热泵技术与应用 课件 教学第3章吸收式热泵的工作原理

1、热泵技术与应用热泵技术与应用 课件课件 教学教学 第第3章章 吸收式热泵的工作原理吸收式热泵的工作原理第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3.1 吸收式热泵概述3.1.1 吸收式热泵的工作过程3.1.2 吸收式热泵的分类3.1.3 吸收式热泵的热力系数返回首页返回首页第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理吸收式热泵概述吸收式热泵概述节约能源、保护环境节约能源、保护环境低温热源高温高温热源热源吸收式热泵泵送吸收式热泵泵送Q0QcQg回收利用低温位热能装置回收利用低温位热能装置Qg蒸汽、高温热水、（煤、气、油等燃料）燃烧热蒸汽、高温热水、（煤、气、油等燃料）燃烧热第第

2、3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3.1.1 吸收式热泵的工作过程第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3.1.2 吸收式热泵的分类 吸收式热泵的种类繁多，可以按其吸收式热泵的种类繁多，可以按其工质对、工质对、驱动热源及其利用方式、制热目的、溶液循环驱动热源及其利用方式、制热目的、溶液循环流程以及机组结构流程以及机组结构等进行分类。等进行分类。1 1按工质对划分按工质对划分（1 1）水）水- -溴化锂热泵溴化锂热泵 水为制冷剂，溴化锂为水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。吸收剂。（2 2）氨）氨- -水热泵水热泵 氨为制冷剂，水为吸收剂氨为制冷剂，水为吸收剂。 第第3章吸章

3、吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理2 2按驱动热源划分按驱动热源划分（1 1）蒸汽型热泵）蒸汽型热泵 以蒸汽的潜热为驱动热源。以蒸汽的潜热为驱动热源。（2 2）热水型热泵）热水型热泵 以热水的显热为驱动热源。以热水的显热为驱动热源。热水包括工业余、废热水、地热水或太阳能热热水包括工业余、废热水、地热水或太阳能热水。水。 （3 3）直燃型热泵）直燃型热泵 以燃料的燃烧热为驱动热源。以燃料的燃烧热为驱动热源。可分为燃油型、燃气型或多燃料型。可分为燃油型、燃气型或多燃料型。第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理（4 4）余热型热泵）余热型热泵 以工业余热为驱动热源。以工业余热为驱

4、动热源。（5 5）复合热源型热泵）复合热源型热泵 如热水及直燃型复合、如热水及直燃型复合、热水及蒸汽型复合、蒸汽及直燃型复合等形式。热水及蒸汽型复合、蒸汽及直燃型复合等形式。第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3 3按驱动热源的利用方式划分按驱动热源的利用方式划分（1 1）单效热泵）单效热泵 驱动热源在机组内被直接利用驱动热源在机组内被直接利用一次。一次。（2 2）双效热泵）双效热泵 驱动热源在机组内被直接和间驱动热源在机组内被直接和间接地利用两次。接地利用两次。（3 3）多效热泵）多效热泵 驱动热源在机组内被直接和间驱动热源在机组内被直接和间接地利用多次。接地利用多次。（4

5、4）多级热泵）多级热泵 驱动热源在多个压力不同的发驱动热源在多个压力不同的发生器内依次被直接利用。生器内依次被直接利用。第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理4 4按制热目的划分按制热目的划分（1 1）第一类吸收式热泵）第一类吸收式热泵 增热型热泵增热型热泵, , 利用少量的高温热源热能，产利用少量的高温热源热能，产生大量的中温有用热能。生大量的中温有用热能。高温热能驱动高温热能驱动, , 低温热源低温热源 中温，提高热能中温，提高热能的利用效率。的利用效率。性能系数大于性能系数大于1 1，一般为，一般为1.51.52.5 2.5 第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作

6、原理第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理高温驱动高温驱动热源加入热源加入热量热量中温热中温热源带出源带出热量热量低温余低温余热加入热加入热量热量第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理（2 2）第二类吸收式热泵）第二类吸收式热泵 升温型热泵升温型热泵, , 中温热源热能中温热源热能 高温有用高温有用热能热能。 中低温热能驱动中低温热能驱动, , 中温热源中温热源+ +低温热源低温热源的热的热势差，制取热量少于但温度高于中温热源的热势差，制取热量少于但温度高于中温热

7、源的热量，将部分中低热能转移到更高温的品位上，量，将部分中低热能转移到更高温的品位上，从而提高了热能的利用品位。从而提高了热能的利用品位。性能系数总是小于性能系数总是小于1 1，一般为，一般为0.40.40.5 0.5 特点：特点：发生器的压力低于吸收器的压力，冷凝器的压力低发生器的压力低于吸收器的压力，冷凝器的压力低于蒸发器的压力。于蒸发器的压力。第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理5 5按溶液循环流程划分按溶液循环流程划分（1 1）串联式）串联式 溶液先进入高压发生器，再

