吸收式制冷分析

1、第七章吸收式制冷吸收式制冷是液体气化制冷的另一种形式，它和蒸气压缩式制冷一样，是利用液态制 冷剂在低温低压下气化以达到制冷目的的。所不同的是：蒸气压缩式制冷是靠消耗机械功 (或电能)使热量从低温物体向高温物体转移，而吸收式制冷则依靠消耗热能来完成这种 非自发过程。第一节吸收式制冷的基本原理、基本原理制冷剂冷凝器制冷剂蒸气液体517膨胀阀压缩机8 制冷剂蒸发器气液制冷剂蒸气(a)67© k©0(b)图7-1吸收式与蒸气压缩式制冷循环的比较(a)蒸气压缩式制冷循环(b)吸收式制冷循环对于吸收剂循环而言，可以将吸收器、发生器和溶液泵看作是一个“热力压缩机”，吸收器相当于压缩机的吸

2、入侧，发生器相当于压缩机的压出侧。吸收剂可视为将已产生制冷效应的制冷剂蒸气从循环的低压侧输送到高压侧的运载液体。、吸收式制冷机的热力系数蒸气压缩式制冷机用制冷系数&评价其经济性，由于吸收式制冷机所消耗的能量主要是热能，故常以“热力系数”作为其经济性评价指标。热力系数z是吸收式制冷机所获得的制*g冷量0与消耗的热量-g之比。(7-1)k图7-2吸收式制冷系统与外界的能量交换(7-2)(7-3)Tg亠0ToTeTg -Te-oTT0-PTo广 % ”T0(Tg -匸) =皂gTg(Te_T°)最大热力系数Zax为maxTg -TeT。TgTe _T0热力系数z与最大热力系数Zax

3、之比称为热力完善度n,即(7-4)(7-5)(7-6)(7-6a)(7-7)>S 二.：Sg = So *Se _ 0第二节二元溶液的特性、二元溶液的基本特性(7-8)V厂 Va( )Vb两种液体混合前的比焓(7-9)hi 二 hA - (I - 加混合后的比焓(7-10)h2 = 0 ： _q = hA (1 - )hB ： -q图7-4两种液体混合容积和温度的变化溴化锂与水混合，以及水与氨混合时都会放热，即混合热为负值。蒸气(a)(b)tii(c)(7-11)(7-12)(7-13)(7-14)图7-5封闭容器内二元溶液的定压气化、. =1上上*二 _W. w33:_3 -3

4、9; Z Z一 33P3>P2>Pl图7-6二元溶液在不同压力下的温度-浓度关系图7-7封闭容器内二元气态溶液的定压冷凝20015010050-506000.3000.900p=10000kPa18i0.940600170000016014000.99：30020013；100050010020001300-100-200300_700A .一.BhV=1225 kJ/kg hi =- 400 kJ/kg500f/0.9802000< >100/ ” 30 50 f 2010L0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.08 ( kg/kg)图7-8

5、 氨一水溶液的h- 8图、溴化锂水溶液的特性(7-15)120八15050/马100 Z 乞-50-4030O25 4线 晶结_ 100%70&OAaHKCP力压和饱I = At B1040506090100110120130140150160170180图7-9溴化锂水溶液的p-t图E(kg/kg)图7-10 溴化锂一水溶液的比焓一浓度图第三节单效溴化锂吸收式制冷机、单效溴化锂吸收式制冷理论循环冷凝器发生器高压水蒸气Pk口蒸汽热源亠4浓溶液减压阀吸收器P010低压水蒸气稀溶液冷剂水发生器泵溶液热交换器©j I !冷却水蒸发器© k冷却水tw2P0tcw2卜8:J膨

6、胀阀9蒸发器泵hE (%)图7-11单效溴化锂吸收式制冷机流程图7-12吸收式制冷循环h E图Js(7-16)s(7-17)称为“放气范围”，表示浓溶液与稀溶液的浓度差。(7-18)00 h9f(h4 -h3) (h7-h4)、热力计算例题7-2计算用参数表7-1状态点压力p (kPa)温度t (C)浓度E(%)比焓 h (kJ/kg)10.8743.259.5281.77210.0943.259.5281.77310.09一59.5338.603g10.0992.059.5一410.09102.264.0393.56510.0968.264.0332.4360.87一64.0332.436a

7、0.8752.464.0一710.0997.103100.33810.09460611.1190.8750611.11100.87502928.67、实际循环图7-13 hE图上的溴化锂吸收式制冷实际循环四、单效溴化锂吸收式制冷机的典型结构与流程4 图7-14双筒型单效溴化锂吸收式制冷机结构简图1-吸收器；2-稀溶液囊；3-发生器泵；4-溶液热交换器；5-发生器；6-浓溶液囊；7-挡液板；8-冷凝器；9-冷凝器水盘；10-U型管；11-蒸发器；12-蒸发器水盘；13-蒸发器水囊；14-蒸 发器泵；15-冷剂水喷淋系统；16-挡水板；17-吸收器泵；18-溶液喷淋系统；19-发生器浓溶液囊；20

8、-电磁三通阀；21-浓溶液溢液管；22-抽气装置图7-15抽气装置1-真空泵；2-阻油器；3-辅助吸收器;4-吸收器泵；5-调节阀图7-16自动抽气装置原理图1-溶液泵；2-引射器；3-抽气管；4-气液分离室；5-储气室；6-排气阀；7-排气瓶；8-回流阀；9-压力传感器第四节双效溴化锂吸收式制冷机、蒸汽双效型溴化锂吸收式制冷机的流程67(a)3c3a1a3b31&&? g E(b)图7-17串联流程溴化锂吸收式制冷原理图1-高压发生器；2-低压发生器；3-冷凝器；4-蒸发器；5-吸收器；6-高温热交换器；7-低温热交换器；8-吸收器泵；9-发生器泵；10-蒸发器泵；11-抽气

