溴化锂吸收式制冷机换热管性能测试装置的制作方法

1.本实用新型涉及制冷机测试领域，特别是一种溴化锂吸收式制冷机换热管性能测试装置。


背景技术：

2.溴化锂吸收式制冷机利用制冷剂为水,冷剂回收所用的溶液为溴化锂。溴化锂溶液在氧气存在下具有很强的腐蚀性，因此设备内部在真空状态下运行，所有元器件均使用高度防腐功能的电气元件，精度要求高，价格昂贵。
3.常规溴化锂吸收式制冷机包括使用外部热源加热浓缩溴化锂溶液的发生器，由发生器溶液浓缩产生的冷剂蒸汽来加热浓溶液的低压发生器，将低压发生器产生的冷剂蒸汽与低压发生器凝结的冷剂水进行混合冷却的冷凝器，将冷剂滴淋在换热管表面生成液膜、并将换热管内冷水进行降温的蒸发器，利用低压发生器产生的浓溶液来吸收蒸发器产生的冷剂蒸汽的吸收器，溶液内部热量回收利用而降低能源消耗的高温低温换热器以及连接管路，驱动流体循环的溶液泵及冷剂泵。其中换热管是决定机组性能及制造成本的重要因素。因此改善换热管的性能并测量评价换热管的设备尤其重要。
4.目前现有的溴化锂吸收式制冷机换热管性能测试装置结构如图1所示，包含吸收器、蒸发器、冷凝器及发生器。蒸发器内需要安装多个换热管，通过冷却器与加热器调整内部温度。通过吸收器中的溴化锂溶液吸收蒸发器冷剂，从而评价换热管性能。由于溴化锂吸收式制冷机使用冷剂为水和具有强腐蚀性的溴化锂溶液，因此设备内必须维持真空状态。但是由于现有的换热管性能测试，单独模拟机组运行工况需要制作两套设备，即吸收器与蒸发器配套，发生器与冷凝器配套，防腐设备及元器件造价昂贵，诸多元件无法进行共用，导致设备投资成本及设备维护成本急剧上升。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提出了一种溴化锂吸收式制冷机换热管性能测试装置，降低了防腐电气元件的使用量，增强了设备操作性，大幅度降低了试验设备的投资成本，降低了换热管性能测试的成本。
6.本实用新型的技术方案是：一种溴化锂吸收式制冷机换热管性能测试装置，其中，包括发生器、吸收器、闪蒸罐、溶液加热锅炉、热水系统和冷却水系统，发生器与吸收器之间设通气口，发生器与热水系统连接，吸收器与冷却水系统连接，发生器、吸收器分别与溶液加热锅炉和闪蒸罐连接成循环管路；
7.所述发生器的出液口处设有浓溶液泵，发生器的出液口通过连接管路ⅰ与吸收器顶部的进液口连接，连接管路ⅰ上设有阀门ⅰ，发生器的出液口通过连接管路ⅱ与溶液加热锅炉的进液口连接，连接管路ⅱ上设有阀门ⅱ，连接管路ⅰ和连接管路ⅱ并联设置，阀门ⅰ和阀门ⅱ交替打开；
8.所述吸收器的出液口处设有稀溶液泵，吸收器的出液口通过连接管路ⅲ与发生器
顶部的进液口连接，连接管路ⅲ上设有阀门ⅲ，吸收器的出液口通过连接管路ⅳ与溶液加热锅炉的进液口连接，连接管路ⅳ上设有阀门ⅳ，连接管路ⅲ和连接管路ⅳ并联设置，阀门ⅲ和阀门ⅳ交替打开；
9.所述溶液加热锅炉的出液口与闪蒸罐的进液口连接，闪蒸罐的出液口通过连接管路
ⅴ
与发生器的进液口连接，连接管路
ⅴ
上设有阀门
ⅴ
，闪蒸罐的出液口通过连接管路
ⅵ
与吸收器的进液口连接，连接管路
ⅵ
上设有阀门
ⅵ
，阀门
ⅴ
和阀门
ⅵ
交替打开，闪蒸罐的出气口与发生器的进气口连接。
10.本实用新型中，所述发生器内产生的冷剂蒸汽通过通气口流入吸收器内，通气口处设有挡液板。
11.所述热水系统包括恒温水箱、换热器和热水槽，发生器内换热管的出口通过连接管路与热水槽的热水进口ⅰ连接，其连接管路上设有热水循环泵，热水槽的热水出口ⅰ与发生器换热管的入口连接，热水槽通过换热器与恒温水箱内的热水换热，热水槽的热水出口ⅱ通过连接管路与热水槽的热水进口ⅱ连接，该连接管路与恒温水箱的出水管路之间设有换热器，热水槽的热水出口ⅱ处设有热水泵，恒温水箱的液体入口处设有温水泵。
