吸收式热泵的工作原理.ppt

第3章 吸收式热泵的工作原理,3.1 吸收式热泵概述 3.2 吸收式热泵的工质对,3.1 吸收式热泵概述,3.1.1 吸收式热泵的工作过程 3.1.2 吸收式热泵的分类 3.1.3 吸收式热泵的热力系数,返回首页,3.1.1 吸收式热泵的工作过程,概 述,主要特点：用吸收装置替压缩机，消耗热能实现致冷与供热。 装置：主要由吸收器、水泵、发生器、减压阀、冷凝器、节流阀、蒸发器、精馏器、分凝器、过冷器、回热器等组成。 工作流程与原理：制冷剂循环和溶液循环。 两种二元溶液及特点：氨水溶液和溴化锂水溶液。这两种二元溶液的致冷温度范围不同，前者在+1-45；后者致冷温度只能在0以上，所以它被广泛应用在空调热泵中。,概 述,性能：吸收式热泵循环的效率也用热能利用系数来衡量： =收益/代价=Q2/Q1 （最大的热能利用系数是工作在T1和TS两热源间的卡诺热机效率与工作在TS和T2两个热源间的卡诺逆循环致冷系数的乘积。） 特点： 优点：吸收式热泵装置的优点是可利用较低温度的热能如低压蒸汽、热水、烟气以及某些工艺气体的余热或太阳能等，对综合利用热能有实际意义。 缺点是：吸收过程的复杂性，也使得其热能利用系数不高。,使 用 范 围,蒸汽：大于30kpa；热水：高于80； 供冷热量：大于350kw时，采用LiBr吸收式 电力增容困难，无合适热源，要求振动小的建筑，采用直燃式LiBr吸收式 无其他供热负荷时，不应专配锅炉驱动的LiBr吸收式,类型及特征,一般形式：制热性能系数小；但从消耗初 级能源的能源利用系数来看，燃气吸收式热泵优 于电动机驱动的压缩式热泵，劣于内燃机驱动的 压缩式热泵。te降低时，供热量降的少。 再吸收式热泵：压比小，制热系数小。 两级吸收式热泵：压力差大时，不需 提高高位热源温度实现热泵循环；或在较低的高 温热源温度下实现单级无法实现的循环。 绝热吸收式热泵：有效利用大量的把 温度较低的废热，变废为宝。,3.1.2 吸收式热泵的分类,吸收式热泵的种类繁多，可以按其工质对、驱动热源及其利用方式、制热目的、溶液循环流程以及机组结构等进行分类。 1按工质对划分 （1）水-溴化锂热泵 水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。 （2）氨-水热泵 氨为制冷剂，水为吸收剂。,2按驱动热源划分 （1）蒸汽型热泵 以蒸汽的潜热为驱动热源。 （2）热水型热泵 以热水的显热为驱动热源。热水包括工业余、废热水、地热水或太阳能热水。 （3）直燃型热泵 以燃料的燃烧热为驱动热源。可分为燃油型、燃气型或多燃料型。,（4）余热型热泵 以工业余热为驱动热源。 （5）复合热源型热泵 如热水与直燃型复合、热水与蒸汽型复合、蒸汽与直燃型复合等形式。,3按驱动热源的利用方式划分 （1）单效热泵 驱动热源在机组内被直接利用一次。 （2）双效热泵 驱动热源在机组内被直接和间接地利用两次。 （3）多效热泵 驱动热源在机组内被直接和间接地利用多次。 （4）多级热泵 驱动热源在多个压力不同的发生器内依次被直接利用。,4按制热目的划分 （1）第一类吸收式热泵 也称增热型热泵, 是利用少量的高温热源热能，产生大量的中温有用热能。即利用高温热能驱动, 把低温热源的热能提高到中温，从而提高热能的利用效率。,（2）第二类吸收式热泵 也称升温型热泵, 是利用大量的中温热源热能产生少量的高温有用热能。即利用中低温热能驱动, 用大量中温热源和低温热源的热势差，制取热量少于但温度高于中温热源的热量，将部分中低热能转移到更高温的品位上，从而提高了热能的利用品位。,5按溶液循环流程划分 （1）串联式 溶液先进入高压发生器，再进入低压发生器，然后流回吸收器。 （2）倒串联式 溶液先进入低压发生器，再进入高压发生器，然后流回吸收器。 （3）并联式 溶液同时进入高压发生器和低压发生器，然后流回吸收器。 （4）串并联式 溶液同时进入高压发生器和低压发生器，流出高压发生器的溶液再进入低压发生器，然后流回吸收器。,6按机组结构划分 （1）单筒式 机组的主要热交换器布置在一个筒体内。 （2）双筒式 机组的主要热交换器布置在二个筒体内。 （3）三筒式 机组的主要热交换器布置在三个筒体内。 （4）多筒式 机组的主要热交换器布置在多个简体内。,图315 单筒型结构布置方式 1蒸发器；2吸收器；3发生器；4冷凝器,图317 双筒型结构布置方式 1蒸发器；2吸收器； 3发生器；4冷凝器；5热交换器,3.1.3 吸收式热泵的热力系数,3.2 吸收式热泵的工质对,3.2.1 工质对的选择 3.2.2 溴化锂水溶液的性质,返回首页,3.2.1 工质对的选择,吸收式热泵中常用的工质对通常是二组分溶液 。 1.工质对的种类 以水作为制冷剂 以醇作为制冷剂 以氨作为制冷剂 以氟利昂作为制冷剂,返回本节,1.对工质对的要求 吸收式热泵对制冷剂的要求和压缩式热泵基本相同。 对吸收剂则要求具有一些特别的性质（P73）。,3.2.2 溴化锂水溶液的性质,返回本节,1溴化锂水溶液的物理性质 一般性质、溶解度、密度、质量定压热容、饱和蒸气压 表面张力、粘度、热导率 2溴化锂溶液的热力状态图 压力-温度(p-t)图 、比焓-浓度(h-)图,3.3 吸收式热泵的循环及其计算,3.3.1 吸收式热泵循环 3.3.2 单效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算 3.3.3 双效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算,返回首页,3.3.1 吸收式热泵循环,循环56785为制冷循环 循环12341为动力循环,3.3.2 单效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算,1单效溴化锂吸收式热泵的理论循环,2热力计算 确定各循环节点参数 各设备的单位热负荷 各设备的热负荷 热力系数,3.3.3 双效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算,1双效溴化锂吸收式热泵的理论循环 双效(也称两效)吸收式热泵有两个发生器，第一发生器中产生的制冷剂蒸汽，又用作第二发生器的热源，因此，热力系数可明显提高。但是，由于第一发生器中溶液的温度升高，其腐蚀性增强；高、低压部分的压差增大，机组结构也比较复杂。,3.4 溴化锂吸收式热泵机组,3.4.1 单效溴化锂吸收式热泵机组的结构 3.4.2 双效溴化锂吸收式热泵机组的结构,返回首页,3.4.1 单效溴化锂吸收式热泵机组的结构,溴化锂吸收式热泵机组是由各种换热器，并辅以屏蔽泵、真空阀门、管道、抽气装置、控制装置等组合而成。按照各换热器的布置方式分为单筒型、双筒型或三筒型结构。,单效溴化锂吸收式热泵机组由下列九个主要部分构成： 蒸发器 借助制冷剂水的蒸发来从低温热源吸收热量。 吸收器 吸收制冷剂蒸汽，保持蒸发压力恒定，同时放出吸收热。,发生器 使稀溶液沸腾产生制冷剂蒸汽，稀溶液同时被浓缩。 冷凝器 使制冷剂蒸汽冷凝，放出凝结热。 溶液热交换器 在稀溶液和浓溶液间进行热交换，提高机组热效率。 液泵和制冷剂泵 输送溴化锂溶液和制冷剂水。 抽气装置 抽除影响吸收与冷凝效果的不凝性气体。 控制装置 有热量控制装置、液位控制装置等。 安全装置 确保安全运转所用的装置。,返回本节,3.4