《吸收式制冷机-1-吸收式制冷机与热泵.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吸收式制冷机-1-吸收式制冷机与热泵.ppt（53页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、吸收式制冷与热泵吸收式制冷与热泵 盛盛 伟伟 2009.5*12/8/20221weisean,2009l吸收式制冷目前在日本、中国和韩国得到了较普遍的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。开采，吸收式制冷正在制冷空调中发挥重要作用。充分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；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
2、吸收式空调得到更广泛的应用。使得燃气直燃式吸收式空调得到更广泛的应用。l我国在吸收制冷设计和制造方面处于国际先进水平，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出现了江苏双良，长沙远大，大连三洋等一系列著名品牌。牌。前言12/8/20222weisean,2009基本原理基本原理 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制冷剂，高沸点组分为吸收剂吸收剂。12/8/20223weisean,2009基本原理基本原理整个系统
3、包括整个系统包括两个回路：两个回路：制冷剂回路制冷剂回路溶液回路溶液回路12/8/20224weisean,2009基本原理基本原理发生器和冷凝器（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6.58kPa，因而采用U U型管型管、节流短管节流短管或节流小孔节流小孔即可。12/8/20225weisean,2009基本原理基本原理发生器发生器 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
4、蒸气的设备。12/8/20226weisean,2009基本原理基本原理 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。12/8/20227weisean,2009压缩式与吸收式制冷的异
5、同压缩式与吸收式制冷的异同高压制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝后，经节流元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。发器内汽化，实现制冷。共同点共同点12/8/20228weisean,2009压缩式与吸收式制冷的异同压缩式与吸收式制冷的异同v消耗的能量不同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。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。v吸收制冷剂蒸气的方式不同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。利用液体蒸发连续
6、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。内吸取制冷剂蒸气。v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。通过吸收器、溶液泵、发生器和节流阀完成。v提供的冷源温度不同提供的冷源温度不同蒸气压缩式制冷可以提供蒸气压缩式制冷可以提供0以下的低温冷源，应用范围
7、广泛；而以下的低温冷源，应用范围广泛；而吸收式制冷一般只能吸收式制冷一般只能制取制取0以上的冷水以上的冷水，多用于空调系统。多用于空调系统。不同点不同点12/8/20229weisean,2009v工质不同工质不同压缩式制冷压缩式制冷吸收式制冷吸收式制冷单组分或多组分工质单组分或多组分工质双组分双组分工质对工质对溴化锂水溴化锂水氨水氨水吸收剂吸收剂 制冷剂制冷剂高沸点组分低沸点组分压缩式与吸收式制冷的异同压缩式与吸收式制冷的异同不同点不同点12/8/202210weisean,2009分类分类吸收式制冷机或热泵可以按照以下方式进行分类：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
8、：溴化锂）按工质分：溴化锂-水；氨水；氨-水；等水；等（2）驱动热源分：蒸气型；热水型；直燃型；余热）驱动热源分：蒸气型；热水型；直燃型；余热型；复合热源型；等型；复合热源型；等（3）驱动热源的利用方式分：单效；双效；多效；）驱动热源的利用方式分：单效；双效；多效；多级；等多级；等（4）热泵制热目的：第一类；第二类；）热泵制热目的：第一类；第二类；12/8/202211weisean,2009分类分类吸收式吸收式式式制冷机或热泵可以按照以下方式进行分类：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）溶液循环流程分：串联；并联；串并联；等（6）按机组结构分：
9、单筒；双筒；三筒；多筒；等）按机组结构分：单筒；双筒；三筒；多筒；等以上分类中，第（以上分类中，第（4）个分类方法，）个分类方法，是吸收式热泵的常见分类是吸收式热泵的常见分类12/8/202212weisean,2009第一类热泵：又称第一类热泵：又称“增热型热泵增热型热泵”，利用少量的高，利用少量的高温热源热能，产生大量的中温有用热能。温热源热能，产生大量的中温有用热能。第二类热泵：第二类热泵：又称又称“升温型热泵升温型热泵”，利用大量的中温热源，利用大量的中温热源热能，产生少量的高温有用热能。热能，产生少量的高温有用热能。12/8/202213weisean,2009第一类吸收式热泵第一类
