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1、吸收式制冷技术吸收式制冷技术第1页，此课件共36页哦4.1 吸收式制冷的基本原理吸收式制冷的基本原理4.2 单效溴化效溴化锂吸收式制冷系吸收式制冷系统第2页，此课件共36页哦4.1 吸收式制冷的基本原理吸收式制冷的基本原理4.2 单效溴化效溴化锂吸收式制冷系吸收式制冷系统第3页，此课件共36页哦概述概述美国（美国（1945、开利）是最早生、开利）是最早生产和和应用溴化用溴化锂吸收式制冷机的国家。但由于能源吸收式制冷机的国家。但由于能源丰富，特丰富，特别是是电力充裕，吸收式制冷机所占的比例并不大，力充裕，吸收式制冷机所占的比例并不大，70年代中期每年年代中期每年约生生产1000台，占台，占15%
2、左右。左右。1975年以后，几年逐年下降，到了年以后，几年逐年下降，到了1983年只生年只生产150台，台，占冷水机占冷水机组总台数的台数的7%左右左右目前吸收式制冷在日本目前吸收式制冷在日本,中国和中国和韩国得到了国得到了较普遍的普遍的应用，用，随着我国西气随着我国西气东输工程的工程的实施和天然气的引施和天然气的引进或开采、广泛的燃气供或开采、广泛的燃气供应，以及夏，以及夏季燃气低谷和用季燃气低谷和用电高峰，燃气直燃式吸收式空高峰，燃气直燃式吸收式空调能能够得到更广泛的得到更广泛的应用。用。我国在吸收制冷我国在吸收制冷设计和制造方面和制造方面处于国于国际先先进水平，出水平，出现了江了江苏双良
3、、双良、长沙沙远大、大大、大连三三洋等一系列著名品牌。洋等一系列著名品牌。第4页，此课件共36页哦压缩机机节流流装装置置蒸发器冷凝器P蒸蒸气气压缩式式制制冷冷的的基基本本原原理理一、吸收式制冷的基本原理一、吸收式制冷的基本原理第5页，此课件共36页哦吸收式制冷循吸收式制冷循环膨胀阀蒸发器冷凝器发生器吸收器泵节节流流装装置置相当于一个压缩机制冷制冷剂循循环 逆循逆循环吸收吸收剂循循环 正循正循环一、吸收式制冷的基本原理一、吸收式制冷的基本原理第6页，此课件共36页哦吸收式制冷机的构成吸收式制冷机的构成膨膨胀阀蒸蒸发器器冷冷凝凝器器发生生器器吸吸收收器器溶溶液液泵节流流装装置置与蒸气压缩式制与蒸气
4、压缩式制冷系统完全相同冷系统完全相同相当于相当于“热力压缩机热力压缩机”吸收器相当于吸气侧吸收器相当于吸气侧发生器相当于压出侧发生器相当于压出侧吸收器：吸收制冷吸收器：吸收制冷剂蒸汽；蒸汽；发生器：加生器：加热、释放制冷放制冷剂；溶液溶液热交交换器：内部能量利用，提高效率；器：内部能量利用，提高效率；溶液溶液泵：加：加压作用。作用。一、吸收式制冷的基本原理一、吸收式制冷的基本原理第7页，此课件共36页哦吸收式与压缩式的比较吸收式与压缩式的比较比较项目压缩式吸收式结 构压缩机吸收器、液泵、发生器、节流阀耗能类型机械能热能（蒸汽、燃油、燃气、废热、余热）工况特点冷凝压力高冷凝压力低制冷工质制冷剂（
5、氨、氟利昂）工质对：吸收剂-制冷剂（溴化锂-水、水-氨）一、吸收式制冷的基本原理一、吸收式制冷的基本原理第8页，此课件共36页哦二、工质对二、工质对对制冷剂的选择：要求与蒸汽压缩式制冷基本相同，应具有较大的单位容积制冷量，工作压力不应太高或太低，价廉，无毒，不爆炸和不腐蚀等性质。1.工工质对（制冷（制冷剂吸收吸收剂溶液）溶液）：两种可以相互吸收的液体形成的溶液。两种可以相互吸收的液体形成的溶液。2.吸收式制冷循吸收式制冷循环工工质的的选择要求要求对吸收吸收剂的的选择应具有如下要求：具有如下要求：1）吸收）吸收剂应具有具有强烈吸收制冷烈吸收制冷剂的能力。的能力。2）作）作为吸收吸收剂和制冷和制冷
