０¨年第９期（总第 ９卷 ２４７１［ｔ］） Ｎｏ．９ ｉｎ ２０１１（Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．２４７．Ｖｏ１．３９） 建筑节能 。。一 一 ■暖通与空调 ＨＥＡＴＩＮＧ．ＶＥＮＴＩＬ～ⅡＮＧ＆ＡＩＲ ＣＯＮＤＩＴＩＯＮＩ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３—７２３７．２０１ １．０９．００４ 新型氨吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置 李刚 （泰山集团泰安华能制冷有限公司，山东泰安２７１０００） 摘要： 阐述了吸收式制冷机存在不凝性气体的原因及危害，分析了典型不凝性气体排出装置的特点及不凝性气体聚集区的判断，提 出了一种新型氨吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置。 关键词： 不凝性气体； 排出装置； 吸收式制冷机 中图分类号：ＴＵ８３１ 文献标志码： Ｂ 文章编号： １６７３．７２３７（２０１ １）０９－００１４．０３ Ｎｅｗ Ｆｏｕｌ Ｇａｓ Ｅｘｈａｕｓｔｅｒ ｆｏｒ Ａｍｍｏｎｉａ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ＬＩ Ｇｏｎｇ （Ｔａｉａｎ Ｈｕａｎｅｎｇ Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｔａｉｓｈａｎ Ｇｒｏｕｐ，Ｔａｉａｎ ２７１０００，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃａｌｖｅｓ ａｎｄ ｈａｚａｒｄｓ ｏｆｆｏｕｌ ｇａｓ ｉｎ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ ａｎＢ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎａｌｙｚｉｎｇ￡如，ｅｔａｕｒｅ ｏｆｔ船ｔｙｐｉｃａｌｆｏｕｌ ｇａｓ ｅＸ－－ ｈａｕｓｔｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ａｃｃｕｍｕｌｔａｏｉｎ ａｒｅａ ｏｆｆｏｕｌ ｇａｓ．ｐｒｏｐｏｓｉｎｇ ａ聊 ｔｐｙｅ ｏｆａｍｍｏｎｉａ ｂａｓｏｐｒｔｉｏｎ ｒｅｆｒｉｅｇｒａｔｏｉｎ ｓ￣ｔｅｍ ｏｆｎｏｎ－ｃｏｎｄｅｎｓｂａｌｅ ｇａｓ ｅｘ－ ｃｌｕｄｅｒ ｄｅｖｉｃｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｏｎ－ｃｏｎｄｅｎｓａｂｌｅ ｇａｓ；ｅｘｈａｕｓｔｅｒ；ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｈｉｌｌｅｒｓ ０ 引言 ２典型的不凝气排出装置 在吸收式制冷机装置内若存在不凝性气体，制 ２．１ 卧式四管式不凝气排出装置和立式不凝气排出 冷能力就要下降。因此在吸收制冷装置中，一般都 装置 应装置空气分离器，以便制冷系统安全而又经济地 空气气氨 运转。 ｌ 制冷系统中进入不凝性气体的原因及 影响 液氨 ——● １．１ 制冷系统中进入不凝性气体的原因 （１）￥ＥＪ冷系统在投产前或维修后，因未彻底清除空 积液回流管 气，故空气存在于制冷系统中； 图１ 卧式四管式不凝气排出装置 （２）系统充注冷剂和吸收剂时带入空气； 气氨 （３）氨液中溶解了空气； （４）金属的腐蚀作用分解出的气体； （５）器壁释放出来的气体； 混 （６）当低压系统在负压下工作时，通过密封不严密 处窜入空气。 １．２不凝气对吸收式制冷系统正常运行的影响 （１）存在不凝气体时，冷剂的压力等于压力表的指 空气 示值与不凝气体分压之差。在冷凝器中，冷凝温度比 与压力表指示值相当的饱和温度低。在吸收器中，溶 液温度低于与压力表指示值相当的饱和温度。 （２）ｆｌ￣于不凝气体的存在，死角和拐弯处积蓄着不 图２立式不凝气排出装置 凝气体，有效传热面积减少。 混合气体送入不凝气排出装置，其中的氨气被氨 （３）传热面上覆盖一层不凝气体后，会降低冷剂侧 液蒸发冷凝，不凝气经水槽后排空；被冷凝下来的氨 和溶液侧的放热系数。 液，经回流管回流到氨液蒸发回路。显然，混合气体压 收稿日期：２０１１－０３．