制冷與低溫技術(shù)原理吸收式制冷氨水

1、制冷與低溫技術(shù)原理吸收式制冷氨水第五章第五章 吸收式制冷吸收式制冷主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：l吸收式制冷原理；吸收式制冷原理；l溴化鋰吸收式制冷機(jī)；溴化鋰吸收式制冷機(jī)；氨水吸收式制冷機(jī)。氨水吸收式制冷機(jī)。5.1.1 吸收式制冷原理吸收式制冷原理5.1 吸收式制冷原理吸收式制冷原理蒸發(fā)器蒸發(fā)器冷凝器冷凝器節(jié)節(jié)流流閥閥吸收器吸收器溶液熱溶液熱交換器交換器溶溶液液泵泵發(fā)生器發(fā)生器QoQHQAQk蒸氣吸收式制冷的基本系統(tǒng)蒸氣吸收式制冷的基本系統(tǒng) 以熱能為動力以熱能為動力 的制冷機(jī)。的制冷機(jī)。 兩個回路兩個回路 制冷劑回路制冷劑回路 溶液回路溶液回路5.1.1 吸收式制冷原理吸收式制冷原理說明說明1. 吸收式

2、制冷機(jī)利用的是低溫?zé)嵩础Ｎ帐街评錂C(jī)利用的是低溫?zé)嵩础?如：如：a的低壓蒸氣，高于的低壓蒸氣，高于75的熱水，的熱水， 燃?xì)?，廢煙氣，化學(xué)反應(yīng)熱，太陽能等。燃?xì)?，廢煙氣，化學(xué)反應(yīng)熱，太陽能等。2. 吸收式制冷機(jī)的制冷量可大可小。吸收式制冷機(jī)的制冷量可大可小。 小到幾十瓦的冰箱，大到百萬瓦的制冷裝置。小到幾十瓦的冰箱，大到百萬瓦的制冷裝置。吸收式制冷機(jī)的工質(zhì)為制冷劑吸收式制冷機(jī)的工質(zhì)為制冷劑 - 吸收劑工質(zhì)對。吸收劑工質(zhì)對。 其中低沸點(diǎn)的工質(zhì)為制冷劑，高沸點(diǎn)的工質(zhì)其中低沸點(diǎn)的工質(zhì)為制冷劑，高沸點(diǎn)的工質(zhì) 為吸收劑。為吸收劑。5.1.1 吸收式制冷原理吸收式制冷原理4. 吸收式制冷機(jī)工質(zhì)對的特征：吸

3、收式制冷機(jī)工質(zhì)對的特征： 兩個組分的沸點(diǎn)相差要大，當(dāng)溶液沸騰時，兩個組分的沸點(diǎn)相差要大，當(dāng)溶液沸騰時， 被蒸發(fā)出來的只能是制冷劑。被蒸發(fā)出來的只能是制冷劑。 吸收劑必須具備強(qiáng)的吸收能力，即在相同壓力吸收劑必須具備強(qiáng)的吸收能力，即在相同壓力 下能強(qiáng)烈吸收溫度比它低的制冷劑。下能強(qiáng)烈吸收溫度比它低的制冷劑。 制冷劑的蒸發(fā)潛熱要大，而吸收劑的比熱容要小。制冷劑的蒸發(fā)潛熱要大，而吸收劑的比熱容要小。 成本低，容易得到，對金屬腐蝕小。成本低，容易得到，對金屬腐蝕小。5.1.1 吸收式制冷原理吸收式制冷原理氨水吸收式制冷機(jī)（氨氨水吸收式制冷機(jī)（氨- -水）水） 可制取可制取00以下的冷量，用于低溫制冷裝置

4、。以下的冷量，用于低溫制冷裝置。溴化鋰吸收式制冷機(jī)（水溴化鋰吸收式制冷機(jī)（水- -溴化鋰）溴化鋰） 制取制取00以上的冷量，用于空調(diào)。以上的冷量，用于空調(diào)。 6. 吸收式制冷機(jī)的經(jīng)濟(jì)性吸收式制冷機(jī)的經(jīng)濟(jì)性 吸收式制冷機(jī)的熱力系數(shù)：吸收式制冷機(jī)的熱力系數(shù)：hQQ0 式中：式中：Q0 - 蒸發(fā)器中的制冷量；蒸發(fā)器中的制冷量； Qh - 發(fā)生器的耗熱量。發(fā)生器的耗熱量。舉例舉例目前吸收式制冷機(jī)主要應(yīng)用的工質(zhì)對：目前吸收式制冷機(jī)主要應(yīng)用的工質(zhì)對：5.2 氨水吸收式制冷機(jī)氨水吸收式制冷機(jī)氨氨-水溶液的性質(zhì)水溶液的性質(zhì) 氨具有極大的溶水性，常溫下，一個體積的水，甚至可氨具有極大的溶水性，常溫下，一個體積的

