制冷技术培训 吸收式制冷

1、6 吸收式制冷 l6.1 吸收式制冷 l吸收式制冷机是一种以热能为主要动力的制冷机 。 l蒸汽压缩制冷循环：压缩机（消耗机械功） l吸收式制冷循环：吸收器，发生器（解吸器）， 换热器，泵（消耗低品位热量） 气体制冷剂回复液体状态气体制冷剂回复液体状态 利用吸收或吸附方式利用吸收或吸附方式 制冷剂蒸发制冷剂蒸发 吸收热量制冷吸收热量制冷 6 吸收式制冷 l吸收式制冷工作原理 吸收式和蒸汽压缩式制冷机工作原理图 a）吸收式制冷机 b）蒸汽压缩式制冷机 E 一蒸发器 C 一冷凝器 EV 一膨胀阀 CO 一压缩机 G 一发生器 A 一吸收器 P 一溶液泵 6 吸收式制冷 l1.1.吸收式制冷吸收式制冷

2、示意图之一示意图之一 泵泵 节流阀节流阀 吸吸 收收 器器 换热器换热器 发发 生生 器器 蒸发器蒸发器QL载冷剂载冷剂 水水 低品低品 位蒸位蒸 汽汽TR QR 冷凝器冷凝器 QH 冷却水冷却水 6. 吸收式制冷 1.吸收式制冷示意图之二吸收式制冷示意图之二 6. 吸收式制冷 热力系数是吸收式制冷机的效率热力系数是吸收式制冷机的效率 g Q Q e 2）最大热力系数 max g Q Qe cc 2吸收式制冷循环的热力系数和热力完善度吸收式制冷循环的热力系数和热力完善度 6. 吸收式制冷 l 吸收式制冷循环工质对吸收式制冷循环工质对 l1.吸收式制冷循环对制冷剂的选择吸收式制冷循环对制冷剂的选

3、择 l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 l2.对吸收剂的选择应具有如下要求 l1）吸收剂应具有强烈吸收制冷剂的能力 l2）作为吸收剂和制冷剂的两种物质，它们的沸点希望 相差越大越好。 l3）吸收剂也希望具有较大的热导率，较小的密度和粘 度，而且应具有较小的比热，以提高制冷循环的工作效 率。 l6）在化学性质方面与制冷剂一样，要求无毒不燃烧 不爆炸，对制冷机的金属材料无腐蚀和具有较好的化 学稳定性。 l5）吸收式制冷循环工质对所组成的二元溶液，必须是 非共沸溶液。 6. 吸收式制冷 l 吸收式制冷循环工质对种

4、类 l1.以水作为制冷剂的工质对 l2.以氨为制冷剂的工质对 l3.乙醇作为制冷剂的工质对 l4.以氟利昂为制冷剂的工质对 l到目前为止，实际上使用的还只限于氨-水溶 液与溴化锂-水溶液两种 吸收式与压缩式的比较吸收式与压缩式的比较 比较项目比较项目压缩式压缩式吸收式吸收式 结结 构构压缩机压缩机吸收器、液泵、发生器吸收器、液泵、发生器 耗能类型耗能类型机械能机械能热能（蒸汽、燃油、燃气热能（蒸汽、燃油、燃气 、废热、余热）、废热、余热） 工况特点工况特点冷凝压力高冷凝压力高冷凝压力低冷凝压力低 制冷工质制冷工质制冷剂（氨、氟利制冷剂（氨、氟利 昂）昂） 工质对：吸收剂工质对：吸收剂- -制冷

5、剂（制冷剂（ 溴化锂溴化锂- -水、水水、水- -氨）氨） 热力计算热力计算压缩式制冷热力计压缩式制冷热力计 算算 溴化锂吸收式制冷热力计溴化锂吸收式制冷热力计 算算 经济技术分析经济技术分析 l优点：优点：1.1.工质环保工质环保 2.2.以热能为动力，节电效果明显以热能为动力，节电效果明显 3.3.可以利用余热废热可以利用余热废热 l缺点：缺点：1.1.价格无优势价格无优势 2.2.耗能大，机组笨重耗能大，机组笨重 3.3.利用热能促进全球变暖利用热能促进全球变暖 溴化锂水溶液的特性溴化锂水溶液的特性 1. 溴化锂具有强烈的溴化锂具有强烈的吸水性吸水性； 2. 溴化锂水溶液具有很强的吸湿性