３１；修回日期：２０１１－０４・１１ 力应高于氨液的蒸发压力，确切地说混合气体中氨气 的分压强应高于氨液的蒸发压力，否则，混合气体中 的氨气就不会被冷凝，因而也就无法分离出空气。因 此，此类装置处理的混合气体为高压气体，来自冷凝 器。由于压缩机吸气无选择性，所以压缩式制冷系统 中的不凝性气体会聚集在冷凝器，故此类装置一般用 于压缩式制冷系统中的不凝性气体的排除。理论上， 不凝性气体的排出压力等于冷凝压力；不凝性气体中 氨气的分压强等于液氨的蒸发压力，与混合气体中制 冷剂的含量无关。 吸收式制冷系统，由于吸收器的选择性吸收，使 此，需采用抽气装置。溴化锂吸收式制冷系统的不凝性 气体排出装置通常采用液体喷射泵，以来自吸收器的 稀溶液为工作流体，经溶液循环泵加压后喷射，引射混 合气体至气液分离器，混合气体的水蒸气在气液分离 器被稀溶液吸收，接着稀溶液被压送至发生器。气液分 离器中的气体压力取决于发生压力和发生器液面与气 液分离器液面的静压之和，并应大于大气压力；气液分 离器气体中水蒸气的分压强等于气液分离器中溶液的 浓度及温度所对应的溶液的饱和蒸汽压。 此不凝性气体排出装置采用稀溶液喷射抽气，稀 得不凝性气体不易经发生器被转移到冷凝器，因此吸 收式制冷系统中的不凝性气体将分别聚集在吸收器 和冷凝器。故此类装置不适用于吸收式制冷系统。市 场上供应的不凝性气体排出装置正是此类装置，因 此，吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置需自制。 ２．２氨吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置 混合气体分别来自吸收器和冷凝器中不凝气体 聚集区，两股混合气体分别送入排气装置处理，其中 来自冷凝器的混合气体需先减压至吸收压力。稀溶液 经热交换器冷却降温，再经氨液蒸发降温后，在不凝 气排出装置中喷淋洗涤混合气体，混合气体中的氨气 被稀溶液吸收，稀溶液变为浓溶液回流至溶液贮槽， 不凝气经水槽后排空。理论上，不凝性气体的排出压 力等于吸收压力；不凝性气体中氨水蒸气的分压强大 于稀溶液浓度和氨液蒸发温度决定的氨水溶液的饱 和蒸汽压，低于浓溶液浓度和氨液蒸发温度决定的氨 水溶液的饱和蒸汽压。若吸收压力低于大气压，不凝 性气体排出口需接真空泵，一般为蒸汽喷射泵或水喷 射泵。 空气 稀溶液 液氨 浓溶液 图３氨吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置 上述排气装置由于要消耗作为制冷剂的氨液，故 一般视吸收压力或冷凝压力作间歇运行。 ２．３溴化锂吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置 溴化锂吸收式制冷系统由于是在负压下运行，不 凝性气体排出装置尤为重要。同氨吸收制冷系统一样， 溴化锂吸收式制冷系统的不凝性气体聚集在吸收器和 冷凝器，由于吸收器和冷凝器的工作压力均为负压，因 溶液用溶液循环泵增压，使溶液循环泵耗功增加。故 此类不凝性气体排出装置一般也是间歇运行。 吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置排出气 体中的制冷剂含量随着被处理混合气体中的制冷剂 含量的增加而增加。因此，对吸收式制冷系统，判断不 凝性气体的聚集区尤为重要。 稀溶液 图４溟化锂吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置 ３吸收式制冷装置不凝性气体聚集区的初步 判断 （１）由于制冷剂蒸汽的定向运动而使得不凝性气 体在制冷剂蒸汽流动末端聚集。 （２）由于不凝性气体同制冷剂蒸汽比重不同而形 成的不凝性气体和制冷剂蒸汽的分层现象。 因此，对于溴化锂吸收式制冷系统，由于水蒸气 的比重高于不凝性气体，故不凝性气体一般聚集在吸 收器和冷凝器制冷剂蒸汽流动末端的项部。对于氨吸 收式制冷系统，由于氨蒸气的比重低于不凝性气体， 故不凝性气体一般聚集在吸收器和冷凝器制冷剂蒸 汽流动末端的底部。 试验中可通过测量各传热管冷却水的温度变化 来判断不凝性气体的聚集区。冷却水的温度变化小或 不变化，说明吸收或冷凝负荷小，可以判断该传热管 所处区域的不凝性气体含量高。 ４新型氨吸收式制冷系统的不凝性气体排出 装置 ４．１原理 考虑到氨吸收式制冷系统发生压力（冷凝压力）和 吸收压力压差较大，结合溴化锂吸收式制冷系统的不 大于４ ｉｎｌｎ，底部用盲板或封头，盲板或封头的中心接 凝性气体排出装置的喷射抽气技术，提出了新型氨吸 收式制冷系统的不凝性气体排出装置。 