制冷技术模块六溴化锂吸收式制冷循环系统的原理与应用课件

模块六溴化锂吸收式制冷循环系统的原理与应用一、学习目标

二、相关知识

三、知识运用模块六溴化锂吸收式制冷循环系统的原理与应用一、学习目标

二1一、学习目标1)掌握吸收式制冷的工作原理与循环。

2)了解溴化锂水溶液的性质。

3)掌握单效、双效溴化锂吸收式制冷机的工作原理及工作过程。

4)熟悉蒸汽型、热水型、直燃型及太阳能型溴化锂吸收式制冷循环系统。

5)了解溴化锂吸收式制冷机的特点。一、学习目标1)掌握吸收式制冷的工作原理与循环。

2)了解溴2二、相关知识(一)吸收式制冷的工作原理与循环

吸收式制冷是相变制冷的一种，它和蒸气压缩式制冷一样，是利用液态制冷剂在低压低温下汽化以达到制冷的目的。图6-1吸收式制冷原理图

1—冷凝器2—发生器3—溶液泵4—溶液节流阀5—吸收器6—蒸发器7—制冷剂节流阀二、相关知识(一)吸收式制冷的工作原理与循环

吸收式制冷是相3二、相关知识(二)溴化锂水溶液的性质

1.吸收式制冷循环工质对的选择要求

(1)制冷剂的选择要求吸收式制冷循环中制冷剂的选择要求与蒸气压缩式制冷循环基本相同，应具有较大的单位容积制冷量，适中的工作压力及价廉、无毒、不爆炸和不腐蚀等性质。

(2)吸收剂的选择要求

1)吸收剂吸收制冷剂的能力要强。

2)吸收剂和制冷剂沸点相差越大越好。

3)吸收剂热导率要大，密度、粘度及比热容要小，以提高制冷循环的工作效率。

4)化学稳定性和安全性要好，要求无毒、不燃烧、不爆炸，对制冷机的金属材料无腐蚀。二、相关知识(二)溴化锂水溶液的性质

1.吸收式制冷循环工质4二、相关知识5)吸收式制冷循环工质对所组成的二元溶液应为非共沸溶液，共沸溶液不能作为吸收式制冷循环的工质对。

2.溴化锂水溶液的性质

(1)水水作制冷剂的优点是汽化热大，价廉，易得，无毒无味，不燃烧，不爆炸等；缺点是蒸发压力低，蒸气比体积大，只能制取0℃以上的冷水。

(2)溴化锂溴化锂由碱金属元素锂(Li)和卤族元素溴(Br)组成，其一般性质与食盐大体类似，是一种稳定的物质，在大气中不挥发，不分解变质，极易溶于水，常温下呈无色粒状晶体，无毒、无臭，有咸苦味。

(3)溴化锂水溶液二、相关知识5)吸收式制冷循环工质对所组成的二元溶液应为非共5二、相关知识1)溴化锂水溶液是无色液体，有咸味，无毒，加入缓蚀剂铬酸锂后溶液呈淡黄色，加入钼酸锂后溶液仍呈无色透明液体。

2)溴化锂在水中的溶解度随温度的降低而降低，因此制冷机组运行时，溴化锂水溶液的质量分数不宜超过66%，否则，当溶液温度降低时将有结晶析出，破坏循环的正常运行。

3)在常压下，水的沸点是100℃，而溴化锂的沸点为1265℃，两者相差较大，因此，溶液沸腾时产生的蒸气成分几乎都是水，很少带有溴化锂的成分，这样不必进行精馏就几乎可得到纯制冷剂蒸气。

4)溴化锂水溶液的水蒸气分压很小，比同温度下纯水的饱和蒸气压小得多，故有很强的吸湿性。二、相关知识1)溴化锂水溶液是无色液体，有咸味，无毒，加入缓6二、相关知识5)与水相比，它的密度较大，比定压热容较小，粘度较大，表面张力较大。