9、装置；12-防晶管冷冻水冷却水进6(a)3c3a1a3b31覇 瓦 Ehg(b)图7-18并联流程溴化锂吸收式制冷原理图1-高压发生器；2-低压发生器；3-冷凝器；4-蒸发器；5-吸收器；6-高温热交换器;7-凝水回热器；8-低温热交换器；9-吸收器泵；10-发生器泵；11-蒸发器泵、直燃双效型溴化锂吸收式制冷机的流程（一）将冷却水回路切换成热水回路的机型排烟口48热水进口 f -f -J-A阀r B阀图7-19 直燃机1制热循环工作原理图ft冷冻水热水出口1-高压发生器；2-低压发生器；3-冷凝器；4-蒸发器；5-吸收器；6-高温热交换器；7-低温热交换器；8-蒸发器泵；9-吸收器泵；10-

10、发生器泵；11-防晶管（二）设置与高压发生器相连的热水器的机型冷却水出12B阀【7._；冷却水进冷冻水排烟口 A阀热水LTiC二亠:C阀图7-20直燃机2制热循环工作原理图1-高压发生器；2-低压发生器；3-冷凝器；4-蒸发器；5- 吸收器；6-高温热交换器；7-低温热交换器；8-蒸发器泵；9-吸收器泵；10-发生器泵；11-防晶管；12-热水器（三）将蒸发器切换成冷凝器的机型图7-21直燃机3制热循环工作原理图1-高压发生器；2-低压发生器；3-冷凝器；4-蒸发器;5-吸收器；6-高温热交换器；7-低温热交换器；8- 蒸发器泵；9-吸收器泵；10-发生器泵；11-防晶管三、双级溴化锂吸收式制

11、冷机高压冷剂蒸气Pk（a）（ b）图7-22双级溴化锂吸收式制冷原理图（a）流程简图；（b）p-t图上的循环G1 咼压发生器；A（ 咼压吸收器；T|咼压热父换器；C 冷凝器；G?低压发生器;A2 低压吸收器；T2低压热交换器；E蒸发器第五节吸收式热泵、吸收式热泵的类型图7-23 吸收式热泵的能量、温度转换关系图 7-24第一类吸收式热泵的工作原理A-吸收器；C-冷凝器；E-蒸发器；G-发生器;P-溶液泵；T-热交换器%岀I醮-C碣直it二;二百：|J -> _ _ .:曲|1低ii实握图7-25大温升吸收式热泵机组原理图*1 rtSS :«$图7-26第二类吸收式热泵的工作原理

12、A-吸收器；C-冷凝器；E-蒸发器；G-发生器;P-溶液泵；P7冷剂水泵；T-热交换器、吸收式热泵在热电联产集中供热中的应用25 C130 C一次水回_>sru?> 吸收器 冷凝器 口昔蒸 发生器水一水热交换器IVWWI二次水供一次水进热水型吸收式热泵机组50 C二次水回图7-27吸收式换热机组谓峰设酱7srlC C0 5.C.C狀效吸收显佻热1111汽 崔图7-28基于吸收式换热技术的城市集中供热系统示意图思考题1. 吸收式制冷机是如何完成制冷循环的？在溴化锂吸收式制冷循环中，制冷剂和吸收剂分别起哪些作用？从制冷剂、驱动能源、制冷方式、散热方式等各方面比较吸收式制冷与蒸气压缩式制

13、冷的异同点。2试分析在吸收式制冷系统中为何双效系统比单效系统的热力系数高？3. 简述蒸汽型单效吸收式冷水机组有哪些主要换热部件？说明各个部件的作用与工 作原理。为什么说溶液热交换器是一个节能部件？4. 为什么在溴化锂吸收式制冷机中，蒸发器不采用蒸气压缩式制冷系统中的满液式蒸 发器结构？5. 试分析吸收式冷水机组与蒸气压缩式制冷机组的冷却水温度是否越低越好？6. 吸收式制冷机中 LiBr溶液的吸收、发生过程与溴化锂溶液除湿机组中的除湿、再 生过程有何区别和联系。7. 结合目前所学的知识，分析吸收式冷水机组和吸收式热泵的最佳应用场合。练习题1. 利用溴化锂溶液的 p t图，说明A (温度t=90C

14、，压力p=8 kPa)状态的溶液等压加热到温度为95C时溶液的变化过程，并求终了状态B溶液的质量浓度。2. 利用溴化锂溶液的h E图，计算溶液从状态 a (旨=62%, t a= 50C)变化到状态b (&= 58% , ta= 40 C)时所放出的热量。3. 已知直燃型溴化锂吸收式冷水机组的COPc=1.4,离心式冷水机组的 COPc=6.0,当制冷量和冷却水温差均相同时，请问哪种冷水机组的冷却水量更大？ 一次能源利用效率更高？4. 现有一栋无空调内区建筑，其夏季总冷负荷为1.93氷05 kWh，冬季总热负荷为7.76 105 kWh，拟采用地下水源热泵系统作为全年空调系统的冷热源。已知：电驱动水源热泵在制冷、制热季节的平均能效比分别为COPc=5.0、COPh=3.5，吸收式水源热泵的平均能效比分别为COPc=1.1、COPh=1.8;设两种热泵系统从地下取水的运行方案均采用定温差 变水量方式，且取水温差 At =5 C。求：(1) 两种热泵系统导致地下水的冷热不平衡率；(2) 两种热泵系统所需的地下水使用量；(3) 根据上述计算结果分析采用哪种热泵系 统更为合理。