出液管，管径３２ ｍｍ：在气液分离器底部的喷射器出 口处设碗形挡流板，使喷射器导入的气液混合物折流 向上，避免其直接经出液管排走。顶部设置法兰环，同 喷射器连接。 （３）冷却管道采用ＤＮ２０的钢管，制成螺旋管，螺 采用稀溶液连续喷射抽吸吸收器中的不凝气体， 及稀溶液和来自于冷凝器的混合气体喷射抽吸吸收 器中的不凝气体：并将此气液混合物压送到气液分离 器中分离。气液混合物在气液分离器中被冷却水冷 却，氨被吸收到溶液中。气液分离器中气体的压力等 旋直径１００ｍｌｎ，螺距５０ｎｌｌＴｌ，共绕制１５圈，螺旋管首 圈距底部１００ ｍｌｉｌ。冷却水管可轴向进出，冷却水从底 部进，顶部出。 ４－３安装位置 于吸收压力与中间溶液出口和气液分离器液面静压 差之和，气体中氨的分压强约等于与中间溶液浓度和 温度对应的溶液饱和蒸汽压力。 稀溶液或来自冷 凝器的混合气体 安装位置尽可能低，以增大中间溶液在吸收器的 进口和气液分离器中液面的静压差，从而增大气液分 离器中气体压力，减小气体中氨的含量。 ５结语 本文根据氨吸收式制冷系统发生压力（冷凝压力） 和吸收压力压差较大，结合溴化锂吸收式制冷系统的 不凝性气体排出装置的喷射抽气技术，提出了新型氨 来自 的混 由 冷却 冷却 吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置，说明了其主 要尺寸及安装位置。克服了以往典型吸收式制冷机不 凝性气体排出装置的缺点，具有一定的现实意义。 参考文献： 图５新型氨吸收式制冷系统的不凝性气体排出装置 ［１】陆耀庆，等．实用供热空调设计手册【Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社， ２ｏ０８． ４．２主要结构尺寸 （１）喷射器采用已有喷射器（喷嘴通径２．４ ｍｍ），加 扩压管，喷射器出口管道总长为７５０ ｍｌＴｌ￣喷射器吸气 【２】尉迟斌，等．实用制冷与空调工程手册【Ｍ】．北京：机械工业出版社， ２０ｌ１． 室出口侧法兰焊接一ＤＮ２００的法兰，该法兰与气液 【３】蔡增基，等．流体力学泵与风机【Ｍ】．北京：中国建筑工业出版社，２００９． 分离器连接，法兰设冷却水出口和排气口，排气口接 ＤＮ１６的截止阀和球阀。 作者简介：李￣（１９７２），男，山东泰安人，毕业于天津大学，工程师，腐 蚀与防护专业，从事吸收式制冷技术方面的研究（１ｇｔｓｊｔ＠１６３．ｔｏｍ）。 ２３－２７． （２）气液分离器高１ ０００ ｍｍ，通径２００ ｍｎｌ，壁厚 （上接第８页） ３结论 【２】丁高．降低大型公建能耗关键技术研究［Ｊ］．建设科技，２００８，（１）：１０２・ １０７． 将螺旋纽带式阻垢强化换热装置应用于开利中 央空调冷水机组和约克中央空调冷水机组的工程实 际，对安装装置前后的主机组运行情况进行了详细的 测试，并进行了测试结果的对比分析。结果表明：安装 阻垢强化换热装置能实现阻垢和强化换热的功能，阻 垢和除垢可以提高主机的制冷效率（ＣＯＰ值）约 ８．４％，而强化换热则可提高主机制冷效率（ＣＯＰ值）约 ７．５％，实现显著的节能效果。安装装置后，将增加换 热管内的流阻，降低流量，但都小于换热管内污垢沉 积产生的影响，因此，安装装置不会对主机正常运行 产生影响。 【３】汪永宝，刘静越．水垢对循环水系统运转影响探讨［Ｊ］．大化科技，１９９９， （４）：５１・５２． ［４］Ｈａｉｄｅｒ Ｓ Ｉ，Ｗｅｂｂ Ｒ Ｌ，Ｍｅｉｔｚ Ａ Ｋ．Ａｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｕｂｅ－ｓｉｄｅ ｆｏｕｌｉｎｇ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｎ ｗａｔｉｅｒ－ｃｈｉｌｌｅｒ－ｌｆｏｏｄｅｄ ｅｖａｐｏｒａｔｏｒｓ［Ｊ］．ＡＳＨＲＡＥ Ｔｒａｎｓ— ａｃｔｉｏｎｓ，１９９２，９８（２）：８６—９８． ［５】陈舒萍．换热器扰流强化换热装置的结构设计和强度分析．暖通空调． ２００９，３９（１０）：８２－８４． 【６】陈舒萍，邹杰．一种传热管用强化换热装置：中国 Ｌ２００７ ２ ００４９７４３．３ 【Ｐ】．２００８－０６—０４． 作者简介：陈舒萍（１９７２），女，湖南浏阳人，副教授，高级工程师，教 参考文献： 【１］龙惟定．建筑能耗比例与建筑节能目标［Ｊ］．中国能源，２００５，２７（１０）： 师，供热通风与空调工程专业，从事暖通空调方面的教学和研究工作 （ｇ臼【ｙｃ。ｐ＠ ｉｎａ・。。ｍ）。 １