5、水，甚至可 以溶解以溶解700倍于自身體積的氨；倍于自身體積的氨； 氨水溶液呈弱堿性；氨水溶液呈弱堿性； 氨水溶液在低溫下容易析出晶體，如根據(jù)濃度的不同，氨水溶液在低溫下容易析出晶體，如根據(jù)濃度的不同， 在在-79時會析出時會析出NH3.H2O，或，或2NH3.H2O等純水冰，等純水冰， 純氨冰或氨的水合物。因此在吸收式制冷機(jī)中所能純氨冰或氨的水合物。因此在吸收式制冷機(jī)中所能 達(dá)到的最低溫度將受限制；達(dá)到的最低溫度將受限制； 氨水溶液中氨和水的沸點(diǎn)相差不大，氨水在發(fā)生器被氨水溶液中氨和水的沸點(diǎn)相差不大，氨水在發(fā)生器被 加熱時，有部分水會隨氨一起蒸發(fā)出來，加熱時，有部分水會隨氨一起蒸發(fā)出來， 因

6、此必須采用精餾裝置，獲得較純的氨蒸氣。因此必須采用精餾裝置，獲得較純的氨蒸氣。 對有色金屬有腐蝕作用對有色金屬有腐蝕作用 氨水溶液無色，有刺激性氣味，對有色金屬材料（除磷氨水溶液無色，有刺激性氣味，對有色金屬材料（除磷 青銅）有腐蝕作用，因而在氨吸收式制冷系統(tǒng)中不采用青銅）有腐蝕作用，因而在氨吸收式制冷系統(tǒng)中不采用 銅及銅合金材料。銅及銅合金材料。5.2 氨水吸收式制冷機(jī)氨水吸收式制冷機(jī)5.2 氨水吸收式制冷機(jī)氨水吸收式制冷機(jī)5.2.1 氨水吸收式制冷的工作流程氨水吸收式制冷的工作流程A精餾塔精餾塔B冷凝器冷凝器C過冷器過冷器D蒸發(fā)器蒸發(fā)器E吸收器吸收器F溶液熱交換器溶液熱交換器G.I節(jié)流閥節(jié)

7、流閥H溶液泵溶液泵ABCDEFGHI1a f kg5 1kg66a788a 1kg44a2 (f-1) kg2a35.2.1 氨水吸收式制冷的工作流程氨水吸收式制冷的工作流程1a f kg wr5 1kg wr2 (f-1) kg wa發(fā)生器發(fā)生器提餾段提餾段精餾段精餾段回流冷凝器回流冷凝器q hq R 精餾塔內(nèi)的精餾過程：精餾塔內(nèi)的精餾過程：5.2.2 氨水吸收式制冷循環(huán)的氨水吸收式制冷循環(huán)的h-wh-w圖圖 氨水吸收式制冷機(jī)工作循環(huán)的熱力過程：氨水吸收式制冷機(jī)工作循環(huán)的熱力過程：1a-1 進(jìn)入精餾塔的濃溶液被加熱的過程；進(jìn)入精餾塔的濃溶液被加熱的過程；1-2 濃溶液在發(fā)生段的加熱汽化過程；

8、濃溶液在發(fā)生段的加熱汽化過程；3-1 提餾段的熱交換過程；提餾段的熱交換過程；1-5 精餾段熱質(zhì)交換過程，含水氨蒸氣濃度進(jìn)一步提高；精餾段熱質(zhì)交換過程，含水氨蒸氣濃度進(jìn)一步提高；5-6 冷劑氨蒸氣在冷凝器中的冷凝過程；冷劑氨蒸氣在冷凝器中的冷凝過程；6-6a 冷劑氨蒸氣在過冷器中的過冷過程；冷劑氨蒸氣在過冷器中的過冷過程；6a-7 6點(diǎn)狀態(tài)的過冷液體經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流到點(diǎn)狀態(tài)的過冷液體經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流到p0 壓力，壓力， 其濕蒸氣達(dá)到點(diǎn)其濕蒸氣達(dá)到點(diǎn)7狀態(tài)的節(jié)流過程；狀態(tài)的節(jié)流過程；7-8 蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程；蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程；點(diǎn)點(diǎn)2狀態(tài)的飽和稀溶液，由發(fā)生器引出后經(jīng)歷熱力過程；狀態(tài)的飽和稀溶液，由發(fā)

