吸收式制冷课件

吸收式制冷

第一节吸收式制冷的基本原理压缩机高温高压低温低压高温高压低温低压节流装置蒸发器冷凝器P蒸气压缩式制冷的基本原理第一节吸收式制冷的基本原理一、吸收式制冷的基本原理低压制冷剂(气液共存)利用热源使溶液中的制冷剂气化利用浓溶液吸收制冷剂蒸气冷凝器节流阀吸收器发生器1、吸收式制冷循环第一节吸收式制冷的基本原理膨胀阀蒸发器冷凝器发生器吸收器泵节流装置相当于一个压缩机制冷剂循环－逆循环吸收剂循环－正循环2、吸收式制冷机的构成膨胀阀蒸发器冷凝器发生器吸收器溶液泵节流装置与蒸气压缩式制冷系统完全相同相当于“热力压缩机”吸收器相当于吸气侧发生器相当于压出侧第一节吸收式制冷的基本原理第一节吸收式制冷的基本原理3、制冷剂－吸收剂溶液在吸收器中，吸收剂吸收制冷剂蒸气而形成的溶液称之为制冷剂－吸收剂溶液。(也称之为制冷剂－吸收剂工质对)在吸收式制冷机中，吸收剂通常以二元溶液的形式参与循环，吸收剂溶液与制冷剂－吸收剂溶液的区别在于前者所含制冷剂的浓度比后者低。常用的制冷剂－吸收剂工质对：水－溴化锂水－氯化锂氨－水一、吸收式制冷机的热力系数1、吸收式制冷机热力系数ζ的定义吸收式制冷机所制取的制冷量与所消耗的热量之比，即：第一节吸收式制冷的基本原理式中：Ø0－吸收式制冷机所制取的制冷量；

Øk－吸收式制冷机所消耗的热量。2、吸收式制冷机热力系数分析(1)吸收式制冷系统与外界的能量交换第一节吸收式制冷的基本原理吸收式制冷系统与外界的能量交换根据热力学第一定律：吸收器冷凝器假设：该吸收式制冷循环是可逆的；发生器热媒温度、蒸发温度、冷凝温度、环境温度均为常量。则：发生器热媒引起的熵增为：蒸发器中被冷却物质引起的熵增为：第一节吸收式制冷的基本原理周围环境引起的熵增为：由热力学第二定律可知：系统引起外界总熵的变化应大于或等于零，即：第一节吸收式制冷的基本原理将能量平衡方城代入上式，有：若忽略泵的功耗，则吸收式制冷机的热力系数为：则吸收式制冷机的最大热力系数ζmax为：第一节吸收式制冷的基本原理

可见：吸收式制冷机的最大热力系数等于工作在Tg与Te之间的卡诺循环的热效率与工作在T0和Te之间的逆卡诺循环的制冷系数的乘积。最大热力系数随热源温度的升高、环境温度的降低及被冷却介质温度的升高而增大。因此，可逆吸收式制冷循环可看成卡诺循环与逆卡诺循环构成的联合循环，如右图所示。故吸收式制冷与由热机驱动的压缩式制冷机相比，只要外界的温度条件相同，二者的理想的最大热力系数是相同的。可逆吸收式制冷循环压缩式制冷机的制冷系数应乘以驱动压缩机的动力装置的热效率后，才能与吸收式制冷机的热力系数相比。第二节二元溶液的特性第二节二元溶液的特性在吸收式制冷循环中，制冷剂－吸收剂工质对(二元混合物)的特性是关键问题，工质对的特性受溶液浓度的影响。对于吸收式制冷机通常规定：溴化锂水溶液的浓度指溶液中溴化锂的质量浓度；(在溴化锂吸收式制冷机中，吸收剂是浓溶液。)氨水溶液的浓度指溶液中氨的质量浓度。(在氨吸收式制冷机中，吸收剂是稀溶液。)第二节二元溶液的特性一、溴化锂水溶液的特性溴化锂－水溶液是目前空调用吸收式制冷机采用的工质对。溴化锂的性质：无水溴化锂为无色粒状结晶物，性质和食盐相似，化学稳定性好，在大气中不变质、分解、挥发。无毒，对皮肤无刺激。通常固体溴化锂含一个或两个结晶水。溴化锂水溶液对一般金属有腐蚀性。溴化锂的沸点比水高很多，溴化锂水溶液发生沸腾时只有水汽化，生成纯制冷剂，故不需设蒸汽精馏设备，系统简单，热力系数较高。其主要弱点在于以水为制冷剂，蒸发温度不能太低。并且系统对真空度要求较高。(一)、溴化锂水溶液的压力－饱和温度图第二节二元溶液的特性溴化锂水溶液蒸汽压图纯水的压力－饱和温度关系结晶线

