吸收式制冷機-1-吸收式制冷機與熱泵,新校區(qū)

機械與動力工程學院吸收式制冷與熱泵2023年2月4日主要內(nèi)容：1、溴化鋰吸收式制冷與熱泵2、溴化鋰吸收式制冷機的熱力計算，以輔導(dǎo)為主；3、氨水吸收式制冷機與吸收式冰箱；*2weisean吸收式制冷目前在日本、中國和韓國得到了較普遍的應(yīng)用。隨著我國西氣東輸工程的實施和天然氣的引進或開采，吸收式制冷正在制冷空調(diào)中發(fā)揮重要作用。充分利用余熱的冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)將使得吸收式制冷必不可少；廣泛的燃氣供應(yīng)，以及夏季燃氣低谷和用電高峰，可以使得燃氣直燃式吸收式空調(diào)得到更廣泛的應(yīng)用。我國在吸收制冷設(shè)計和制造方面處于國際先進水平，出現(xiàn)了江蘇雙良，長沙遠大，大連三洋等一系列著名品牌。前言*3weisean

吸收式制冷利用溶液在一定條件下能析出低沸點組分的蒸氣，在另一種條件下又能吸收低沸點組分這一特性完成制冷循環(huán)。目前吸收式制冷機多用二元溶液，習慣上稱低沸點組分為制冷劑，高沸點組分為吸收劑?；驹?4weisean整個系統(tǒng)包括兩個回路：

制冷劑回路溶液回路基本原理*5weisean發(fā)生器和冷凝器（高壓側(cè)）與蒸發(fā)器和吸收器（低壓側(cè)）之間的壓差通過安裝在相應(yīng)管道上的膨脹閥或其它節(jié)流機構(gòu)來保持。在溴化鋰吸收式制冷機中，這一壓差相當小，一般只有6.5～8kPa，因而采用U型管、節(jié)流短管或節(jié)流小孔即可?；驹?6weisean發(fā)生器generator

吸收式制冷機中，通過加熱析出制冷劑的設(shè)備。

吸收器absorber

吸收式制冷機中，通過濃溶液吸收劑在其中噴霧以吸收來自蒸發(fā)器的制冷劑蒸氣的設(shè)備?；驹?7weisean

綜上所述，溴化鋰吸收式制冷機的工作過程可分為兩個部分：

(1)制冷劑循環(huán)發(fā)生器中產(chǎn)生的冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝成冷劑水，經(jīng)U形管進入蒸發(fā)器，在低壓下蒸發(fā)，產(chǎn)生制冷效應(yīng)。這些過程與蒸氣壓縮式制冷循環(huán)在冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器中所產(chǎn)生的過程完全相同；

(2)溶液循環(huán)發(fā)生器中流出的濃溶液降壓后進入吸收器，吸收由蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷劑蒸氣，形成稀溶液，用泵將稀溶液輸送至發(fā)生器，重新加熱，形成濃溶液。這些過程的作用相當于蒸氣壓縮式制冷循環(huán)中壓縮機所起的作用?；驹?8weisean

