吸收式制冷

第一節(jié)吸收式制冷的基本原理壓縮機(jī)高溫高壓低溫低壓高溫高壓低溫低壓節(jié)流裝置蒸發(fā)器冷凝器P蒸氣壓縮式制冷的基本原理第一節(jié)吸收式制冷的基本原理一、吸收式制冷的基本原理低壓制冷劑(氣液共存)利用熱源使溶液中的制冷劑氣化利用濃溶液吸收制冷劑蒸氣冷凝器節(jié)流閥吸收器發(fā)生器1、吸收式制冷循環(huán)第一節(jié)吸收式制冷的基本原理膨脹閥蒸發(fā)器冷凝器發(fā)生器吸收器泵節(jié)流裝置相當(dāng)于一個壓縮機(jī)制冷劑循環(huán)－逆循環(huán)吸收劑循環(huán)－正循環(huán)2、吸收式制冷機(jī)的構(gòu)成膨脹閥蒸發(fā)器冷凝器發(fā)生器吸收器溶液泵節(jié)流裝置與蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)完全相同相當(dāng)于“熱力壓縮機(jī)”吸收器相當(dāng)于吸氣側(cè)發(fā)生器相當(dāng)于壓出側(cè)第一節(jié)吸收式制冷的基本原理第一節(jié)吸收式制冷的基本原理3、制冷劑－吸收劑溶液在吸收器中，吸收劑吸收制冷劑蒸氣而形成的溶液稱之為制冷劑－吸收劑溶液。(也稱之為制冷劑－吸收劑工質(zhì)對)在吸收式制冷機(jī)中，吸收劑通常以二元溶液的形式參與循環(huán)，吸收劑溶液與制冷劑－吸收劑溶液的區(qū)別在于前者所含制冷劑的濃度比后者低。常用的制冷劑－吸收劑工質(zhì)對：水－溴化鋰水－氯化鋰氨－水一、吸收式制冷機(jī)的熱力系數(shù)1、吸收式制冷機(jī)熱力系數(shù)ζ的定義吸收式制冷機(jī)所制取的制冷量與所消耗的熱量之比，即：第一節(jié)吸收式制冷的基本原理式中：?0－吸收式制冷機(jī)所制取的制冷量；

?k－吸收式制冷機(jī)所消耗的熱量。2、吸收式制冷機(jī)熱力系數(shù)分析(1)吸收式制冷系統(tǒng)與外界的能量交換第一節(jié)吸收式制冷的基本原理吸收式制冷系統(tǒng)與外界的能量交換根據(jù)熱力學(xué)第一定律：吸收器冷凝器假設(shè)：該吸收式制冷循環(huán)是可逆的；發(fā)生器熱媒溫度、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、環(huán)境溫度均為常量。則：發(fā)生器熱媒引起的熵增為：蒸發(fā)器中被冷卻物質(zhì)引起的熵增為：第一節(jié)吸收式制冷的基本原理周圍環(huán)境引起的熵增為：由熱力學(xué)第二定律可知：系統(tǒng)引起外界總熵的變化應(yīng)大于或等于零，即：第一節(jié)吸收式制冷的基本原理將能量平衡方城代入上式，有：若忽略泵的功耗，則吸收式制冷機(jī)的熱力系數(shù)為：則吸收式制冷機(jī)的最大熱力系數(shù)ζmax為：第一節(jié)吸收式制冷的基本原理