溴化锂溶液沸腾时，只有水被汽化，故溶液的蒸气压为水蒸气的分压。由图可知：一定温度下溶液的水蒸气饱和分压力低于纯水的饱和分压力，并且浓度越高，分压力越低：结晶线表明在不同温度下的饱和浓度。温度越低，饱和浓度也越低。溴化锂溶液的浓度过高或溶液温度过低均易形成结晶。(机组运行时应防止发生结晶)第二节二元溶液的特性(二)、溴化锂水溶液的比焓－浓度图饱和液态和过冷液态的比焓在h－ξ图上可根据等温线和等浓度线的交点确定。在溴化锂溶液的h－ξ图上只有液相区，气态为纯水蒸汽，集中在ξ＝0的纵轴上。由于平衡时气液同温度，可通过某等压辅助线和等焓线交点确定。当压力较低时，压力对液体的比焓和混合热的影响很小，可认为溶液的比焓只是温度和浓度的函数。溴化锂水溶液的比焓－浓度图等温液线等压饱和液液线第三节单效溴化锂吸收式制冷机第三节单效溴化锂吸收式制冷机溴化锂吸收式制冷机的优点(1)不需要设置蒸汽精馏设备，系统简单，热力系数较高；(2)可以利用各种热能驱动，节约大量用电；(3)结构简单，运动部件少，安全可靠；(4)对环境和大气臭氧层无害。目前，溴化锂吸收式制冷机发展迅速，在大型空调制冷系统和低品位热能利用方面占有重要地位。第三节单效溴化锂吸收式制冷机一、单效溴化锂吸收式制冷理论循环1、单效溴化锂吸收式制冷机的流程(见flash)单效溴化锂吸收式制冷机的流程2、单效溴化锂吸收式制冷机理论循环第三节单效溴化锂吸收式制冷机h－ξ图上溴化锂吸收式制冷机理论循环1→2：泵的加压过程，来自吸收器的稀溶液由压力P0下的饱和液变为压力Pk下的过冷液，浓度不变，温度近似不变，点1与点2基本重合。2→3：过冷的稀溶液在预热器中的预热，浓度不变，温度升高。3→4：稀溶液在发生器中的加热过程，其中3→3g过冷稀溶液变为饱和液的过程；3g→4为稀溶液在等压Pk下沸腾气化变为浓溶液的过程。发生器排出的蒸汽可认为是与沸腾过程溶液的平均状态相平衡的水蒸气(状态7的过热水蒸汽)第三节叛单效溴化章锂吸收式鸡制冷机h－ξ图上溴化锂吸收式制冷机理论循环7→8啦：为冷而剂水蒸判气在冷替凝器中院的冷凝科过程，沿压力为样Pk。8→9：佛为冷剂水截的节流过设程，压力饮由Pk变盗为P0下尺的湿蒸气捧，状态9仍的湿蒸气忧为由状态欠9′的饱害和水与状压态9′′挖的饱和水顷蒸气组成僵。9→1示0：为丙状态9乔的湿蒸鉴汽在蒸漆发器内戴吸热气双化至状套态10她的饱和饱水蒸汽垃过程，兼其压力毒为P0匆。4→5：锹为浓溶液意在热交换须器中的预晚冷过程，活即由压力诸为Pk的草饱和液变破为过冷液焰。5→6久：浓溶居液的节锋流过程停，将压南力为P菌k的过衫冷液变宫为压力问P0下如的湿蒸景汽。第三节介单效溴化仅锂吸收式阀制冷机h－ξ图上溴化锂吸收式制冷机理论循环6→1奇：为浓絮溶液在秋吸收器生中吸收椅过程，绝其中6泡→6a饰为浓溶谨液由湿西蒸气变牙为饱和揉液状态释，6a堆→1为比状态为闻6a的继饱和液忌在压力肯P0下宿与状态少10的大冷剂水缩慧蒸汽放图热混合槽为稀溶身液的过纽奉程。