6)在化学性质方面，溴化锂水溶液对黑色金属及纯铜等普通材料有很强的腐蚀作用，特别是当有空气存在时，情况更为严重。

(三)溴化锂吸收式制冷机的工作原理

溴化锂吸收式制冷机是指以溴化锂水溶液为工质的制冷机。

1.溴化锂吸收式制冷机的分类

(1)按用途分类

1)冷水机组。

2)冷热水机组。

3)热泵机组。

(2)按驱动热源分类二、相关知识5)与水相比，它的密度较大，比定压热容较小，粘度7二、相关知识1)蒸汽型。

2)直燃型。

3)热水型。

4)太阳能型。

(3)按驱动热源的利用方式分类

1)单效。

2)双效。

3)多效。

(4)按溶液循环流程分类

1)串联流程。

2)并联流程。

3)串并联流程。二、相关知识1)蒸汽型。

2)直燃型。

3)热水型。

4)太8二、相关知识(5)按机组结构分类

1)单筒型。

2)双筒型。

3)三筒或多筒型。

2.单效溴化锂吸收式制冷循环图6-2单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的工作原理

1—冷凝器2—发生器3—蒸发器4—溶液热交换器5—引射器6—吸收器7—溶液泵8—冷剂水泵二、相关知识(5)按机组结构分类

1)单筒型。

2)双筒型。9二、相关知识(1)冷剂水的循环发生器中稀溶液被外来热源(图中所示为蒸汽)加热，产生冷剂水蒸气，进入冷凝器并在其中冷凝形成冷剂水。

(2)溴化锂水溶液的循环发生器出来的浓溶液，经过溶液热交换器降温后，被引射器内的工作流体引射，形成中间浓度的溶液后流入吸收器，均匀淋洒在吸收器管簇外表面，吸收由蒸发器产生的冷剂水蒸气，形成稀溶液。

3.双效溴化锂吸收式制冷循环图6-3双效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的工作原理

1—高压发生器泵2—高温换热器3—吸收器4—蒸发器5—高压发生器6—冷凝器7—低压发生器

8、12—引射器9—冷剂水泵10—凝水换热器11—低温换热器13—溶液泵二、相关知识(1)冷剂水的循环发生器中稀溶液被外来热源(图10二、相关知识(1)溴化锂水溶液的循环吸收器中的稀溶液分成两路：一路经高压发生器泵升压后送至高温换热器，被高压发生器流出的高温浓溶液加热升温后，进入高压发生器；另一路经溶液泵升压后，又分成两路，一路进入低温换热器，被从低压发生器流出的浓溶液加热升温后，再经凝水换热器继续升温，然后进入低压发生器，另一路作为引射器12的工作流体。

(2)冷剂水的循环高、低压发生器分别产生的冷剂水和冷剂水蒸气在冷凝器中被冷却水冷却和冷凝后，汇集起来经节流装置，淋洒在蒸发器管簇外表面上，因蒸发器内压力低，部分冷剂水闪发吸收冷媒水的热量，产生部分制冷效应。

4.溴化锂吸收式制冷机的主要附加措施二、相关知识(1)溴化锂水溶液的循环吸收器中的稀溶液分成两11二、相关知识(1)抽气装置由于溴化锂吸收式制冷机是处于真空中运行的，蒸发器和吸收器中的绝对压力极低，故外界空气很容易渗入，即使少量的不凝性气体也会明显地降低机组的制冷量。图6-4抽气装置

1—冷凝器2—发生器3—蒸发器4—吸收器

5—溶液泵6—冷剂水泵7—水气分离器

8—阻油器9—真空泵二、相关知识(1)抽气装置由于溴化锂吸收式制冷机是处于真空12二、相关知识图6-5自动抽气装置

1—蒸发器2—吸收器

3—抽气管4—引射器

5—气液分离器6—放气阀

7—回流阀8—溶液泵二、相关知识图6-5自动抽气装置

1—蒸发器2—吸收器

13二、相关知识(2)防止结晶装置如果溴化锂水溶液的浓度过高或温度过低，会使得溴化锂制冷机在运行中结晶，从而迫使制冷机停止运行。图6-6J形管溶晶装置图

1—冷凝器2—发生器3—蒸发器

4—吸收器5—发生器泵6—溶液换热器二、相关知识(2)防止结晶装置如果溴化锂水溶液的浓度过高或14二、相关知识图6-7防冷剂水污染装置

1—冷凝器2—发生器

3—蒸发器4—吸收器二、相关知识图6-7防冷剂水污染装置

1—冷凝器2—发生15二、相关知识(3)防冷剂水污染装置冷却水温度过低会造成冷凝器冷凝压力过低，致使蒸发过程变得剧烈，发生器中的溶液液滴可能被冷剂水蒸气带入冷凝器中，致使进入蒸发器的冷剂水中含有微量溴化锂而使冷剂水被污染，这会影响制冷机的性能。