可見：吸收式制冷機(jī)的最大熱力系數(shù)等于工作在Tg與Te之間的卡諾循環(huán)的熱效率與工作在T0和Te之間的逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)的乘積。最大熱力系數(shù)隨熱源溫度的升高、環(huán)境溫度的降低及被冷卻介質(zhì)溫度的升高而增大。因此，可逆吸收式制冷循環(huán)可看成卡諾循環(huán)與逆卡諾循環(huán)構(gòu)成的聯(lián)合循環(huán)，如右圖所示。故吸收式制冷與由熱機(jī)驅(qū)動的壓縮式制冷機(jī)相比，只要外界的溫度條件相同，二者的理想的最大熱力系數(shù)是相同的。可逆吸收式制冷循環(huán)壓縮式制冷機(jī)的制冷系數(shù)應(yīng)乘以驅(qū)動壓縮機(jī)的動力裝置的熱效率后，才能與吸收式制冷機(jī)的熱力系數(shù)相比。第二節(jié)二元溶液的特性第二節(jié)二元溶液的特性在吸收式制冷循環(huán)中，制冷劑－吸收劑工質(zhì)對(二元混合物)的特性是關(guān)鍵問題，工質(zhì)對的特性受溶液濃度的影響。對于吸收式制冷機(jī)通常規(guī)定：溴化鋰水溶液的濃度指溶液中溴化鋰的質(zhì)量濃度；(在溴化鋰吸收式制冷機(jī)中，吸收劑是濃溶液。)氨水溶液的濃度指溶液中氨的質(zhì)量濃度。(在氨吸收式制冷機(jī)中，吸收劑是稀溶液。)第二節(jié)二元溶液的特性一、溴化鋰水溶液的特性溴化鋰－水溶液是目前空調(diào)用吸收式制冷機(jī)采用的工質(zhì)對。溴化鋰的性質(zhì)：無水溴化鋰為無色粒狀結(jié)晶物，性質(zhì)和食鹽相似，化學(xué)穩(wěn)定性好，在大氣中不變質(zhì)、分解、揮發(fā)。無毒，對皮膚無刺激。通常固體溴化鋰含一個或兩個結(jié)晶水。溴化鋰水溶液對一般金屬有腐蝕性。溴化鋰的沸點(diǎn)比水高很多，溴化鋰水溶液發(fā)生沸騰時只有水汽化，生成純制冷劑，故不需設(shè)蒸汽精餾設(shè)備，系統(tǒng)簡單，熱力系數(shù)較高。其主要弱點(diǎn)在于以水為制冷劑，蒸發(fā)溫度不能太低。并且系統(tǒng)對真空度要求較高。(一)、溴化鋰水溶液的壓力－飽和溫度圖第二節(jié)二元溶液的特性溴化鋰水溶液蒸汽壓圖純水的壓力－飽和溫度關(guān)系結(jié)晶線

溴化鋰溶液沸騰時，只有水被汽化，故溶液的蒸氣壓為水蒸氣的分壓。由圖可知：一定溫度下溶液的水蒸氣飽和分壓力低于純水的飽和分壓力，并且濃度越高，分壓力越低：結(jié)晶線表明在不同溫度下的飽和濃度。溫度越低，飽和濃度也越低。溴化鋰溶液的濃度過高或溶液溫度過低均易形成結(jié)晶。(機(jī)組運(yùn)行時應(yīng)防止發(fā)生結(jié)晶)第二節(jié)二元溶液的特性(二)、溴化鋰水溶液的比焓－濃度圖飽和液態(tài)和過冷液態(tài)的比焓在h－ξ圖上可根據(jù)等溫線和等濃度線的交點(diǎn)確定。在溴化鋰溶液的h－ξ圖上只有液相區(qū)，氣態(tài)為純水蒸汽，集中在ξ＝0的縱軸上。由于平衡時氣液同溫度，可通過某等壓輔助線和等焓線交點(diǎn)確定。當(dāng)壓力較低時，壓力對液體的比焓和混合熱的影響很小，可認(rèn)為溶液的比焓只是溫度和濃度的函數(shù)。溴化鋰水溶液的比焓－濃度圖等溫液線等壓飽和液液線第三節(jié)單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)第三節(jié)單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)溴化鋰吸收式制冷機(jī)的優(yōu)點(diǎn)(1)不需要設(shè)置蒸汽精餾設(shè)備，系統(tǒng)簡單，熱力系數(shù)較高；(2)可以利用各種熱能驅(qū)動，節(jié)約大量用電；(3)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動部件少，安全可靠；(4)對環(huán)境和大氣臭氧層無害。