10、吸收式热泵12/8/202214weisean,2009第二类吸收式热泵第二类吸收式热泵12/8/202215weisean,2009热力系数热力系数第二类热泵：第二类热泵：第一类热泵：第一类热泵：制冷热力系数：制冷热力系数：12/8/202216weisean,2009溴化锂吸收式制冷的溴化锂吸收式制冷的有关热力计算有关热力计算12/8/202217weisean,2009溴化锂水溶液的压力溴化锂水溶液的压力-饱和温度图（饱和温度图（P-T）图）图 v温度越低，溴化锂水溶液的饱和浓度也越低。因此，温度越低，溴化锂水溶液的饱和浓度也越低。因此，溴化锂水溶液的溴化锂水溶液的浓度过高浓度过高或或温
11、度过低温度过低时均易于形成结时均易于形成结晶，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。的问题。v在一定温度下，溶液面上水蒸气饱和分压力低于纯在一定温度下，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。气饱和分压力越低，则溶液的吸水性越强。v相同压力时，随着浓度的升高，对应的溶液饱和温相同压力时，随着浓度的升高，对应的溶液饱和温度上升度上升12/8/202218weisean,2009P-t图图12/8/202219weisea
12、n,2009溴化锂水溶液的压力溴化锂水溶液的压力-饱和温度图（饱和温度图（P-T）图）图 P-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。ABCD12/8/202220weisean,2009AB:溶液在发生器中的等压加热浓缩过程，称为溶液在发生器中的等压加热浓缩过程，称为发生过程发生过程CD:溶液在吸收器中的等压冷却稀释过程，称为溶液在吸收器中的等压冷却稀释过程，称为吸收过程吸收过程BC:浓溶液在热交换器中的浓溶液在热交换器中的冷却冷却过程；过程；DA:稀溶液在热交换器中的稀溶液在热交换器中的加热加热过程；过程；溴化锂水溶液
13、的压力溴化锂水溶液的压力-饱和温度图（饱和温度图（P-t）图）图 这两个过程因为没有发生传质现这两个过程因为没有发生传质现象，因此溶液的浓度不变。象，因此溶液的浓度不变。vP-T图由于没有反映比焓的变化，因此不能用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，常用计算，常用比焓浓度图（比焓浓度图（h-h-）。12/8/202221weisean,2009分类分类12/8/202222weisean,2009溴溴化化锂锂水水溶溶液液的的比比焓焓浓浓度度图图ABC四个参数：四个参数：温度温度浓度浓度水蒸气压水
14、蒸气压比焓比焓只要知道任意只要知道任意2个，就可以个，就可以查出另外查出另外2个个注意：等压线注意：等压线反映的是溶液反映的是溶液所具有的水蒸所具有的水蒸气压，而不是气压，而不是溶液的压力。溶液的压力。只有处于相平只有处于相平衡时，溶液的衡时，溶液的压力才等于其压力才等于其水蒸气压。水蒸气压。12/8/202223weisean,2009溴溴化化锂锂水水溶溶液液的的比比焓焓浓浓度度图图比焓比焓-浓度图浓度图不但可以求得不但可以求得溶液的状态参溶液的状态参数，还可以将数，还可以将溶液的热力过溶液的热力过程清楚地表示程清楚地表示出来，是进行出来，是进行吸收式制冷循吸收式制冷循环的理论分析，环的理论
15、分析，热力计算和运热力计算和运行特性分析的行特性分析的主要图表。主要图表。其用途相当于其用途相当于蒸气压缩制冷蒸气压缩制冷中的压焓图。中的压焓图。气相区气相区液相区液相区12/8/202224weisean,200912/8/202225weisean,2009循环倍率和放气范围循环倍率和放气范围 系统中每产生系统中每产生1kg制冷剂所需要的制冷剂制冷剂所需要的制冷剂-吸收剂溶液的质量，称为溶液的吸收剂溶液的质量，称为溶液的循环倍率循环倍率，用，用a表示。对发生器进行溶质守恒计算：表示。对发生器进行溶质守恒计算：放气范围放气范围，表示浓溶液与稀溶液的浓度差，表示浓溶液与稀溶液的浓度差 wa.q
16、mf=(qmf-qmd)wr+0.qmd令令a=qmf/qmd解出解出a=wr/wr-wa12/8/202226weisean,2009计算例题计算例题已知某单效溴化锂吸收式制冷系统，吸收器中的压已知某单效溴化锂吸收式制冷系统，吸收器中的压力为力为2.07KPa2.07KPa，溶液泵进口温度为，溶液泵进口温度为54.854.8；发生器；发生器的压力为的压力为57.81KPa57.81KPa，发生器出口浓溶液温度为，发生器出口浓溶液温度为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 79.3；制冷剂的流量为制冷剂的流量为1kg/s1kg/s。对该
17、热力系统进行热力计算。对该热力系统进行热力计算。12/8/202227weisean,2009查图结果查图结果12/8/202228weisean,2009单效制冷机使用能源广泛，可以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，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。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单效制冷机的驱动热源为低品位