(4)添加能量增强剂溴化锂吸收式制冷机基本上是一些热交换设备的组合体，它的工作过程实质上是由传热和传质过程组成的。

(四)溴化锂吸收式制冷机的特点

1)以水作制冷剂，以溴化锂水溶液作吸收剂，无臭、无味、无毒，对人体无危害，对大气臭氧层无破坏作用。

2)以热能为动力，能源利用范围广，特别适用于有废蒸汽、废热水可利用的化工、冶金和轻工企业，有利于热源的综合利用。二、相关知识(3)防冷剂水污染装置冷却水温度过低会造成冷凝16二、相关知识3)整个装置基本上是换热器的组合体，除泵外，没有其他运动部件，所以振动、噪声都很小，对基建要求不高，可在露天甚至楼顶安装。

4)制冷机在真空状态下运行，无爆炸危险。

5)能在10%~100%范围内进行制冷量的自动、无级调节，而且在部分负荷时，机组的热力系数并不明显下降。

6)溴化锂水溶液对金属，尤其是黑色金属有强烈的腐蚀性，特别在有空气存在的情况下更为严重，因此，对金属的密封性要求非常严格。

7)由于系统以热能作为补偿，加上溴化锂水溶液的吸收过程是放热过程，故对外界的排热量大，通常比蒸气压缩式制冷机大一倍，因此，冷却水消耗量大。二、相关知识3)整个装置基本上是换热器的组合体，除泵外，没有17二、相关知识8)因用水作为制冷剂，故只能制取0℃以上的冷水，多用于空气调节及一些生产工艺用冷却水。

9)溴化锂价格较贵，机组充灌量大，初投资较高。二、相关知识8)因用水作为制冷剂，故只能制取0℃以上的冷水，18三、知识运用(一)蒸汽型溴化锂吸收式制冷装置图6-8双筒双效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组

1—低温换热器2—低压发生器3—调节阀4—高温换热器5—高压发生器6—冷凝器7—蒸发器

8—冷剂水泵9—吸收器10—溶液泵11—J形管12—引射器三、知识运用(一)蒸汽型溴化锂吸收式制冷装置图6-8双19三、知识运用(二)热水型溴化锂吸收式制冷装置

图6⁃9所示为一个利用地热资源的热水型溴化锂吸收式冷水机组。图6-9热水型溴化锂吸收式冷水机组

1—发生器2—冷凝器3、10—换热器

4—制冷剂节流阀5—蒸发器6—溶液节流阀

7—吸收器8—冷剂水泵9—溶液泵三、知识运用(二)热水型溴化锂吸收式制冷装置

图6⁃9所示为20三、知识运用(三)直燃型溴化锂吸收式冷热水机组

直燃型溴化锂吸收式冷热水机组以燃气或燃油为能源，以所产生的高温烟气为热源，按蒸气吸收式循环的原理工作。图6-10直燃型双效溴化锂吸收式冷热水机组

a)制冷循环b)采暖循环

1—蒸发器2—吸收器3—冷凝器4—低压发生器5—高压发生器6—燃烧器7—高温换热器

8—低温换热器9—自动抽气装置10—溶液泵11—冷剂水泵三、知识运用(三)直燃型溴化锂吸收式冷热水机组

直燃型溴化锂21三、知识运用(四)太阳能型溴化锂吸收式制冷装置

图6⁃11所示为太阳能型溴化锂吸收式制冷系统，主要包括集热器、溴化锂吸收式冷水机组、储热水罐和辅助热源、冷却水塔以及冷冻水箱、换热器、水泵等。图6-11太阳能型溴化锂吸收式制冷系统