6、；溴化锂水溶液具有很强的吸湿性； 3. 溴化锂与水的沸点溴化锂与水的沸点相差相差很大；很大； 6.溶液温度过低或浓度过高，均易发生溶液温度过低或浓度过高，均易发生结晶结晶； 5.对金属具有较强的对金属具有较强的腐蚀性腐蚀性； 6.无毒，对人体无害。无毒，对人体无害。 20时溴化锂的溶解度可时溴化锂的溶解度可 以达到以达到108g左右，饱和溶左右，饱和溶 液的浓度可达液的浓度可达60%左右左右 LiBrLiBr沸点为沸点为12651265 方法：方法：添加缓 蚀剂减轻腐蚀 危害：危害： 1.腐蚀产生氢气=不 凝性气体，机组设置 自动抽气装置排除 2.铁锈铜锈易造成堵 塞 溴化锂吸收式制冷机的分类

7、 l1. 按用途分类 l1）冷水机组 l2）冷热水机组 l3）热泵机组 l2.按驱动热源分类 l1）蒸汽型 l2）直燃型 l3）热水型 l3按驱动热源的利用方式分类 l1）单效 l2）双效 l3）多效 溴化锂吸收式制冷机的分类 l4按溶液循环流程分类按溶液循环流程分类 l1）串联流程串联流程，它又分为两种， l一种是溶液先进入高压发生器，后进入低压发生器，最后流 回吸收器； l另一种是溶液先进入低压发生器，后进入高压发生器，最后 流回吸收器。 l2）并联流程并联流程，溶液分别同时进入高、低压发生器， 然后分别流回吸收器。 l3）串并联流程串并联流程，溶液分别同时进入高、低发生器， 高压发生器流

8、出的溶液先进入低压发生器，然后和低 压发生器的溶液一起流回吸收器。 溴化锂吸收式制冷机的分类 l5按机组结构分类 l1）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。 l2）双筒型，机组的主要换热器布置在二个筒 体内。 l3）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。 溴化锂吸收式制冷机工作过程 单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的应用系统单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的应用系统 热源回路热源回路 冷却水回路冷却水回路 冷水回路冷水回路 冷剂水回路冷剂水回路 溶液回路溶液回路 溴化锂吸收式制冷机工作过程 l.单效溴化锂吸收式制冷机工作过程 （1）工作原

9、理 溴化锂吸收式制冷机工作过程 溴化锂吸收式制冷机工作过程 1）蒸汽型 双效溴化锂吸收式制冷机并联系统流程 1高压发生器泵 2高温换热器 3吸收器 6蒸发器 5高压发生器 6冷凝器 6低压发生器 8、12引射器 9冷剂水泵 10凝水换热器 11低温换热器 13溶液泵 双效溴化锂吸收式制冷机双效溴化锂吸收式制冷机 溴化锂吸收式制冷机工作过程 直燃型直燃型 吸收式制冷理论循环 1吸收式制冷的溶液循环 l1）稀溶液的加压和预热过程 l2）发生器中的蒸气发生过程 l3）浓溶液的冷却与节流过程 l6）吸收器中的吸收过程 溴化锂吸收式制冷机理论循环在h-图上的表示 2吸收式制冷循环过程 1）冷凝过程 2）

10、节流过程 3）蒸发过程 6 吸收式制冷 机组特征机组特征 l单效制冷机使用能源广泛，可单效制冷机使用能源广泛，可 以采用各种工业余热，废热，以采用各种工业余热，废热， 地热、太阳能等作为驱动热源，地热、太阳能等作为驱动热源， 在能源的综合利用和梯级利用在能源的综合利用和梯级利用 方面有着显著的优势。而且具方面有着显著的优势。而且具 有负荷及热源自动跟踪功能，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。 l单效制冷机的驱动热源为低品单效制冷机的驱动热源为低品 位热源，其位热源，其COPCOP在在0.5-0.6. 0.5-0.6. l远大直燃机或蒸汽双效制冷机，

11、远大直燃机或蒸汽双效制冷机， 其其COPCOP在在1.311.31以上。以上。 6 吸收式制冷 6 吸收式制冷 溴化锂吸收式制冷机的优点优点 l1）水作制冷剂，溴化锂溶液作吸收剂，因 此它对人体无危害，对大气臭氧层无破坏作 用。 l2）对热源要求不高. l3）整个装置基本上是换热器的组合体，除 泵外，没有其他运动部件。 l6）结构简单，制造方便。 l5）整个装置处于真空状态下运行，无爆炸 危险。 l6）操作简单，维护保养方便，易于实现自 动化运行。 l直燃型溴化锂吸收式冷热水机组除具有上 述特点外，还具有下列优势： l1）燃烧效率高，对大气环境污染小。 l2) 一机多能。可供夏季空调、冬季采暖