3、理想聪溴化锂吸埋收式制冷横循环的热梁力系数决定吸丝式收式制赤冷循环欣的外部带条件被冷却祥介质的章温度tcw：决定坐蒸发压滥力(蒸发温强度t0)；冷却介例质温度tw：决定躲冷凝压印力Pk(冷凝温度tk)及吸收沙器内的治最低温芹度t1；热源温谦度th：决定发维生器内的伯最高温度t4。第三节潮单效嘉溴化锂姐吸收式浆制冷机溶液的励循环倍丙率f定义：屯系统中圈每产生1kg的制冷寒剂所需庭要的制希冷剂－尽吸收剂盐的千克探数。F，ξwDF－D，ξsfkg1kg设从吸收览器进入发迟生器的稀药溶液流量桂为F，发生器冒中产生的彩水蒸汽的削质量流量膊为D，则由稍发生器敌进入吸况收器的暗浓溶液青流量为F－D，根据抖发生器干内溴化鹅锂的制说冷平衡脉方程可臣导出：“放气范伯围”(3)渐理想督溴化锂岔吸收式拔制冷循请环的热振力系数第三节雕单效溴化猪锂吸收式孟制冷机可见：瞧循环倍寸率对吸俊收式制候冷的热倚力系数拍影响很葱大，为芹增大热尘力系数冶，需减负小循环技倍率。为减小循接环倍率，厕需增大放漫气范围及防减小浓溶盾液浓度。二、单效驰溴化锂吸蚕收式制冷测机的典型止结构与流暮程(一)板单效节溴化锂失吸收式掌制冷机呈的典型低结构1、吸幅收式制爷冷机是瘦在高真宝空度下拿工作的垮，要求斤系统密浊封性好窜。结构眨安排必业须紧凑圾，连接杀部件尽顾量减少泰，通常丝式把发生揪器等四牢个主要揪换热设惩备置于盛一个或田两个密绍闭筒体纷内，即帝通常所错说的单筒结构徒和双筒结解构。2、因设洋备内压力忍很低，为芽减少制冷嗽剂蒸汽的垮流动损失崭，将压力座相近的设坟备合放在无一个筒体晶内，使外蓬部冷却介纠质在管束腾内流动，制冷剂在州管束外较逗大的空间终内流动。3、蒸发群器和吸收锅器采用喷淋式换云热设备，以减少要静液高度夫对蒸发温剂度的影响海(在蒸发装器低压下屯，100滑mm高的胞水层将使讨蒸发温度闭上升10燃－12º赶C)。发害生器虽多榨采用沉浸雅式，但液弓层的高度卡要求小于300－盟350m颠m。第三节锋单效墙溴化锂叼吸收式稼制冷机第三节浅单效腰溴化锂端吸收式嚼制冷机双筒形反单效溴辣化锂吸养收式制誓冷机结同构简图1－吸收饱器；2－渣稀溶液囊巧；3－发制生器泵；疲4－溶液呼热交换器月；5－发馒生器；6豆－浓溶液绝囊；7－挡液板；8－冷歼凝器；9涌－冷凝器马水盘；1框0－U形霉管；11违－蒸发器磨；12－捕蒸发器水辞盘；13娃－蒸发器外水囊；1扣4－蒸发损器泵；1撒5－冷剂术水喷淋系府统；16堪－挡水板苦；17－城吸收器泵占；18－介溶液喷淋撇泵；19惜－发生器衰溶液囊；税20－三通阀；21浓溶液贸溢流管；22－胁抽气装置第三节肾单效溴化垄锂吸收式遮制冷机(二)津单效溴化烦锂吸收式称制冷机的单流程第三节孔单效溴化旱锂吸收式怒制冷机直燃双骂效溴化驳锂吸收锯式制冷