6、剂的两种物的两种物质，它，它们的沸点希望相差越大越好。的沸点希望相差越大越好。3）吸收）吸收剂也希望具有也希望具有较大的大的热导率，率，较小的密度和粘度，而且小的密度和粘度，而且应具有具有较小的比小的比热，以提高制冷循，以提高制冷循环的工作效率。的工作效率。第9页，此课件共36页哦3.吸收式制冷常用工吸收式制冷常用工质对：溴化溴化锂水溶液：制冷水溶液：制冷剂水水,吸收吸收剂 溴化溴化锂氨水溶液：氨水溶液：制冷制冷剂氨，吸收氨，吸收剂 水水4 4）在化学性）在化学性质方面与制冷方面与制冷剂一一样，要求无毒，要求无毒不燃不燃烧不不爆炸，爆炸，对制冷机的金属材料无腐制冷机的金属材料无腐蚀和具有和具有
7、较好的化学好的化学稳定性。定性。5 5）吸收式制冷循）吸收式制冷循环工工质对所所组成的二元溶液，必成的二元溶液，必须是非共沸溶液。是非共沸溶液。二、工质对二、工质对第10页，此课件共36页哦4.相、独立相、独立组分数、自由度和相律分数、自由度和相律1)相相体系内体系内物理和化学性物理和化学性质完全均匀一致完全均匀一致的部分称的部分称为相。相与相之相。相与相之间有明有明显的分界面。体系内相的数目用符号的分界面。体系内相的数目用符号表示。表示。气体气体能充分混合，所以不能充分混合，所以不论有多少种气体都只有一个相。有多少种气体都只有一个相。液体液体则视其互溶程度，有一相或多相之分。其互溶程度，有一
8、相或多相之分。2)独立独立组分数分数独立独立组分是平衡体系中能分是平衡体系中能独立存在独立存在的物的物质。组分的数目称分的数目称为组分分数。在物数。在物质间无化学反无化学反应的情况下，独立的情况下，独立组分数就是平衡体系中的分数就是平衡体系中的物物质数数。独立。独立组分数用符号分数用符号k表示。表示。3)自由度自由度体系的自由度指体系的独立可体系的自由度指体系的独立可变因素，如温度、因素，如温度、压力、力、浓度等。在度等。在一定范一定范围内，可以任意改内，可以任意改变而不会引起相数目的改而不会引起相数目的改变。自由度用符号。自由度用符号f表示表示。第11页，此课件共36页哦对单组分分体系体系,
9、k=l，f=3-。单纯气体：气体：=l,f=2,只要确定二个状只要确定二个状态参数参数,饱和水和水蒸气：和水和水蒸气：=2,f=l,只需要一个状只需要一个状态参数参数(如温度或如温度或压力力)。4)相律相律 体系体系处于平衡状于平衡状态时，它的自由度、相数和，它的自由度、相数和组分数之分数之间存在着一定的存在着一定的关系。关系。这个关系称个关系称为相律相律(或称吉普斯方程或称吉普斯方程)：对两两组分分体系体系,因因为k=2,所以自由度所以自由度f=4-。当二元溶液当二元溶液处于汽、液两相平衡状于汽、液两相平衡状态时,=2,因此因此f=2。即。即说确定确定处于汽、液平衡的二元溶液的状于汽、液平衡
10、的二元溶液的状态,只需要知道两个独立的状只需要知道两个独立的状态参数参数,其它状其它状态参数就可随之而确定。参数就可随之而确定。第12页，此课件共36页哦1、吸收式制冷机、吸收式制冷机热力系数力系数的定的定义吸收式制冷机所制取的制冷量与所消耗的吸收式制冷机所制取的制冷量与所消耗的热量之比，即：量之比，即：式中：式中：Q0吸收式制冷机所制取的制冷量；吸收式制冷机所制取的制冷量；Qg吸收式制冷机所消耗的吸收式制冷机所消耗的热量。量。三、吸收式制冷机的三、吸收式制冷机的热力系数力系数第13页，此课件共36页哦吸收式制冷系吸收式制冷系统与外界的能量交与外界的能量交换根据根据热力学第一定律：力学第一定律