12、，必 要时也可兼顾提供生活用热水。 l3）体积小，用地少。 l4）只存在一次传热温差，传热损失小。 l5）可实现能源消耗的季节平衡。 溴化锂吸收式制冷机组的缺点缺点 l1）溴化锂溶液对金属，尤其是黑色金属有强 烈的腐蚀性，因此对金属的密封性要求非常严 格。 l2）由于系统以热能作为补偿，加上溴化锂溶 液的吸收过程是放热过程，故对外界的排热量 大,且效率低效率低。 l3 ) 一般只能制取5以上的冷水，多用于空气 调节及一些生产工艺用冷冻水。 l4) 溴化锂价格较贵，机组充灌量大，初投资 较高。 解决缺点一解决缺点一-采取适当的防腐措施采取适当的防腐措施 溴化锂溶液在有空气存在的情况下,对 一般金

13、属有强烈的腐蚀性,因此要及时抽及时抽 除不凝性气体并严格防止空气的漏入除不凝性气体并严格防止空气的漏入; 采用耐腐蚀的材料; 增加缓蚀剂增加缓蚀剂 (0.1%0.3%铬酸锂和适量的氢氧化锂,使 溶液的pH=9.510.5). 提高效率提高效率-强化传热与传质过程强化传热与传质过程 1)添加能量增强剂添加能量增强剂;(减小溴化锂溶液的表面张力;降 低溴化锂溶液的水蒸汽分压力,强化传质过程;在 铜管表面形成液膜,使凝结过程近似为珠状凝结.) 2)减小冷剂蒸汽的流动阻力减小冷剂蒸汽的流动阻力; 3)提高换热器管内工作介质的流速提高换热器管内工作介质的流速;(冷却水和冷媒 水:1.53m/s;加热蒸汽

14、:1530m/s;溶液:0.3m/s) 4)传热管表面进行脱脂和防腐处理传热管表面进行脱脂和防腐处理; 5)改进喷嘴结构改进喷嘴结构,改善喷淋液的雾化情况改善喷淋液的雾化情况; 6)提高冷却水和冷媒水的水质提高冷却水和冷媒水的水质,减少污垢热阻减少污垢热阻; 7)采用强化传热管采用强化传热管; 8)合理的调节喷淋密度合理的调节喷淋密度. 溴化锂吸收式制冷机冷量的调节及其安全保护措施溴化锂吸收式制冷机冷量的调节及其安全保护措施 冷量的调节 加热蒸汽量调节法 加热蒸汽压力调节法 加热蒸汽凝结水量调节法 冷却水量调节法 溶液循环量调节法 溶液循环量与蒸汽量组合调节法 溶液循环量与加热蒸汽凝结水量组合

15、调节 法 溴化锂吸收式制冷机冷量的调节及其安全保护措施溴化锂吸收式制冷机冷量的调节及其安全保护措施 安全保护安全保护 防溶液防溶液 结晶结晶 屏蔽泵屏蔽泵 保护保护 冷媒水冷媒水 冷剂水冷剂水 冻结冻结 冷剂水冷剂水 污染污染 防止破坏防止破坏 各种措施各种措施 防止溴化锂溶液结晶的措施 设置自动溶晶管; 在发生器出口浓溶液管道上设温度继电器; 在蒸发器中设置液位控制器,使冷剂水旁通 到吸收器中; 装设溶液泵和蒸发器泵延时继电器; 加设手动的冷剂水旁通管. 预防蒸发器中冷媒水或冷剂水冻结的措施 在外界负荷突然降低或冷媒水泵发生故障 的时候，会使蒸发器中冷剂水或冷媒水 温度下降，严重时会冻裂水管

16、。 措施：措施：在冷剂水管道上装设温度继电器， 在冷媒水管道上装设压力继电器或压差 继电器。 屏蔽泵的保护 在屏蔽泵 电路中装 设过负荷 继电器 在蒸发器 和吸收器 中装设液 位控制器 在屏蔽泵 出口管道 上装设温 度继电器 123 预防冷剂水污染的措施 当冷却水温度太低，由于冷凝压力过 低，可能使得发生过程剧烈进行， 有可能将溴化锂溶液溅入冷凝器中， 污染冷剂水。 预防措施：在冷却水进口处装设水量 调节阀，用以控制冷却水流量。 溴化锂吸收式制冷机组的性能影 响及提高途径 冷却水与冷却水与 冷冻水冷冻水 水质水质 冷冻水冷冻水 出口温度出口温度 不凝性不凝性 气体气体 冷却水量冷却水量 冷冻水量冷冻水量 加热蒸汽加热蒸汽 温度、压力温度、压力 稀溶液稀溶液 循环量循环量 冷却水冷却水 进口温度进口温度 参数变化对机组性能的影响参数变化对机