可大大增加溶液与蒸汽的接触面积，提高溶液对冷剂蒸汽的吸收效果，进而提高制冷量。

为了减小溶液表面张力，一方面可以在溶液中添加表面活性剂以提高传热和传质的效果，另一方面可以降低喷淋溶液的浓度；在吸收式机组中两方面都已经采用，从而提高了机组的性能。

2．2溴化锂溶液的腐蚀性和缓蚀剂

2．2．1溶液的对金属发生腐蚀的原因

正常使用的溴化锂溶液是一种碱性盐溶液，金属铁、铜在碱性溶液中通常进行下列化学反应：

2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2

4Fe（OH）2+2H2O+O2=4Fe（OH）3

4Cu+O2=2Cu2O

2Cu2O+4H2O+O2=4Cu（OH）2

进行以上反应的条件是必须有氧气的存在，因此，保证机组的气密性，隔绝氧气是最根本的防腐措施。

2．2．2影响溴化锂溶液对金属腐蚀的因素

1）溶液的温度

很多研究试验已经证明，当溶液温度低于165℃时，溶液温度对金属的腐蚀影响不大；而当溶液温度超过165℃时，溶液对碳钢和紫铜的腐蚀性急剧增大。

2）溶液的酸碱度

当溶液的pH值小于7时，溶液呈酸性，对金属的腐蚀严重。

试验表明，当溶液的pH值在9.0~10.5范围内时，对金属的腐蚀率最小，因此，吸收式机组中的溶液都调整为碱性。

3）溶液的浓度

在真空状态下，溶液对金属的腐蚀率与浓度无关。

2．2．3缓蚀剂

1）缓蚀剂的种类

为了抑制溶液对金属铁的腐蚀，除了尽可能隔绝空气外，在溶液中添加一定量的缓蚀剂也是抑制腐蚀发生的有效措施。

这是因为缓蚀剂可以使得金属表面产生一层致密的保护膜，从而阻止溶液与钢板的直接接触，达到防腐的目的。

目前在吸收式机组中最常用的缓蚀剂有铬酸锂、钼酸锂。

铬酸锂为黄色液体，对环境有毒害作用，使用的厂家已不多。

钼酸锂为无色液体，对环境无害，已被技术先进的厂家采用。

2）缓蚀剂的添加

溶液中缓蚀剂过多或过少都将影响保护膜的形成效果。

另外，随着机组的运行，缓蚀剂会逐渐消耗，因此，定期、及时的添加缓蚀剂是保证机组正常运行的重要保养手段。

3．吸收式制冷原理

现在广泛使用的制冷机几乎都是在一定的条件下，将称为“制冷剂”的液体蒸发，利用液体蒸发时要吸热（汽化热）的原理来进行制冷。

带有压缩机的制冷机是由压缩机将汽化后的冷剂蒸汽吸入后压缩，然后进行下一次的蒸发。

而吸收式制冷机则利用吸收剂来吸收蒸发后的冷剂蒸汽，由此产生下一次新的蒸发。

吸收式制冷机中用的冷剂主要有氨和水，所对应的吸收剂分别为水和溴化锂溶液。

由于氨具有工作压力高、有毒性及腐蚀性等原因，目前已基本不用。

现在市场上讲的吸收式制冷机一般是指溴化锂---水制冷机。

3．1水的性质

水作为冷剂在众多的液体中，有其独特的优点。

·价格便宜

·容易得到

·无毒性、无腐蚀性、使用方便

·汽化潜热大。

但由于在大气状态下，水在0℃结冰，100℃沸腾。

因此，利用大气压状态下水的汽化热进行制冷是不可能的。

3．2水的饱和状态

如下图所示，在一未装满水的封闭容器内，容器的下部为液体的水，上部为气体的水蒸汽。

双方的水分子相互激烈地作用，从液体的水中一部分分子变成水蒸汽脱出，另一方面，蒸汽分子的一部分液化后返回水中。

〈图1〉是指从水中汽化脱出变成水蒸汽的分子数多于水蒸汽中液化返回水中的分子数，这种情况称为蒸发状态。

〈图3〉和〈图1〉正相反，从水蒸汽中液化返回水中的分子数较多，称为冷凝状态。

〈图2〉的状态双方分子数相等，称为饱和状态。

工质在饱和状态下的压力和温度是一一对应的；压力的变化必然带来饱和温度的变化；饱和状态下的压力和温度的关系可以用一曲线图表示，称为工质的饱和曲线。

工质不同，其饱和曲线也不同。

水蒸汽的饱和压力温度曲线图如图所示。

在制冷机的运转过程中，冷剂液体一直保持在饱和状态之前的〈图1〉和〈图3〉的状态，蒸发和冷凝反复进行；停止后，即变为〈图2〉状态----饱和状态。

根据水蒸汽的饱和压力温度曲线图可知，在温度为100℃时，其所对应的饱和压力为760mmHg（大气压力）；换而言之，在760mmHg的压力下，水的温度达到100℃时开始蒸发、沸腾。

而如果压力降到7mmHg，水的开始蒸发、沸腾温度则约为7℃，这时的水即可用来制冷。

3．3工质的显热与潜热

工质由一种状态转变到另一种状态，其中就存在工质内部热量的转移。

由液态转变到气态，工质就必须吸收热量；由气态转变到液态就要放出热量。

这部分热量称为工质的潜热。

工质的饱和状态不同，所蕴涵的潜热也不同。

潜热的大小可从饱和工质的性能表中查得。

与潜热相对的是工质的显热。

如果工质不存在状态的改变而仅有温度的变化，那么由温度的变化而产生的这部分热量称为显热。

例：

0℃时水的潜热为：

2501KJ/Kg；

0℃的水变为100℃的水的显热为420KJ/Kg。

3．4利用水进行制冷

如上所述，保持在7mmHg下的水即可用于制冷。

但如何使水形成和保持在7mmHg的压力下，是用水作为制冷剂的关键。

蒸发器原理

一般来讲，用真空泵抽真空可以形成7mmHg的真空状态，连续抽气，则可以使水连续蒸发，使物体变冷。

如上图所示，向充分抽过气的容器内注入水，容器上的阀门处于关闭状态，容器内的水就与周围环境温度相平衡，从真空压力计上可以读出容器内的压力，相当于在环境温度下容器内水的饱和压力。

假设环境温度为25℃，相对应的饱和压力即为24mmHg，那么在容器内无液体的空间就充满着24mmHg压力的水蒸汽。

起动真空泵，抽出容器内的水蒸汽，容器内压力下降，饱和状态变为不饱和状态，就有部分水由液态变为气态。

液态的水转变为气态