11、：吸收器吸收器冷凝器冷凝器假假设：该吸收式制冷循吸收式制冷循环是可逆的；是可逆的；发生器生器热媒温度、蒸媒温度、蒸发温度、冷凝温度、冷凝温度、温度、环境温度均境温度均为常量。常量。则发生器生器热媒引起的媒引起的熵增增为：2、吸收式制冷机、吸收式制冷机热力系数分析力系数分析(1)吸收式制冷系吸收式制冷系统与外界的能量交与外界的能量交换三、吸收式制冷机的三、吸收式制冷机的热力系数力系数第14页，此课件共36页哦蒸蒸发器中被冷却物器中被冷却物质引起的引起的熵增增为：周周围环境引起的境引起的熵增增为：由由热力学第二定律可知：系力学第二定律可知：系统引起外界引起外界总熵的的变化化应大于或等于零，即：大于
12、或等于零，即：吸收式制冷系吸收式制冷系统与外界的能量交与外界的能量交换吸收器吸收器冷凝器冷凝器三、吸收式制冷机的三、吸收式制冷机的热力系数力系数第15页，此课件共36页哦吸收式制冷系吸收式制冷系统与外界的能量交与外界的能量交换吸收器吸收器冷凝器冷凝器将能量平衡方程代入上式，有：将能量平衡方程代入上式，有：若忽略若忽略泵的功耗，的功耗，则吸收式制冷机吸收式制冷机的的热力系数力系数为：则吸收式制冷机的最大吸收式制冷机的最大热力系数力系数max为：三、吸收式制冷机的三、吸收式制冷机的热力系数力系数第16页，此课件共36页哦吸收式制冷机的最大吸收式制冷机的最大热力系数等于工作在力系数等于工作在Tg与与
13、Te之之间的卡的卡诺循循环的的热效率与工作效率与工作在在T0和和Te之之间的逆卡的逆卡诺循循环的制冷系数的的制冷系数的乘乘积。最大最大热力系数随力系数随热源温度的升高、源温度的升高、环境温度境温度的降低及被冷却介的降低及被冷却介质温度的升高而增大。温度的升高而增大。可逆吸收式制冷循可逆吸收式制冷循环可见：可见：三、吸收式制冷机的三、吸收式制冷机的热力系数力系数第17页，此课件共36页哦四、吸收式制冷的特点四、吸收式制冷的特点优点：点：1.工工质环保，保，对环境和大气臭氧境和大气臭氧层无害无害2.以以热能能为动力，力，节电效果明效果明显3.可以利用各种可以利用各种热能能驱动4.结构构简单，运，运
14、动部件少，安全可靠部件少，安全可靠缺点：缺点：1.价格无价格无优势2.耗能大，机耗能大，机组笨重笨重3.利用利用热能促能促进全球全球变暖暖 4.热力系数力系数COP低于低于压缩式制冷循式制冷循环第18页，此课件共36页哦4.1 吸收式制冷的基本原理吸收式制冷的基本原理4.2 单效溴化效溴化锂吸收式制冷系吸收式制冷系统第19页，此课件共36页哦一、溴化一、溴化锂水溶液的比水溶液的比焓浓度度图饱和液和液态和和过冷液冷液态的比的比焓在在h图上可根据等温上可根据等温线和等和等浓度度线的交的交点确定。点确定。在溴化在溴化锂溶液的溶液的h图上只有液相上只有液相区，气区，气态为纯水蒸汽，集中在水蒸汽，集中在
15、0的的纵轴上。由于平衡上。由于平衡时气液同温度，气液同温度，可通可通过等等压辅助助线和等和等焓线交点确交点确定。定。当当压力力较低低时，压力力对液体的比液体的比焓和混合和混合热的影响很小，可的影响很小，可认为溶液的比溶液的比焓只是温度和只是温度和浓度的函数。度的函数。溴溴化化锂水水溶溶液液的的比比焓浓度度图等温液等温液线等等压饱和液液和液液线第20页，此课件共36页哦一、溴化一、溴化锂水溶液的比水溶液的比焓浓度度图 已知已知饱和液体（和液体（p0=0.93MPa，t0=40），），如如图上上A点，点，过A做一条做一条竖直的直直的直线与与p=0.93MPa的的辅助助线交于交于B点，再点，再过B点