8、进入溶液先进入高压发生器，再进入低压发生器，然后流回吸收器。低压发生器，然后流回吸收器。（2 2）倒串联式）倒串联式 溶液先进入低压发生器，再进溶液先进入低压发生器，再进入高压发生器，然后流回吸收器。入高压发生器，然后流回吸收器。（3 3）并联式）并联式 溶液同时进入高压发生器和低压溶液同时进入高压发生器和低压发生器，然后流回吸收器。发生器，然后流回吸收器。（4 4）串并联式）串并联式 溶液同时进入高压发生器和低溶液同时进入高压发生器和低压发生器，流出高压发生器的溶液再进入低压压发生器，流出高压发生器的溶液再进入低压发生器，然后流回吸收器。发生器，然后流回吸收器。第第3章吸章吸 收式热泵的工作

9、原理收式热泵的工作原理6 6按机组结构划分按机组结构划分（1 1）单筒式）单筒式 机组的主要热交换器布置在一个机组的主要热交换器布置在一个筒体内。筒体内。（2 2）双筒式）双筒式 机组的主要热交换器布置在二个机组的主要热交换器布置在二个筒体内。筒体内。（3 3）三筒式）三筒式 机组的主要热交换器布置在三个机组的主要热交换器布置在三个筒体内。筒体内。（4 4）多筒式）多筒式 机组的主要热交换器布置在多个机组的主要热交换器布置在多个简体内。简体内。第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理图图3 315 15 单筒型结构布置方式单筒型结构布置方式1 1蒸发器；蒸发器；2 2吸收器；吸收器

10、；3 3发生器；发生器；4 4冷凝器冷凝器第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理图图3 317 17 双筒型结构布置方式双筒型结构布置方式1 1蒸发器；蒸发器；2 2吸收器；吸收器；3 3发生器；发生器；4 4冷凝器；冷凝器；5 5热交换器热交换器第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3.1.3 吸收式热泵的热力系数QgQcQaQgQh发生器热源发生器热源ccCOPTTeTeTgTTgQgQcQa00热力系数吸收式热泵系统吸收式热泵系统蒸发器热源蒸发器热源溶液泵溶液泵吸收器热源吸收器热源冷凝器热源冷凝器热源gQ0QQacQpW第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热

11、泵的工作原理3.2 吸收式热泵的工质对v3.2.1 工质对的选择v3.2.2 溴化锂水溶液的性质返回首页返回首页第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3.2.1 工质对的选择 吸收式热泵中常用的工质对通常吸收式热泵中常用的工质对通常是二组分溶液是二组分溶液 。1.1.工质对的种类工质对的种类u以水作为制冷剂以水作为制冷剂u以醇作为制冷剂以醇作为制冷剂u以氨作为制冷剂以氨作为制冷剂 u以氟利昂作为制冷剂以氟利昂作为制冷剂 第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理返回本节返回本节1.1.对工质对的要求对工质对的要求吸收式热泵对制冷剂的要求和压缩式热泵基本吸收式热泵对制冷剂

12、的要求和压缩式热泵基本相同。相同。对吸收剂则要求具有一些特别的性质对吸收剂则要求具有一些特别的性质（P73P73）。）。第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3.2.2 溴化锂水溶液的性质返回本节返回本节1 1溴化锂水溶液的物理性质溴化锂水溶液的物理性质一般性质、溶解度、密度、质量定压热容、饱一般性质、溶解度、密度、质量定压热容、饱和蒸气压和蒸气压 表面张力、粘度、热导率表面张力、粘度、热导率 2 2溴化锂溶液的热力状态图溴化锂溶液的热力状态图 压力压力- -温度温度(p-t)(p-t)图图 、比焓、比焓- -浓度浓度(h-)(h-)图图 第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热

13、泵的工作原理3.3 吸收式热泵的循环及其计算v3.3.1 吸收式热泵循环v3.3.2 单效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算v3.3.3 双效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算返回首页返回首页第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3.3.1 吸收式热泵循环循环循环5 56 67 78 85 5为制为制冷循环冷循环循环循环1 12 23 34 41 1为动为动力循环力循环 第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3.3.2 单效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算1 1单效溴化锂吸收式热泵的理论循环单效溴化锂吸收式热泵的理论循环第第

14、3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理1-2泵加压过程，吸收器内的稀溶液加泵加压过程，吸收器内的稀溶液加压，压，P0加到加到Pk，浓度不变，温度不变浓度不变，温度不变2-3稀溶液预热过程，热交换器稀溶液预热过程，热交换器3-4稀溶液在发生器被加热过程，稀溶液在发生器被加热过程，3-4稀溶液在发生器被加热过程，稀溶液在发生器被加热过程，7-8制冷剂冷凝过程，压力制冷剂冷凝过程，压力Pk8-9节流过程，压力节流过程，压力Pk(水水)到到P0（湿蒸汽）（湿蒸汽）9-10制冷剂湿蒸汽吸热汽化成饱和水蒸制冷剂湿蒸汽吸热汽化成饱和水蒸气气4-5浓溶液预冷浓溶液预冷5-6浓溶液节流，压力浓溶液节流