12.冷却水系统包括蓄冷槽和冰蓄冷机组，吸收器内换热管的出口通过连接管路与蓄冷槽的冷却水入口连接，其连接管路上设有冷却水循环泵，蓄冷槽的冷却水出口与吸收器换热管的入口连接，蓄冷槽与冰蓄冷组之间连接换热。
13.所述发生器和吸收器的进液口均位于容器的顶部，进液口处设有滴淋装置。
14.本实用新型的有益效果是：
15.通过在发生器和吸收器的外部提供能源，仅使用一套装置即可满足对吸收器与发生器换热管进行性能试验，降低了防腐电气元件的使用量，增强了设备操作性，大幅度降低了试验设备的投资成本，降低了换热管性能测试的成本。
附图说明
16.图1是现有换热管性能测试装置的循环原理流程示意图；
17.图2是本实用新型的循环原理流程示意图。
18.图中：1发生器；2吸收器；3蓄冷槽；4冰蓄冷机组；5溶液加热锅炉；6闪蒸罐；7热水槽；8换热器；9恒温水箱；10热水泵；11热水循环泵；12热水循环泵；13浓溶液泵；14稀溶液泵；15冷却水循环泵。
具体实施方式
19.为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
20.在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的具体实施方式的限制。
21.如图2所示，本实用新型所述的溴化锂吸收式制冷机换热管性能测试装置包括发生器1、吸收器2、闪蒸罐6、溶液加热锅炉5、热水系统和冷却水系统，发生器1与吸收器2之间设通气口，发生器1内产生的冷剂蒸汽通过通气口流入吸收器2内，通气口处设有挡液板。发
生器1与热水系统连接，吸收器2与冷却水系统连接。发生器1、吸收器2分别通过连接管路与溶液加热锅炉5、闪蒸罐6连接成循环管路。热水系统包括恒温水箱9、换热器8和热水槽7，冷却水系统包括蓄冷槽3和冰蓄机组4。
22.发生器1内换热管的出口通过连接管路与热水槽7的热水进口ⅰ连接，其连接管路上设有热水循环泵12，通过热水循环泵12将发生器1内换热冷却后的热水抽至热水槽7内。热水槽7的热水出口ⅰ通过连接管路与发生器换热管的入口连接，热水槽7对发生器换热管外流动的液体进行加热，使发生器换热管外的液体始终保持高温状态。热水槽7通过换热器8与恒温水箱9内的热水换热。热水槽7的热水出口ⅱ通过连接管路与热水槽的热水进口ⅱ连接，该连接管路与恒温水箱9的出水管路之间设有换热器8，在换热器8内，来自热水槽7的水升温，来自恒温水箱9的水降温，使热水槽7内的热水温度保持恒定。热水槽7的热水出口ⅱ处设有热水泵11，用于将热水槽7内的热水抽至换热器8内。恒温水箱9的液体入口处设有温水泵10，用于将降温后的热水抽入恒温水箱9内，恒温水箱9内，利用蒸汽加热的方式对溶液进行加热，使恒温水箱9内液体的温度保持恒定。
23.吸收器2内换热管的出口通过连接管路与蓄冷槽3的冷却水入口连接，其连接管路上设有冷却水循环泵15，通过冷却水循环泵15将吸收器2内换热升温的冷却水抽至蓄冷槽3内。蓄冷槽3的冷却水出口通过连接管路与吸收器2换热管的入口连接，蓄冷槽3对吸收器换热管内的液体进行冷却，使吸收器换热管外的液体始终保持低温状态。蓄冷槽3与冰蓄冷组4之间连接换热，通过冰蓄冷组4，使蓄冷槽3内液体的温度保持恒定的低温状态。
24.发生器1的出液口处设有浓溶液泵13，浓溶液泵13将发生器1内的溶液抽出。发生器1的出液口通过连接管路ⅰ与吸收器2顶部的进液口连接，连接管路ⅰ上设有阀门ⅰ，同时发生器1的出液口通过连接管路ⅱ与溶液加热锅炉5的进液口连接，连接管路ⅱ上设有阀门ⅱ。连接管路ⅰ和连接管路ⅱ之间呈并联设置，阀门ⅰ和阀门ⅱ交替打开。