1—发生器2—冷凝器3—吸收器4—蒸发器三、知识运用(四)太阳能型溴化锂吸收式制冷装置

图6⁃11所22三、知识运用思考题与练习题

1.吸收式制冷与蒸气压缩式制冷有何不同？

2.吸收式制冷的基本组成设备有哪些？

3.简述吸收式制冷循环的工作过程。

4.为什么要求制冷剂与吸收剂在相同压力下的沸点相差越大越好？

5.溴化锂水溶液对一般金属有较强的腐蚀作用，应从哪些方面减少或延缓腐蚀？

6.单效溴化锂吸收式制冷机有哪些主要部件？为什么溶液换热器能提高机组的经济性？

7.简述单效溴化锂吸收式制冷机的工作过程。

8.双效溴化锂吸收式制冷机有哪些主要部件？它与单效制冷机相比增添了哪些部件？指出其中的节能部件。三、知识运用思考题与练习题

1.吸收式制冷与蒸气压缩式制冷有23三、知识运用9.简述双效溴化锂吸收式制冷机的工作过程。

10.简述直燃型溴化锂吸收式制冷机的优点。

11.直燃型溴化锂双效冷热水机组的主要部件与蒸汽型溴化锂双效冷水机组相比有哪些不同？

12.简述溴化锂吸收式制冷机的特点。三、知识运用9.简述双效溴化锂吸收式制冷机的工作过程。

1024模块六溴化锂吸收式制冷循环系统的原理与应用一、学习目标

二、相关知识

三、知识运用模块六溴化锂吸收式制冷循环系统的原理与应用一、学习目标

二25一、学习目标1)掌握吸收式制冷的工作原理与循环。

2)了解溴化锂水溶液的性质。

3)掌握单效、双效溴化锂吸收式制冷机的工作原理及工作过程。

4)熟悉蒸汽型、热水型、直燃型及太阳能型溴化锂吸收式制冷循环系统。

5)了解溴化锂吸收式制冷机的特点。一、学习目标1)掌握吸收式制冷的工作原理与循环。

2)了解溴26二、相关知识(一)吸收式制冷的工作原理与循环

吸收式制冷是相变制冷的一种，它和蒸气压缩式制冷一样，是利用液态制冷剂在低压低温下汽化以达到制冷的目的。图6-1吸收式制冷原理图

1—冷凝器2—发生器3—溶液泵4—溶液节流阀5—吸收器6—蒸发器7—制冷剂节流阀二、相关知识(一)吸收式制冷的工作原理与循环

吸收式制冷是相27二、相关知识(二)溴化锂水溶液的性质

1.吸收式制冷循环工质对的选择要求

(1)制冷剂的选择要求吸收式制冷循环中制冷剂的选择要求与蒸气压缩式制冷循环基本相同，应具有较大的单位容积制冷量，适中的工作压力及价廉、无毒、不爆炸和不腐蚀等性质。

(2)吸收剂的选择要求

1)吸收剂吸收制冷剂的能力要强。

2)吸收剂和制冷剂沸点相差越大越好。

3)吸收剂热导率要大，密度、粘度及比热容要小，以提高制冷循环的工作效率。

4)化学稳定性和安全性要好，要求无毒、不燃烧、不爆炸，对制冷机的金属材料无腐蚀。二、相关知识(二)溴化锂水溶液的性质

1.吸收式制冷循环工质28二、相关知识5)吸收式制冷循环工质对所组成的二元溶液应为非共沸溶液，共沸溶液不能作为吸收式制冷循环的工质对。

2.溴化锂水溶液的性质

(1)水水作制冷剂的优点是汽化热大，价廉，易得，无毒无味，不燃烧，不爆炸等；缺点是蒸发压力低，蒸气比体积大，只能制取0℃以上的冷水。

(2)溴化锂溴化锂由碱金属元素锂(Li)和卤族元素溴(Br)组成，其一般性质与食盐大体类似，是一种稳定的物质，在大气中不挥发，不分解变质，极易溶于水，常温下呈无色粒状晶体，无毒、无臭，有咸苦味。