高壓制冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝后，經(jīng)節(jié)流元件節(jié)流，溫度和壓力降低，低溫、低壓液體在蒸發(fā)器內(nèi)汽化，實現(xiàn)制冷。共同點壓縮式與吸收式制冷的異同*9weisean消耗的能量不同蒸發(fā)壓縮式制冷機消耗機械功，吸收式制冷機消耗的是熱能。吸收制冷劑蒸氣的方式不同利用液體蒸發(fā)連續(xù)不斷地制冷時，需不斷地在蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生蒸氣。蒸氣壓縮式用壓縮機吸收此蒸氣，吸收式制冷機用吸收劑在吸收器內(nèi)吸取制冷劑蒸氣。將低壓制冷劑蒸氣變?yōu)楦邏褐评鋭┱魵鈺r采取的方式不同蒸氣壓縮式制冷機通過原動機驅(qū)動壓縮機完成，吸收式制冷機則是通過吸收器、溶液泵、發(fā)生器和節(jié)流閥完成。提供的冷源溫度不同蒸氣壓縮式制冷可以提供0℃以下的低溫冷源，應(yīng)用范圍廣泛；而吸收式制冷一般只能制取0℃以上的冷水，多用于空調(diào)系統(tǒng)。不同點壓縮式與吸收式制冷的異同*10weisean工質(zhì)不同壓縮式制冷吸收式制冷單組分或多組分工質(zhì)雙組分工質(zhì)對溴化鋰－水氨－水吸收劑制冷劑高沸點組分低沸點組分不同點壓縮式與吸收式制冷的異同*11weisean分類吸收式制冷機或熱泵可以按照以下方式進行分類：（1）按工質(zhì)分：溴化鋰-水；氨-水；等（2）驅(qū)動熱源分：蒸氣型；熱水型；直燃型；余熱型；復(fù)合熱源型；等（3）驅(qū)動熱源的利用方式分：單效；雙效；多效；多級；等（4）熱泵制熱目的：第一類；第二類；*12weisean分類吸收式式制冷機或熱泵可以按照以下方式進行分類：（5）溶液循環(huán)流程分：串聯(lián)；并聯(lián)；串并聯(lián)；等（6）按機組結(jié)構(gòu)分：單筒；雙筒；三筒；多筒；等以上分類中，第（4）個分類方法，是吸收式熱泵的常見分類*13weisean第一類熱泵：又稱“增熱型熱泵”，利用少量的高溫熱源熱能，產(chǎn)生大量的中溫有用熱能。第二類熱泵：又稱“升溫型熱泵”，利用大量的中溫熱源熱能，產(chǎn)生少量的高溫有用熱能。*14weisean第一類吸收式熱泵*15weisean第二類吸收式熱泵*16weisean熱力系數(shù)第二類熱泵：第一類熱泵：制冷熱力系數(shù)：吸收式制冷與熱泵系統(tǒng)與外界的能量交換*17weisean溴化鋰吸收式制冷的有關(guān)熱力計算*18weisean溫度越低，溴化鋰水溶液的飽和濃度也越低。因此，溴化鋰水溶液的濃度過高或溫度過低時均易于形成結(jié)晶，這是溴化鋰吸收式制冷機設(shè)計和運行中必須注意的問題。在一定溫度下，溶液面上水蒸氣飽和分壓力低于純水的飽和分壓力，而且溶液的濃度越高，液面上水蒸氣飽和分壓力越低，則溶液的吸水性越強。相同壓力時，隨著濃度的升高，對應(yīng)的溶液飽和溫度上升溴化鋰水溶液的壓力-飽和溫度圖（P-T）圖*19weiseanP-t圖*20P-T圖除了可以用來確定溶液的狀態(tài)參數(shù)外，還常被用來表示溴化鋰水溶液熱力狀態(tài)的變化及溴化鋰吸收式制冷的工作循環(huán)過程。ABCD溴化鋰水溶液的壓力-飽和溫度圖（P-T）圖AB:溶液在發(fā)生器中的等壓加熱濃縮過程，稱為發(fā)生過程CD:溶液在吸收器中的等壓冷卻稀釋過程，稱為吸收過程BC:濃溶液在熱交換器中的冷卻過程；DA:稀溶液在熱交換器中的加熱過程；這兩個過程因為沒有發(fā)生傳質(zhì)現(xiàn)象，因此溶液的濃度不變。P-T圖由于沒有反映比焓的變化，因此不能用P-T圖進行吸收式制冷循環(huán)的熱力計算。為了進行熱力計算，常用比焓－濃度圖（h-）。溴化鋰水溶液的壓力-飽和溫度圖（P-T）圖*22weisean分類*溴

化

鋰

水

溶

液

的

比

焓

濃

度

圖ABC四個參數(shù)：溫度濃度水蒸氣壓比焓只要知道任意2個，就可以查出另外2個注意：等壓線反映的是溶液所具有的水蒸氣壓，而不是溶液的壓力。只有處于相平衡時，溶液的壓力才等于其水蒸氣壓。溴

化

鋰

水

溶

液

的

比

焓

濃

度

圖比焓-濃度圖不但可以求得溶液的狀態(tài)參數(shù)，還可以將溶液的熱力過程清楚地表示出來，是進行吸收式制冷循環(huán)的理論分析，熱力計算和運行特性分析的主要圖表。其用途相當于蒸氣壓縮制冷中的壓－焓圖。氣相區(qū)液相區(qū)*27weisean