15、，压力Pk到到P06-1浓溶液在吸收器内吸收，浓溶液在吸收器内吸收，6-6a浓溶浓溶液由湿蒸汽状态冷却至饱和溶液状态，液由湿蒸汽状态冷却至饱和溶液状态，6a-1吸收水过程吸收水过程第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理2 2热力计算热力计算u确定各循环节点参数确定各循环节点参数u各设备的单位热负荷各设备的单位热负荷u各设备的热负荷各设备的热负荷u热力系数热力系数第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理例题例题3-2 3-2 设设単単效溴化锂吸收式热泵吸收器中的压力为效溴化锂吸收式热泵吸收器中的压力为2.07KPa2.07KPa，溶液泵进口温度溶液泵进口温度54.854

16、.8,；发生器压力为；发生器压力为57.81KPaKPa，发生器出口，发生器出口浓溶液温度为浓溶液温度为143.6 143.6 ；浓溶液在溶液换热器的出口温度为；浓溶液在溶液换热器的出口温度为79.3 ；制冷剂流量；制冷剂流量1kg/s。对该系统进行热力计算。对该系统进行热力计算。第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理解析解析（1）循环节点参数）循环节点参数制冷剂循环量：制冷剂循环量：1kg/s，溶液循环量：溶液循环量：swff) 1(wssfskgfwss/5 .15（2）各设备的单位热负荷）各设备的单位热负荷g/3313)3512951()305351(5 .15)()(61

17、016kkJhhhhfqakgkJhhhhfqg/3541)4713175()417471(5 .15)()(4734kgkJhhqk/2404771317587kgkJhhq/218077129519100kgkJhhfqt/1740)351471)(15 .15()(1(54第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理总放热量：总放热量：kgkJqqka/5717总吸热量总吸热量kgkJqqg/57170（3 3）各设备的热负荷）各设备的热负荷kgkJDqQgg/3541kgkJDqQaa/3313kgkJDqQcc/2404kgkJDqQtt/1740（4 4）热力系数）热力系数

18、615. 1354124043313qcaQQQ第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3.3.3 双效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算1 1双效溴化锂吸收式热泵的理论循环双效溴化锂吸收式热泵的理论循环 双效双效( (也称两效也称两效) )吸收式热泵有两个发生器，吸收式热泵有两个发生器，第一发生器中产生的制冷剂蒸汽，又用作第二发第一发生器中产生的制冷剂蒸汽，又用作第二发生器的热源，因此，热力系数可明显提高。但是，生器的热源，因此，热力系数可明显提高。但是，由于第一发生器中溶液的温度升高，其腐蚀性增由于第一发生器中溶液的温度升高，其腐蚀性增强；高、低压部分的压差增大，机组结构也比较强；

19、高、低压部分的压差增大，机组结构也比较复杂。复杂。第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3.4 溴化锂吸收式热泵机组v3.4.1 单效溴化锂吸收式热泵机组的结构v3.4.2 双效溴化锂吸收式热泵机组的结构返回首页返回首页第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3.4.1 单效溴化锂吸收式热泵机组的结构 溴化锂吸收式热泵机组是由各种换热器，并溴化锂吸收式热泵机组是由各种换热器，并辅以屏蔽泵、真空阀门、管道、抽气装置、控制辅以屏蔽泵、真空阀门、管道、抽气装置、控制装置等

20、组合而成。按照各换热器的布置方式分为装置等组合而成。按照各换热器的布置方式分为单筒型、双筒型或三筒型结构。单筒型、双筒型或三筒型结构。第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理单效溴化锂吸收式热泵机组由下列九个主要部单效溴化锂吸收式热泵机组由下列九个主要部分构成：分构成：u蒸发器蒸发器 借助制冷剂水的蒸发来从低温热源借助制冷剂水的蒸发来从低温热源吸收热量。吸收热量。u吸收器吸收器 吸收制冷剂蒸汽，保持蒸发压力恒吸收制冷剂蒸汽，保持蒸发压力恒定，同时放出吸收热。定，同时放出吸收热。 第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理u发生器发生器 使稀溶液沸腾产生制冷剂蒸汽，稀溶液同

21、时被浓使稀溶液沸腾产生制冷剂蒸汽，稀溶液同时被浓缩。缩。u冷凝器冷凝器 使制冷剂蒸汽冷凝，放出凝结热。使制冷剂蒸汽冷凝，放出凝结热。u溶液热交换器溶液热交换器 在稀溶液和浓溶液间进行热交换，提高机在稀溶液和浓溶液间进行热交换，提高机组热效率。组热效率。u液泵和制冷剂泵液泵和制冷剂泵 输送溴化锂溶液和制冷剂水。输送溴化锂溶液和制冷剂水。u抽气装置抽气装置 抽除影响吸收及冷凝效果的不凝性气体。抽除影响吸收及冷凝效果的不凝性气体。u控制装置控制装置 有热量控制装置、液位控制装置等。有热量控制装置、液位控制装置等。u安全装置安全装置 确保安全运转所用的装置。确保安全运转所用的装置。第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理返回本节返回本节第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3.4.2 双效溴化锂吸收式热泵机组的结构第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理第第3章吸章吸 收式热泵的工作原理收式热泵的工作原理3.5 溴化锂吸收式热泵的安装调试及维护v3.5