(3)溴化锂水溶液二、相关知识5)吸收式制冷循环工质对所组成的二元溶液应为非共29二、相关知识1)溴化锂水溶液是无色液体，有咸味，无毒，加入缓蚀剂铬酸锂后溶液呈淡黄色，加入钼酸锂后溶液仍呈无色透明液体。

2)溴化锂在水中的溶解度随温度的降低而降低，因此制冷机组运行时，溴化锂水溶液的质量分数不宜超过66%，否则，当溶液温度降低时将有结晶析出，破坏循环的正常运行。

3)在常压下，水的沸点是100℃，而溴化锂的沸点为1265℃，两者相差较大，因此，溶液沸腾时产生的蒸气成分几乎都是水，很少带有溴化锂的成分，这样不必进行精馏就几乎可得到纯制冷剂蒸气。

4)溴化锂水溶液的水蒸气分压很小，比同温度下纯水的饱和蒸气压小得多，故有很强的吸湿性。二、相关知识1)溴化锂水溶液是无色液体，有咸味，无毒，加入缓30二、相关知识5)与水相比，它的密度较大，比定压热容较小，粘度较大，表面张力较大。

6)在化学性质方面，溴化锂水溶液对黑色金属及纯铜等普通材料有很强的腐蚀作用，特别是当有空气存在时，情况更为严重。

(三)溴化锂吸收式制冷机的工作原理

溴化锂吸收式制冷机是指以溴化锂水溶液为工质的制冷机。

1.溴化锂吸收式制冷机的分类

(1)按用途分类

1)冷水机组。

2)冷热水机组。

3)热泵机组。

(2)按驱动热源分类二、相关知识5)与水相比，它的密度较大，比定压热容较小，粘度31二、相关知识1)蒸汽型。

2)直燃型。

3)热水型。

4)太阳能型。

(3)按驱动热源的利用方式分类

1)单效。

2)双效。

3)多效。

(4)按溶液循环流程分类

1)串联流程。

2)并联流程。

3)串并联流程。二、相关知识1)蒸汽型。

2)直燃型。

3)热水型。

4)太32二、相关知识(5)按机组结构分类

1)单筒型。

2)双筒型。

3)三筒或多筒型。

2.单效溴化锂吸收式制冷循环图6-2单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的工作原理

1—冷凝器2—发生器3—蒸发器4—溶液热交换器5—引射器6—吸收器7—溶液泵8—冷剂水泵二、相关知识(5)按机组结构分类

1)单筒型。

2)双筒型。33二、相关知识(1)冷剂水的循环发生器中稀溶液被外来热源(图中所示为蒸汽)加热，产生冷剂水蒸气，进入冷凝器并在其中冷凝形成冷剂水。

(2)溴化锂水溶液的循环发生器出来的浓溶液，经过溶液热交换器降温后，被引射器内的工作流体引射，形成中间浓度的溶液后流入吸收器，均匀淋洒在吸收器管簇外表面，吸收由蒸发器产生的冷剂水蒸气，形成稀溶液。

3.双效溴化锂吸收式制冷循环图6-3双效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的工作原理

1—高压发生器泵2—高温换热器3—吸收器4—蒸发器5—高压发生器6—冷凝器7—低压发生器

8、12—引射器9—冷剂水泵10—凝水换热器11—低温换热器13—溶液泵二、相关知识(1)冷剂水的循环发生器中稀溶液被外来热源(图34二、相关知识(1)溴化锂水溶液的循环吸收器中的稀溶液分成两路：一路经高压发生器泵升压后送至高温换热器，被高压发生器流出的高温浓溶液加热升温后，进入高压发生器；另一路经溶液泵升压后，又分成两路，一路进入低温换热器，被从低压发生器流出的浓溶液加热升温后，再经凝水换热器继续升温，然后进入低压发生器，另一路作为引射器12的工作流体。

(2)冷剂水的循环高、低压发生器分别产生的冷剂水和冷剂水蒸气在冷凝器中被冷却水冷却和冷凝后，汇集起来经节流装置，淋洒在蒸发器管簇外表面上，因蒸发器内压力低，部分冷剂水闪发吸收冷媒水的热量，产生部分制冷效应。