系統(tǒng)中每產(chǎn)生1kg制冷劑所需要的制冷劑-吸收劑溶液的質(zhì)量，稱為溶液的循環(huán)倍率，用a表示。對發(fā)生器進行溶質(zhì)守恒計算：放氣范圍，表示濃溶液與稀溶液的濃度差

wa.qmf=(qmf-qmd)wr+0.qmd

令a=qmf/qmd解出a=wr/wr-wa循環(huán)倍率和放氣范圍*28weisean計算例題已知單效溴化鋰吸收式熱泵吸收器中的壓力為2.07KPa，溶液泵進口溫度為54.8℃；發(fā)生器的壓力為57.81KPa，發(fā)生器出口濃溶液溫度為143.6℃；濃溶液在溶液換熱器的出口溫度為79.3℃；制冷劑的流量為1kg/s。對該熱力系統(tǒng)進行熱力計算。*29weisean查圖結(jié)果*30weisean單效制冷機使用能源廣泛，可以采用各種工業(yè)余熱，廢熱，也可以采用地熱、太陽能等作為驅(qū)動熱源，在能源的綜合利用和梯級利用方面有著顯著的優(yōu)勢。而且具有負荷及熱源自動跟蹤功能，確保機組處于最佳運行狀態(tài)。單效制冷機的驅(qū)動熱源為低品位熱源，其COP在0.5-0.7，如果業(yè)主具備高品位的熱源，應(yīng)選擇直燃機或蒸汽雙效制冷機，其COP在1.31以上。單效溴化鋰吸收式機組的特征*31weisean直燃吸收式溴化鋰冷溫水機，我們稱之為“直燃機”，是直接燃燒天然氣、煤氣、液化石油氣，柴油作能源，以水/溴化鋰作介質(zhì)的冷熱源設(shè)備。由于直燃機不以電為能源（只需極少的電作循環(huán)輔助動力），并具有制冷、采暖、衛(wèi)生熱水功能，可以大幅度削減電力投資和供熱設(shè)備投資。在電空調(diào)廣泛采用的國家和地區(qū)，直燃機更能削減夏季峰值電力、填補夏季燃氣低谷的綜合經(jīng)濟效益，對于電力行業(yè)及燃燒行業(yè)健康發(fā)展都具有舉足輕重的影響。世界首臺直燃機1968年在日本誕生，從1980年起成為日本、韓國等國的主要空調(diào)設(shè)備，占有該國中央空調(diào)市場80%以上的份額。遠大1992年開發(fā)成功中國首臺直燃機，1996年成為全球直燃機產(chǎn)銷量最大的企業(yè)，至2002年已出口20余個國家，在中、美等國市場占有率為同行之首。*33weisean單效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組循環(huán)流程的溶液回路包括下列過程：（1）稀溶液經(jīng)溶液熱交換器的加 熱升溫過程（2）稀溶液在發(fā)生器中的發(fā)生過 程（3）濃溶液經(jīng)溶液熱交換器的冷 卻降溫過程（4）濃溶液和稀溶液在進入吸收 器之前的混合過程（5）混合溶液在吸收器中的吸收 過程*34weisean單效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組循環(huán)流程的制冷劑回路包括下列過程：（1）冷劑蒸汽在冷凝器中的冷凝過程（2）冷劑水在蒸發(fā)器中的蒸發(fā)過程*35weisean吸收式機組的應(yīng)用系統(tǒng)驅(qū)動熱源回路制冷劑回路溶液回路冷卻水回路冷水回路抽氣裝置自動控制裝置安全保護裝置蒸汽型直燃型熱水型余熱型吸收式制冷的系統(tǒng)構(gòu)成*36weisean雙效溴化鋰吸收式制冷與熱泵*37weisean雙效溴化鋰吸收式制冷與熱泵雙效溴化鋰吸收式制冷與熱泵的工作原理*雙效溴化鋰吸收式制冷與熱泵工作原理雙效溴化鋰吸收式制冷與熱泵工作*39weisean溴化鋰吸收式制冷與熱泵機組*40weisean*41雙效溴化鋰吸收式熱泵*42雙效溴化鋰吸收式熱泵串聯(lián)雙效機組雙效溴化鋰吸收式熱泵

遠大戶式BCT

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我校中央空調(diào)房溴化鋰吸收式制冷機組示意圖冷熱電聯(lián)產(chǎn)（BCHP）系統(tǒng)

渦輪發(fā)電機已被廣泛使用，以安靜、長壽著稱，不足之處是排氣熱損失較大，不同的機型尾氣溫度在250～550℃之間，氧含量為14％～18％，這是一筆大