9、生器引出后經(jīng)歷熱力過程；2-2a 發(fā)生段底部引出液在溶液熱交換器中的降溫過程；發(fā)生段底部引出液在溶液熱交換器中的降溫過程；2a-3 降溫后的引出液的節(jié)流過程（降溫后的引出液的節(jié)流過程（2a和和3點(diǎn)重合）；點(diǎn)重合）；3-8a 稀溶液進(jìn)入吸收器后的吸收過程；稀溶液進(jìn)入吸收器后的吸收過程；點(diǎn)點(diǎn)4狀態(tài)的濃溶液經(jīng)溶液泵提升到狀態(tài)的濃溶液經(jīng)溶液泵提升到pk壓力，達(dá)到點(diǎn)壓力，達(dá)到點(diǎn)4a狀態(tài)狀態(tài), 升壓過程其濃度和焓值均不變（點(diǎn)升壓過程其濃度和焓值均不變（點(diǎn)4a和和4重合）。重合）。5.2.2 氨水吸收式制冷循環(huán)的氨水吸收式制冷循環(huán)的h-wh-w圖圖 氨水吸收式制冷機(jī)工作循環(huán)的熱力過程：氨水吸收式制冷機(jī)工作循

10、環(huán)的熱力過程：5.2.2 氨水吸收式制冷循環(huán)的氨水吸收式制冷循環(huán)的h-wh-w圖圖（含過冷器）（含過冷器）pkpkp0p011a1 2 3 5 66a-787 8 8 7 22a-34a48aw aw rw rwh8a5.2.2 氨水吸收式制冷循環(huán)的氨水吸收式制冷循環(huán)的h-wh-w圖圖（不含過冷器）（不含過冷器）pkpkp0p011a1 2 3 5 6787 8 8 7 22a-34a4w aw rw rwh5.2.3 氨水吸收式制冷循環(huán)的熱力計(jì)算氨水吸收式制冷循環(huán)的熱力計(jì)算 在已知制冷量，冷凝溫度和蒸發(fā)溫度的情況下，在已知制冷量，冷凝溫度和蒸發(fā)溫度的情況下， 可以根據(jù)可以根據(jù)h-w圖進(jìn)行熱力

11、計(jì)算。圖進(jìn)行熱力計(jì)算。 蒸發(fā)器單位制冷量：蒸發(fā)器單位制冷量：780hhq 冷凝器單位熱負(fù)荷：冷凝器單位熱負(fù)荷：65hhqk 發(fā)生器單位熱負(fù)荷：發(fā)生器單位熱負(fù)荷：1a f kg wr5 1kg wr2 (f-1) kg wa發(fā)生器發(fā)生器提餾段提餾段精餾段精餾段回流冷凝器回流冷凝器q hq R由精餾塔的熱平衡關(guān)系：由精餾塔的熱平衡關(guān)系：Rhqhfhhfqa 251)1( 吸收器單位熱負(fù)荷：吸收器單位熱負(fù)荷：5.2.3 氨水吸收式制冷循環(huán)的熱力計(jì)算氨水吸收式制冷循環(huán)的熱力計(jì)算溶液的循環(huán)倍率：溶液的循環(huán)倍率： 為產(chǎn)生為產(chǎn)生1kg氨蒸氣所需的濃溶液量。氨蒸氣所需的濃溶液量。根據(jù)精餾塔的質(zhì)量平衡計(jì)算：根據(jù)

12、精餾塔的質(zhì)量平衡計(jì)算：ararwwwwf EG4 f kg8a 1kg3 (f-1) kg2aq a根據(jù)吸收器的熱平衡關(guān)系：根據(jù)吸收器的熱平衡關(guān)系：384)1(hfhhfqaa 5.2.3 氨水吸收式制冷循環(huán)的熱力計(jì)算氨水吸收式制冷循環(huán)的熱力計(jì)算 溶液熱交換器熱負(fù)荷：溶液熱交換器熱負(fù)荷：AEFGH1a f kg5 1kg8a 1kg44a2 (f-1) kg2a濃溶液側(cè)：濃溶液側(cè)：)(411aahhfqtw 稀溶液側(cè)：稀溶液側(cè)：)(1222ahhfqtw ）（熱交換器出口溶液熱交換器出口溶液h1a值：值：aaahhhffh4221)(195.0 0.95為溶液熱交為溶液熱交換器熱損失系數(shù)換器熱損失系數(shù)5.2.3 氨水吸收式制冷循環(huán)的熱力計(jì)算氨水吸收式制冷循環(huán)的熱力計(jì)算 過冷器單位熱負(fù)荷：過冷器單位熱負(fù)荷：8866hhhhqaak 循環(huán)系統(tǒng)的熱平衡關(guān)系：循環(huán)系統(tǒng)的熱平衡關(guān)系：Rakhqqqqq 0 循環(huán)的熱力系數(shù)：循環(huán)的熱力系