4.溴化锂吸收式制冷机的主要附加措施二、相关知识(1)溴化锂水溶液的循环吸收器中的稀溶液分成两35二、相关知识(1)抽气装置由于溴化锂吸收式制冷机是处于真空中运行的，蒸发器和吸收器中的绝对压力极低，故外界空气很容易渗入，即使少量的不凝性气体也会明显地降低机组的制冷量。图6-4抽气装置

1—冷凝器2—发生器3—蒸发器4—吸收器

5—溶液泵6—冷剂水泵7—水气分离器

8—阻油器9—真空泵二、相关知识(1)抽气装置由于溴化锂吸收式制冷机是处于真空36二、相关知识图6-5自动抽气装置

1—蒸发器2—吸收器

3—抽气管4—引射器

5—气液分离器6—放气阀

7—回流阀8—溶液泵二、相关知识图6-5自动抽气装置

1—蒸发器2—吸收器

37二、相关知识(2)防止结晶装置如果溴化锂水溶液的浓度过高或温度过低，会使得溴化锂制冷机在运行中结晶，从而迫使制冷机停止运行。图6-6J形管溶晶装置图

1—冷凝器2—发生器3—蒸发器

4—吸收器5—发生器泵6—溶液换热器二、相关知识(2)防止结晶装置如果溴化锂水溶液的浓度过高或38二、相关知识图6-7防冷剂水污染装置

1—冷凝器2—发生器

3—蒸发器4—吸收器二、相关知识图6-7防冷剂水污染装置

1—冷凝器2—发生39二、相关知识(3)防冷剂水污染装置冷却水温度过低会造成冷凝器冷凝压力过低，致使蒸发过程变得剧烈，发生器中的溶液液滴可能被冷剂水蒸气带入冷凝器中，致使进入蒸发器的冷剂水中含有微量溴化锂而使冷剂水被污染，这会影响制冷机的性能。

(4)添加能量增强剂溴化锂吸收式制冷机基本上是一些热交换设备的组合体，它的工作过程实质上是由传热和传质过程组成的。

(四)溴化锂吸收式制冷机的特点

1)以水作制冷剂，以溴化锂水溶液作吸收剂，无臭、无味、无毒，对人体无危害，对大气臭氧层无破坏作用。

2)以热能为动力，能源利用范围广，特别适用于有废蒸汽、废热水可利用的化工、冶金和轻工企业，有利于热源的综合利用。二、相关知识(3)防冷剂水污染装置冷却水温度过低会造成冷凝40二、相关知识3)整个装置基本上是换热器的组合体，除泵外，没有其他运动部件，所以振动、噪声都很小，对基建要求不高，可在露天甚至楼顶安装。

4)制冷机在真空状态下运行，无爆炸危险。

5)能在10%~100%范围内进行制冷量的自动、无级调节，而且在部分负荷时，机组的热力系数并不明显下降。

6)溴化锂水溶液对金属，尤其是黑色金属有强烈的腐蚀性，特别在有空气存在的情况下更为严重，因此，对金属的密封性要求非常严格。

7)由于系统以热能作为补偿，加上溴化锂水溶液的吸收过程是放热过程，故对外界的排热量大，通常比蒸气压缩式制冷机大一倍，因此，冷却水消耗量大。二、相关知识3)整个装置基本上是换热器的组合体，除泵外，没有41二、相关知识8)因用水作为制冷剂，故只能制取0℃以上的冷水，多用于空气调节及一些生产工艺用冷却水。

9)溴化锂价格较贵，机组充灌量大，初投资较高。二、相关知识8)因用水作为制冷剂，故只能制取0℃以上的冷水，42三、知识运用(一)蒸汽型溴化锂吸收式制冷装置图6-8双筒双效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组

1—低温换热器2—低压发生器3—调节阀4—高温换热器5—高压发生器6—冷凝器7—蒸发器

8—冷剂水泵9—吸收器10—溶液泵11—J形管12—引射器三、知识运用(一)蒸汽型溴化锂吸收式制冷装置图6-8双43三、知识运用(二)热水型溴化锂吸收式制冷装置