吸收式制冷机-1-吸收式制冷机与热泵,新校区

机械与动力工程学院吸收式制冷与热泵2023年2月4日主要内容：1、溴化锂吸收式制冷与热泵2、溴化锂吸收式制冷机的热力计算，以辅导为主；3、氨水吸收式制冷机与吸收式冰箱；*2weisean吸收式制冷目前在日本、中国和韩国得到了较普遍的应用。随着我国西气东输工程的实施和天然气的引进或开采，吸收式制冷正在制冷空调中发挥重要作用。充分利用余热的冷热电联产系统将使得吸收式制冷必不可少；广泛的燃气供应，以及夏季燃气低谷和用电高峰，可以使得燃气直燃式吸收式空调得到更广泛的应用。我国在吸收制冷设计和制造方面处于国际先进水平，出现了江苏双良，长沙远大，大连三洋等一系列著名品牌。前言*3weisean

吸收式制冷利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸气，在另一种条件下又能吸收低沸点组分这一特性完成制冷循环。目前吸收式制冷机多用二元溶液，习惯上称低沸点组分为制冷剂，高沸点组分为吸收剂。基本原理*4weisean整个系统包括两个回路：

制冷剂回路溶液回路基本原理*5weisean发生器和冷凝器（高压侧）与蒸发器和吸收器（低压侧）之间的压差通过安装在相应管道上的膨胀阀或其它节流机构来保持。在溴化锂吸收式制冷机中，这一压差相当小，一般只有6.5～8kPa，因而采用U型管、节流短管或节流小孔即可。基本原理*6weisean发生器generator

吸收式制冷机中，通过加热析出制冷剂的设备。

吸收器absorber

吸收式制冷机中，通过浓溶液吸收剂在其中喷雾以吸收来自蒸发器的制冷剂蒸气的设备。基本原理*7weisean

综上所述，溴化锂吸收式制冷机的工作过程可分为两个部分：

(1)制冷剂循环发生器中产生的冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成冷剂水，经U形管进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷效应。这些过程与蒸气压缩式制冷循环在冷凝器、节流阀和蒸发器中所产生的过程完全相同；

(2)溶液循环发生器中流出的浓溶液降压后进入吸收器，吸收由蒸发器产生的冷剂蒸气，形成稀溶液，用泵将稀溶液输送至发生器，重新加热，形成浓溶液。这些过程的作用相当于蒸气压缩式制冷循环中压缩机所起的作用。基本原理*8weisean

高压制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝后，经节流元件节流，温度和压力降低，低温、低压液体在蒸发器内汽化，实现制冷。共同点压缩式与吸收式制冷的异同*9weisean消耗的能量不同蒸发压缩式制冷机消耗机械功，吸收式制冷机消耗的是热能。吸收制冷剂蒸气的方式不同利用液体蒸发连续不断地制冷时，需不断地在蒸发器内产生蒸气。蒸气压缩式用压缩机吸收此蒸气，吸收式制冷机用吸收剂在吸收器内吸取制冷剂蒸气。将低压制冷剂蒸气变为高压制冷剂蒸气时采取的方式不同蒸气压缩式制冷机通过原动机驱动压缩机完成，吸收式制冷机则是通过吸收器、溶液泵、发生器和节流阀完成。提供的冷源温度不同蒸气压缩式制冷可以提供0℃以下的低温冷源，应用范围广泛；而吸收式制冷一般只能制取0℃以上的冷水，多用于空调系统。不同点压缩式与吸收式制冷的异同*10weisean工质不同压缩式制冷吸收式制冷单组分或多组分工质双组分工质对溴化锂－水氨－水吸收剂制冷剂高沸点组分低沸点组分不同点压缩式与吸收式制冷的异同*11weisean分类吸收式制冷机或热泵可以按照以下方式进行分类：（1）按工质分：溴化锂-水；氨-水；等（2）驱动热源分：蒸气型；热水型；直燃型；余热型；复合热源型；等（3）驱动热源的利用方式分：单效；双效；多效；多级；等（4）热泵制热目的：第一类；第二类；*12weisean分类吸收式式制冷机或热泵可以按照以下方式进行分类：（5）溶液循环流程分：串联；并联；串并联；等（6）按机组结构分：单筒；双筒；三筒；多筒；等以上分类中，第（4）个分类方法，是吸收式热泵的常见分类*13weisean第一类热泵：又称“增热型热泵”，利用少量的高温热源热能，产生大量的中温有用热能。第二类热泵：又称“升温型热泵”，利用大量的中温热源热能，产生少量的高温有用热能。*14weisean第一类吸收式热泵*15weisean第二类吸收式热泵*16weisean热力系数第二类热泵：第一类热泵：制冷热力系数：吸收式制冷与热泵系统与外界的能量交换*17weisean溴化锂吸收式制冷的有关热力计算*18weisean温度越低，溴化锂水溶液的饱和浓度也越低。因此，溴化锂水溶液的浓度过高或温度过低时均易于形成结晶，这是溴化锂吸收式制冷机设计和运行中必须注意的问题。在一定温度下，溶液面上水蒸气饱和分压力低于纯水的饱和分压力，而且溶液的浓度越高，液面上水蒸气饱和分压力越低，则溶液的吸水性越强。相同压力时，随着浓度的升高，对应的溶液饱和温度上升溴化锂水溶液的压力-饱和温度图（P-T）图*19weiseanP-t图*20P-T图除了可以用来确定溶液的状态参数外，还常被用来表示溴化锂水溶液热力状态的变化及溴化锂吸收式制冷的工作循环过程。ABCD溴化锂水溶液的压力-饱和温度图（P-T）图AB:溶液在发生器中的等压加热浓缩过程，称为发生过程CD:溶液在吸收器中的等压冷却稀释过程，称为吸收过程BC:浓溶液在热交换器中的冷却过程；DA:稀溶液在热交换器中的加热过程；这两个过程因为没有发生传质现象，因此溶液的浓度不变。P-T图由于没有反映比焓的变化，因此不能用P-T图进行吸收式制冷循环的热力计算。为了进行热力计算，常用比焓－浓度图（h-）。溴化锂水溶液的压力-饱和温度图（P-T）图*22weisean分类*溴