16、做一条点做一条水平水平线与与纵坐坐标交于交于C点，点，则即即为饱和液体和液体A对应的的饱和气和气态。BCp=0.93MPaT=40A第21页，此课件共36页哦1.按用途分按用途分类：冷水机：冷水机组、冷、冷热水机水机组、热泵机机组 2.按按驱动热源分源分类：蒸汽型、直燃型、：蒸汽型、直燃型、热水型水型 3.按按驱动热源的利用方式分源的利用方式分类：单效、双效、多效效、双效、多效4.按溶液循按溶液循环流程分流程分类：串：串联流程、并流程、并联流程流程5按机按机组结构分构分类 1）单筒型，机组的主要换热器（发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器）布置在一个筒体内。2）双筒型，机组的主要换热器布置在二个筒体
17、内。3）三筒或多筒型，机组的主要换热器布置在三个或多个筒体内。二、溴化锂吸收式制冷机的分类二、溴化锂吸收式制冷机的分类第22页，此课件共36页哦单效溴化效溴化锂吸收式制冷机的流程吸收式制冷机的流程1、单效溴化效溴化锂吸收式制冷机的流程吸收式制冷机的流程三、三、单效溴化效溴化锂吸收式制冷理吸收式制冷理论循循环第23页，此课件共36页哦单效蒸汽型溴化效蒸汽型溴化锂吸收式吸收式冷水机冷水机组的系的系统组成成热源源回回路路冷冷却却水水回回路路冷冷水水回回路路制制冷冷剂回回路路溶溶液液回回路路单效溴化效溴化锂吸收式制冷机的流程吸收式制冷机的流程三、三、单效溴化效溴化锂吸收式制冷理吸收式制冷理论循循环第2
18、4页，此课件共36页哦饱和液体和液体3gw(pk,)饱和液体和液体4s(pk,)点点1与点与点2基本重合。基本重合。2、单效溴化效溴化锂吸收式制冷循吸收式制冷循环三、三、单效溴化效溴化锂吸收式制冷理吸收式制冷理论循循环2t2swhp0pk饱和液体和液体线p0pk辅助助线13g3t44过冷液体冷液体2饱和液体和液体1w(p0,)浓度不度不变温度近似不温度近似不变过冷液体冷液体2(t2,)w过冷液体冷液体3压力、力、浓度不度不变温度升高温度升高过冷液体冷液体3饱和液体和液体3gw(pk,)产生蒸汽生蒸汽加加热加加热1）溶液）溶液泵2）热交交换器器3）发生器生器发生器排出的蒸汽可生器排出的蒸汽可认为
19、是与沸是与沸腾过程溶液的平均状程溶液的平均状态相平衡的水蒸气相平衡的水蒸气(状状态7的的过热水蒸汽水蒸汽)(t2,w)7第25页，此课件共36页哦状状态态9的湿蒸气的湿蒸气为为由状由状态态9的的饱饱和水与状和水与状态态9”的的饱饱和水蒸气和水蒸气组组成。成。三、三、单效溴化效溴化锂吸收式制冷理吸收式制冷理论循循环4）冷凝器）冷凝器5）膨）膨胀阀6）蒸）蒸发器器饱和水和水8(pk)过热水蒸汽水蒸汽7(pk)冷凝冷凝蒸蒸发(p0,h8,0)饱和水和水8(pk,0)湿蒸汽湿蒸汽9浓度不度不变焓值不不变点点8与点与点9基本重合。基本重合。饱和水蒸汽和水蒸汽10(p0)湿蒸汽湿蒸汽9(p0,h8,0)2