18、热源，其热源，其COPCOP在，如果业主具备在，如果业主具备高品位的热源，应选择直燃机或高品位的热源，应选择直燃机或蒸汽双效制冷机，其蒸汽双效制冷机，其COPCOP在在1.311.31以上。以上。单效溴化锂吸收式机组的特征单效溴化锂吸收式机组的特征12/8/202229weisean,2009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
19、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。世世 界界 首首 台台 直直 燃燃 机机1 19 96 68 8年年 在在 日日 本本 诞诞 生生，从从1 19 98 80 0年年 起起 成成 为为 日日 本本、韩韩 国国 等等 国国 的的 主主 要要 空空 调调 设设 备备，占占有有该该国国中中央央空空调调市市场场8 80 0%以以上上的的份份额额。远远大大1 19 99 92 2年年开开发发成成功功中中国国首首台台直直燃燃机机，1 19 99 96 6年年成成为为全全球球直直燃燃机机产产销销量量最最大大的的企企业业，至至2 20 00 02 2年年已
20、已出出口口2 20 0余余个个国国家家，在在 中中、美美 等等 国国 市市 场场 占占 有有 率率 为为 同同 行行 之之 首首。12/8/202230weisean,200912/8/202231weisean,200912/8/202232weisean,200912/8/202233weisean,2009单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组循环流程的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：溶液回路包括下列过程：（1 1）稀溶液经溶液热交换器的加）稀溶液经溶液热交换器的加热升温过程热升温过程（2 2）稀溶液在发生器中的发生过）稀溶液在发生器中的发生过程程（3 3）浓溶液经
21、溶液热交换器的冷）浓溶液经溶液热交换器的冷却降温过程却降温过程（4 4）浓溶液和稀溶液在进入吸收）浓溶液和稀溶液在进入吸收器之前的混合过程器之前的混合过程（5 5）混合溶液在吸收器中的吸收）混合溶液在吸收器中的吸收过程过程12/8/202234weisean,2009单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组循环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：流程的制冷剂回路包括下列过程：（1 1）冷剂蒸汽在冷凝器中的冷凝过程）冷剂蒸汽在冷凝器中的冷凝过程（2 2）冷剂水在蒸发器中的蒸发过程）冷剂水在蒸发器中的蒸发过程12/8/202235weisean,2009吸收式机组的应用系统吸收式
22、机组的应用系统驱驱动动热热源源回回路路制制冷冷剂剂回回路路溶溶液液回回路路冷冷却却水水回回路路冷冷水水回回路路抽抽气气装装置置自自动动控控制制装装置置安安全全保保护护装装置置蒸蒸汽汽型型直直燃燃型型热热水水型型余余热热型型吸收式制冷的系统构成吸收式制冷的系统构成12/8/202236weisean,2009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12/8/202237weisean,2009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12/8/202238weisean,200912/8/202239weisean,2009溴化锂吸收式制冷与热泵机组溴化锂吸收式制冷与热泵机
23、组12/8/202240weisean,200912/8/202241weisean,2009双效溴化锂吸收式热泵双效溴化锂吸收式热泵12/8/202242weisean,2009双效溴化锂吸收式热泵双效溴化锂吸收式热泵串联双效机组串联双效机组12/8/202243weisean,200912/8/202244weisean,2009双效溴化锂吸收式热泵双效溴化锂吸收式热泵12/8/202245weisean,200912/8/202246weisean,2009 远大户式BCT 12/8/202247weisean,2009 12/8/202248weisean,200912/8/20224
24、9weisean,200912/8/202250weisean,2009我校中央空调房溴化锂吸收式制冷机组示意图我校中央空调房溴化锂吸收式制冷机组示意图12/8/202251weisean,2009冷热电联产（冷热电联产（BCHPBCHP）系统）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，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不同的机型尾气温度在250250550550之间，氧含量为之间，氧含量为14141818，这是一笔大可挖，这是一笔大可挖掘的财富。掘的财富。远大独创远大独创BCHPBCHP应用方式如下：应用方
25、式如下：1.1.较大的直燃机配较小的发电机：将涡轮发电机尾气引入直燃机的燃烧机。发电较大的直燃机配较小的发电机：将涡轮发电机尾气引入直燃机的燃烧机。发电机尾气余热利用率为机尾气余热利用率为80809090。2.2.较小的直燃机配较大的发电机：将涡轮发电机尾气一部分引入直燃机的燃烧机，较小的直燃机配较大的发电机：将涡轮发电机尾气一部分引入直燃机的燃烧机，一部分引入专门设计的余热发生器。发电机尾气余热利用率约一部分引入专门设计的余热发生器。发电机尾气余热利用率约40408080。3.3.直接用发电机尾气制冷制热：专门设计尾气发生器，将发电机尾气全部引入发直接用发电机尾气制冷制热：专门设计尾气发生器，将发电机尾气全部引入发生器。发电机尾气余热利用率为生器。发电机尾气余热利用率为40407070。12/8/202252weisean,200912/8/202253weisean,2009