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吸收式制冷的基本原理 1 一 吸收式制冷的基本原理 一 制冷方法 属液体气化法 二 工作原理 通过消耗热能实现热量由低温物体向高温物体的转移 图8 1 制冷剂循环 逆循环 吸收剂循环 正循环 吸收式制冷循环 2 吸收式制冷与蒸气压缩式制冷的比较 3 吸收式制冷机所制取的制冷量 0与所消耗的热量 g之比 二 吸收式制冷机的热力系数 式中 0 吸收式制冷机所制取的制冷量 k 吸收式制冷机所消耗的热量 1 定义 3 最大热力系数 2 定义式 蒸气压缩式制冷系统 逆卡诺循环的制冷系数最大 max 吸收式制冷系统 也存在最大热力系数 max 4 吸收式制冷系统与外界的能量交换 设 该吸收式制冷循环是可逆的 热媒温度 蒸发温度 冷凝温度 环境温度均为常量 根据热力学第一定律 系统对周围环境的放热量 蒸发器中被冷却物质引起的熵增为 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 发生器热媒引起的熵增为 吸收式制冷系统单位时间内引起外界熵的变化为 5 吸收式制冷机的最大热力系数 忽略泵的功耗 即P 0 工作在Tg与Te之间的卡诺循环的热效率 工作在To和Te之间的逆卡诺循环的制冷系数 max f Tg Te To 4 热力完善度 a 即 a max 热力系数 与最大热力系数 max之比 6 本章重点内容 1 概念 热力系数 热力完善度 吸收剂溶液 制冷剂 吸收剂溶液 2 吸收式制冷与常规蒸汽压缩式制冷相比有何不同之处 3 请推导吸收式制冷系统最大热力系数的表达式 4 可否直接用蒸汽压缩式制冷的制冷系数与吸收式制冷的热力系数比较两种制冷系统性能的优劣 7 第二节溴化锂水溶液的特性 一 溴化锂水溶液的特性无水溴化锂性质和食盐相似 化学性能稳定 无毒 对皮肤无刺激 溴化锂水溶液对一般金属有腐蚀性 溴化锂具有极强吸水性 其浓溶液是很好的吸收剂 溴化锂的沸点 1265 很高 加热时只有水气化 系统简单 热力系数较高 以水为制冷剂 蒸发温度 0 系统对真空度要求高 8 一 溴化锂水溶液的压力 饱和温度图 第二节溴化锂水溶液的特性 溴化锂水溶液蒸汽压图 纯水的压力 饱和温度关系 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 9 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 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 图上只有液相区 气态为纯水蒸汽 集中在 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 10 第三节溴化锂吸收式制冷机 一 溴化锂吸收式制冷机的特点 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 节约用电 3 结构简单 运动部件少 安全可靠 4 对大气臭氧层无害 噪音较低 5 一次能源消耗量大于压缩式 提倡利用废热制冷 11 三 单效溴化锂吸收式制冷理论循环 12 决定吸收式制冷热力过程的外部条件是三个温度 热源温度th 冷却介质温度tw 被冷却介质温度tcwtcw决定p0 t0 tw决定pk tk 及吸收器内溶液的最低温度t1th决定发生器内溶液的最高温度t4则 p0和t1决定吸收器内稀溶液的浓度 w pk和t4决定发生器内浓溶液的浓度 s 13 第三节溴化锂吸收式制冷机 溶液的循环倍率f定义 系统中每产生1kg的制冷剂所需要的制冷剂 吸收剂的千克数 设从吸收器进入发生器的稀溶液流量为F 发生器中产生的水蒸汽的质量流量为D 则由发生器进入吸收器的浓溶液流量为F D 根据发生器内溴化锂的质平衡方程可导出 放气范围 4 5 14 3 理想溴化锂吸收式制冷循环的热力系数 第三节溴化锂吸收式制冷机 可见 循环倍率对吸收式制冷的热力系数影响很大 为增大热力系数 需减小循环倍率 为减小循环倍率 需增大放气范围及减小浓溶液浓度 15 双筒形单效溴化锂吸收式制冷机结构简图 16 溴化锂吸收式制冷机的主要附加措施1 防腐蚀问题一方面确保机组的密封性维持机组内高真空 长期不运行时可充入氮气 另一方面在溶液中加入