化

锂

水

溶

液

的

比

焓

浓

度

图ABC四个参数：温度浓度水蒸气压比焓只要知道任意2个，就可以查出另外2个注意：等压线反映的是溶液所具有的水蒸气压，而不是溶液的压力。只有处于相平衡时，溶液的压力才等于其水蒸气压。溴

化

锂

水

溶

液

的

比

焓

浓

度

图比焓-浓度图不但可以求得溶液的状态参数，还可以将溶液的热力过程清楚地表示出来，是进行吸收式制冷循环的理论分析，热力计算和运行特性分析的主要图表。其用途相当于蒸气压缩制冷中的压－焓图。气相区液相区*27weisean

系统中每产生1kg制冷剂所需要的制冷剂-吸收剂溶液的质量，称为溶液的循环倍率，用a表示。对发生器进行溶质守恒计算：放气范围，表示浓溶液与稀溶液的浓度差

wa.qmf=(qmf-qmd)wr+0.qmd

令a=qmf/qmd解出a=wr/wr-wa循环倍率和放气范围*28weisean计算例题已知单效溴化锂吸收式热泵吸收器中的压力为2.07KPa，溶液泵进口温度为54.8℃；发生器的压力为57.81KPa，发生器出口浓溶液温度为143.6℃；浓溶液在溶液换热器的出口温度为79.3℃；制冷剂的流量为1kg/s。对该热力系统进行热力计算。*29weisean查图结果*30weisean单效制冷机使用能源广泛，可以采用各种工业余热，废热，也可以采用地热、太阳能等作为驱动热源，在能源的综合利用和梯级利用方面有着显著的优势。而且具有负荷及热源自动跟踪功能，确保机组处于最佳运行状态。单效制冷机的驱动热源为低品位热源，其COP在0.5-0.7，如果业主具备高品位的热源，应选择直燃机或蒸汽双效制冷机，其COP在1.31以上。单效溴化锂吸收式机组的特征*31weisean直燃吸收式溴化锂冷温水机，我们称之为“直燃机”，是直接燃烧天然气、煤气、液化石油气，柴油作能源，以水/溴化锂作介质的冷热源设备。由于直燃机不以电为能源（只需极少的电作循环辅助动力），并具有制冷、采暖、卫生热水功能，可以大幅度削减电力投资和供热设备投资。在电空调广泛采用的国家和地区，直燃机更能削减夏季峰值电力、填补夏季燃气低谷的综合经济效益，对于电力行业及燃烧行业健康发展都具有举足轻重的影响。世界首台直燃机1968年在日本诞生，从1980年起成为日本、韩国等国的主要空调设备，占有该国中央空调市场80%以上的份额。远大1992年开发成功中国首台直燃机，1996年成为全球直燃机产销量最大的企业，至2002年已出口20余个国家，在中、美等国市场占有率为同行之首。*33weisean单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组循环流程的溶液回路包括下列过程：（1）稀溶液经溶液热交换器的加 热升温过程（2）稀溶液在发生器中的发生过 程（3）浓溶液经溶液热交换器的冷 却降温过程（4）浓溶液和稀溶液在进入吸收 器之前的混合过程（5）混合溶液在吸收器中的吸收 过程*34weisean单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组循环流程的制冷剂回路包括下列过程：（1）冷剂蒸汽在冷凝器中的冷凝过程（2）冷剂水在蒸发器中的蒸发过程*35weisean吸收式机组的应用系统驱动热源回路制冷剂回路溶液回路冷却水回路冷水回路抽气装置自动控制装置安全保护装置蒸汽型直燃型热水型余热型吸收式制冷的系统构成*36weisean双效溴化锂吸收式制冷与热泵*37weisean双效溴化锂吸收式制冷与热泵双效溴化锂吸收式制冷与热泵的工作原理*双效溴化锂吸收式制冷与热泵工作原理双效溴化锂吸收式制冷与热泵工作*39weisean溴化锂吸收式制冷与热泵机组*40weisean*41双效溴化锂吸收式热泵*42双效溴化锂吸收式热泵串联双效机组双效溴化锂吸收式热泵

远大户式BCT

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我校中央空调房溴化锂吸收式制冷机组示意图冷热电联产（BCHP）系统

涡轮发电机已被广泛使用，以安静、长寿著称，不足之处是排气热损失较大，不同的机型尾气温度在250～550℃之间，氧含量为14％～18％，这是一笔大