目前，溴化鋰吸收式制冷機(jī)發(fā)展迅速，在大型空調(diào)制冷系統(tǒng)和低品位熱能利用方面占有重要地位。第三節(jié)單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)一、單效溴化鋰吸收式制冷理論循環(huán)1、單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)的流程(見flash)單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)的流程2、單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)理論循環(huán)第三節(jié)單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)h－ξ圖上溴化鋰吸收式制冷機(jī)理論循環(huán)1→2：泵的加壓過程，來自吸收器的稀溶液由壓力P0下的飽和液變?yōu)閴毫k下的過冷液，濃度不變，溫度近似不變，點(diǎn)1與點(diǎn)2基本重合。2→3：過冷的稀溶液在預(yù)熱器中的預(yù)熱，濃度不變，溫度升高。3→4：稀溶液在發(fā)生器中的加熱過程，其中3→3g過冷稀溶液變?yōu)轱柡鸵旱倪^程；3g→4為稀溶液在等壓Pk下沸騰氣化變?yōu)闈馊芤旱倪^程。發(fā)生器排出的蒸汽可認(rèn)為是與沸騰過程溶液的平均狀態(tài)相平衡的水蒸氣(狀態(tài)7的過熱水蒸汽)第三節(jié)叛單效溴化章鋰吸收式雞制冷機(jī)h－ξ圖上溴化鋰吸收式制冷機(jī)理論循環(huán)7→8啦：為冷而劑水蒸判氣在冷替凝器中院的冷凝科過程，沿壓力為樣Pk。8→9：佛為冷劑水截的節(jié)流過設(shè)程，壓力飲由Pk變盜為P0下尺的濕蒸氣捧，狀態(tài)9仍的濕蒸氣憂為由狀態(tài)欠9′的飽害和水與狀壓態(tài)9′′挖的飽和水頃蒸氣組成僵。9→1示0：為丙狀態(tài)9喬的濕蒸鑒汽在蒸漆發(fā)器內(nèi)戴吸熱氣雙化至狀套態(tài)10她的飽和飽水蒸汽垃過程，兼其壓力毒為P0匆。4→5：鍬為濃溶液意在熱交換須器中的預(yù)晚冷過程，活即由壓力諸為Pk的草飽和液變破為過冷液焰。5→6久：濃溶居液的節(jié)鋒流過程停，將壓南力為P菌k的過衫冷液變宮為壓力問P0下如的濕蒸景汽。第三節(jié)介單效溴化僅鋰吸收式閥制冷機(jī)h－ξ圖上溴化鋰吸收式制冷機(jī)理論循環(huán)6→1奇：為濃絮溶液在秋吸收器生中吸收椅過程，絕其中6泡→6a飾為濃溶謹(jǐn)液由濕西蒸氣變牙為飽和揉液狀態(tài)釋，6a堆→1為比狀態(tài)為聞6a的繼飽和液忌在壓力肯P0下宿與狀態(tài)少10的大冷劑水縮慧蒸汽放圖熱混合槽為稀溶身液的過紐奉程。3、理想聰溴化鋰吸埋收式制冷橫循環(huán)的熱梁力系數(shù)決定吸絲式收式制赤冷循環(huán)欣的外部帶條件被冷卻祥介質(zhì)的章溫度tcw：決定坐蒸發(fā)壓濫力(蒸發(fā)溫強(qiáng)度t0)；冷卻介例質(zhì)溫度tw：決定躲冷凝壓印力Pk(冷凝溫度tk)及吸收沙器內(nèi)的治最低溫芹度t1；熱源溫謙度th：決定發(fā)維生器內(nèi)的伯最高溫度t4。