20、t2swhp0pk饱和液体和液体线p0pk辅助助线13g3t447899“910第26页，此课件共36页哦66a为浓为浓溶液由湿蒸气溶液由湿蒸气变为饱变为饱和液状和液状态态，6a1为为状状态为态为6a的的饱饱和液在和液在压压力力P0下与状下与状态态10的冷的冷剂剂水水蒸汽放蒸汽放热热混合混合为为稀溶液的稀溶液的过过程。程。三、三、单效溴化效溴化锂吸收式制冷理吸收式制冷理论循循环7）热交交换器器8）溶液）溶液节流流阀9）吸收器）吸收器饱和液体和液体4(pk,s)过冷液体冷液体5压力、力、浓度不度不变 温度下降温度下降(pks)过冷液体冷液体5(pks)湿蒸汽湿蒸汽6(p0,h5,s)焓值、浓度不
21、度不变 压力下降力下降点点5与点与点6基本重合。基本重合。2t2swhp0pk饱和液体和液体线p0pk辅助助线13g3t447899“910566a第27页，此课件共36页哦定定义：每：每产生生1kg的制冷的制冷剂所需要的制冷所需要的制冷剂吸收吸收剂的千克数。的千克数。F，wDFD，s从吸收器从吸收器进入入发生器的稀溶液流量生器的稀溶液流量为F，发生器中生器中产生的水蒸汽的生的水蒸汽的质量流量量流量为D，由由发生器生器进入吸收器的入吸收器的浓溶液流量溶液流量为FD，“放气范围放气范围”三、三、单效溴化效溴化锂吸收式制冷理吸收式制冷理论循循环3.溶液的循溶液的循环倍率倍率f第28页，此课件共36
22、页哦F，wDFD，s产生制冷量生制冷量消耗消耗热量量三、三、单效溴化效溴化锂吸收式制冷理吸收式制冷理论循循环第29页，此课件共36页哦热力系数力系数 循循环倍率倍率对吸收式制冷的吸收式制冷的热力系数影响很大，力系数影响很大，为增大增大热力系数，需减小循力系数，需减小循环倍率。倍率。为减小循减小循环倍率，需倍率，需增大放气范增大放气范围及及增大增大浓溶液溶液浓度度。三、三、单效溴化效溴化锂吸收式制冷理吸收式制冷理论循循环第30页，此课件共36页哦1.发生不足生不足在在发生器中，生器中，实际发生生终了了浓溶液的溶液的浓度低于理想情况下的度低于理想情况下的浓度，称度，称为发生不足；生不足；2.吸收不
23、足吸收不足在吸收器中在吸收器中,实际吸收吸收终了的稀溶液了的稀溶液浓度比理想情况下的高，称度比理想情况下的高，称为吸收不足。吸收不足。实际循循环过程的程的发生不足和吸收不足生不足和吸收不足三、三、单效溴化效溴化锂吸收式制冷理吸收式制冷理论循循环第31页，此课件共36页哦为什么要采用双效溴化什么要采用双效溴化锂吸收式制冷循吸收式制冷循环？a.提高加提高加热热源的温度可以提高制冷量和源的温度可以提高制冷量和经济性，但到一定的程度，性，但到一定的程度，Q0和和将随之将随之缓慢，慢，并且会造成并且会造成结晶和削弱晶和削弱缓蚀剂作用的危作用的危险。因此，。因此，对单效溴化效溴化锂吸收式制冷循吸收式制冷循
24、环应限制加限制加热温度；温度；b.为了能利用了能利用较高温度的高温度的热源。源。串串联流程的吸收式制冷机流程的吸收式制冷机 双效溴化双效溴化锂吸收式制冷机分吸收式制冷机分类：并并联流程的吸收式制冷机流程的吸收式制冷机1.串串联流程的吸收式制冷机流程的吸收式制冷机1）流程）流程图高高压发生器生器高温高温热交交换器器低温低温热交交换器器低低压发生器生器冷凝器冷凝器吸收器吸收器蒸蒸发器器高压蒸汽水蒸汽高压凝水冷凝水低压蒸汽稀溶液高压浓溶液浓溶液浓溶液稀溶液稀溶液四、双效溴化四、双效溴化锂吸收式制冷机循吸收式制冷机循环第32页，此课件共36页哦第33页，此课件共36页哦2.并并联流程的吸收式制冷机流程的吸收式制冷机1）流程）流程图高高压发生器生器高温高温热交交换器器低温低温热交交换器器低低压发生器生器冷凝器冷凝器吸收器吸收器蒸蒸发器器高压蒸汽水蒸汽高压凝水冷凝水低压蒸汽稀溶液浓溶液稀溶液稀溶液浓溶液第35页，此课件共36页哦第36页，此课件共36页哦