25.吸收器2的出液口处设有稀溶液泵14，稀溶液泵14将吸收器2内的溶液抽出。吸收器2的出液口通过连接管路ⅲ与发生器1顶部的进液口连接，连接管路ⅲ上设有阀门ⅲ，同时吸收器2的出液口通过连接管路ⅳ与溶液加热锅炉5的进液口连接，连接管路ⅳ上设有阀门ⅳ。连接管路ⅲ和连接管路ⅳ之间呈并联设置，阀门ⅲ和阀门ⅳ交替打开。
26.溶液加热锅炉5的出液口通过连接管路与闪蒸罐6的进液口连接，闪蒸罐6的出液口通过连接管路
ⅴ
与发生器1的进液口连接，连接管路
ⅴ
上设有阀门
ⅴ
，闪蒸罐6的出液口通过连接管路
ⅵ
与吸收器2的进液口连接，连接管路
ⅵ
上设有阀门
ⅵ
。闪蒸罐6的出气口通过连接管路与发生器1的进气口连接，闪蒸罐6内的闪蒸过程中产生的冷剂蒸汽被回收至发生器1内。发生器1和吸收器2的进液口均位于容器的顶部，且进液口处设有滴淋装置，使冷剂水均匀喷洒在换热管表面。
27.利用该装置对发生器换热管进行性能测试的工作过程如下所述。此时阀门ⅰ、阀门ⅳ、阀门
ⅴ
打开，阀门ⅱ、阀门ⅲ、阀门
ⅵ
关闭。冷剂水稀溶液喷洒至发生器1换热管的表面，冷剂水吸收换热管内热水的热量后，蒸发为冷剂蒸汽，并流通到吸收器2内。换热管内降温的热水流动至热水系统中，吸收热量并升温。剩余的水溶液则留存在发生器1的底部，由浓溶液泵13输送到吸收器2顶端的进液口处，并在吸收器2内吸收发生器蒸发出的冷剂蒸汽。
28.吸收器2中的冷剂蒸汽经过溶液吸收后，释放蒸汽潜热，蒸汽潜热被吸收器2内换热管的冷却水吸收，溶液吸收冷剂蒸汽后变为稀溶液，流至吸收器2的底部。换热管内升温
的冷却水流动至冷却水系统，被吸收热量并降温。产生的稀溶液由稀溶液泵14输送至溶液加热锅炉5中加热。经过加热的高温溶液经过闪蒸罐6闪发后，达到与换热管性能测试装置内部相同压力下的饱和溶液，并通过连接管路
ⅴ
输送到发生器1内，为发生器1提供持续的稀溶液。
29.在上述过程中，通过以下公式确定发生器换热管的性能参数：
30.k＝q/(a*
△
t)
31.其中，q为换热量，换热量可以根据发生器换热管内液体的流量、换热管出口和入口的温度差等求得；k为换热系数；a为换热管表面积；
△
t为平均温差。k值越大，代表换热管的换热性能越好。
32.利用该装置对吸收器换热管进行性能测试的工作过程如下所述。此时阀门ⅰ、阀门ⅳ、阀门
ⅴ
关闭，阀门ⅱ、阀门ⅲ、阀门
ⅵ
打开。冷剂水浓溶液喷洒至吸收器2换热管表面，水溶液吸收发生器1蒸发出的冷剂蒸汽，释放蒸汽潜热，蒸汽潜热被吸收器换热管内的冷却水吸收，冷却水温度升高，升温的冷剂水流动至冷却水系统中再次降温。溶液吸收冷剂蒸汽后变为稀溶液，流至吸收器2的底部，并通过稀溶液泵14输送至发生器1的进液口处。
33.稀溶液进入发生器1内后，稀溶液吸收发生器换热管内热水的热量后，蒸发出冷剂蒸汽，并流通到发生器1内。换热管内降温的热水流动至热水系统中，吸收热量并升温。剩余的水溶液则留存在发生器1的底部，由浓溶液泵13输送至溶液加热锅炉5中加热。经过加热的高温溶液经过闪蒸罐6闪发后，达到与换热管性能测试装置内部相同压力下的饱和溶液，并通过连接管路
ⅵ
输送到吸收器2内，为吸收器2提供持续的稀溶液。
34.在上述过程中，通过以下公式确定吸收器换热管的性能参数：
35.k＝q/(a*
△
t)
36.其中，q为换热量，换热量可以根据吸收器换热管内液体的流量、换热管出口和入口的温度差等求得；k为换热系数；a为换热管表面积；
△
t为平均温差。k值越大，代表换热管的换热性能越好。
37.以上对本实用新型所提供的溴化锂吸收式制冷机换热管性能测试装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。