第三節(jié)潮單效嘉溴化鋰姐吸收式漿制冷機(jī)溶液的勵循環(huán)倍丙率f定義：屯系統(tǒng)中圈每產(chǎn)生1kg的制冷寒劑所需庭要的制希冷劑－盡吸收劑鹽的千克探數(shù)。F，ξwDF－D，ξsfkg1kg設(shè)從吸收覽器進(jìn)入發(fā)遲生器的稀藥溶液流量桂為F，發(fā)生器冒中產(chǎn)生的彩水蒸汽的削質(zhì)量流量膊為D，則由稍發(fā)生器敵進(jìn)入吸況收器的暗濃溶液青流量為F－D，根據(jù)抖發(fā)生器干內(nèi)溴化鵝鋰的制說冷平衡脈方程可臣導(dǎo)出：“放氣范伯圍”(3)漸理想督溴化鋰岔吸收式拔制冷循請環(huán)的熱振力系數(shù)第三節(jié)雕單效溴化豬鋰吸收式孟制冷機(jī)可見：瞧循環(huán)倍寸率對吸俊收式制候冷的熱倚力系數(shù)拍影響很蔥大，為芹增大熱塵力系數(shù)冶，需減負(fù)小循環(huán)技倍率。為減小循接環(huán)倍率，廁需增大放漫氣范圍及防減小濃溶盾液濃度。二、單效馳溴化鋰吸蠶收式制冷測機(jī)的典型止結(jié)構(gòu)與流暮程(一)板單效節(jié)溴化鋰失吸收式掌制冷機(jī)呈的典型低結(jié)構(gòu)1、吸幅收式制爺冷機(jī)是瘦在高真寶空度下拿工作的垮，要求斤系統(tǒng)密濁封性好竄。結(jié)構(gòu)眨安排必業(yè)須緊湊圾，連接殺部件盡顧量減少泰，通常絲式把發(fā)生揪器等四牢個主要揪換熱設(shè)懲備置于盛一個或田兩個密紹閉筒體紛內(nèi)，即帝通常所錯說的單筒結(jié)構(gòu)徒和雙筒結(jié)解構(gòu)。2、因設(shè)洋備內(nèi)壓力忍很低，為芽減少制冷嗽劑蒸汽的垮流動損失嶄，將壓力座相近的設(shè)墳備合放在無一個筒體晶內(nèi)，使外蓬部冷卻介糾質(zhì)在管束騰內(nèi)流動，制冷劑在州管束外較逗大的空間終內(nèi)流動。3、蒸發(fā)群器和吸收鍋器采用噴淋式換云熱設(shè)備，以減少要靜液高度夫?qū)φ舭l(fā)溫劑度的影響海(在蒸發(fā)裝器低壓下屯，100滑mm高的胞水層將使討蒸發(fā)溫度閉上升10燃－12o趕C)。發(fā)害生器雖多榨采用沉浸雅式，但液弓層的高度卡要求小于300－盟350m顛m。第三節(jié)鋒單效墻溴化鋰叼吸收式稼制冷機(jī)第三節(jié)淺單效腰溴化鋰端吸收式嚼制冷機(jī)雙筒形反單效溴辣化鋰吸養(yǎng)收式制誓冷機(jī)結(jié)同構(gòu)簡圖1－吸收飽器；2－渣稀溶液囊巧；3－發(fā)制生器泵；疲4－溶液呼熱交換器月；5－發(fā)饅生器；6豆－濃溶液絕囊；7－擋液板；8－冷殲?zāi)鳎?涌－冷凝器馬水盤；1框0－U形霉管；11違－蒸發(fā)器磨；12－捕蒸發(fā)器水辭盤；13娃－蒸發(fā)器外水囊；1扣4－蒸發(fā)損器泵；1撒5－冷劑術(shù)水噴淋系府統(tǒng)；16堪－擋水板苦；17－城吸收器泵占；18－介溶液噴淋撇泵；19惜－發(fā)生器衰溶液囊；稅20－三通閥；21濃溶液貿(mào)溢流管；22－脅抽氣裝置第三節(jié)腎單效溴化壟鋰吸收式遮制冷機(jī)(二)津單效溴化煩鋰吸收式稱制冷機(jī)的單流程第三節(jié)孔單效溴化旱鋰吸收式怒制冷機(jī)直燃雙罵效溴化駁鋰吸收鋸式制冷