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1、上节课内容（9）,第四章 两级压缩和复叠制冷循环,第三章 单级压缩蒸汽制冷循环,第二节 单级压缩蒸气制冷实际循环,本节课内容（10）,第五章 吸收式制冷循环及其它制冷循环,第一节 吸收式制冷机的基本原理与工质第二节 吸收式制冷机溶液循环的热力特性,第五章 吸收式制冷循环及其它制冷循环,第一节 吸收式制冷机的基本原理与工质第二节 吸收式制冷机溶液循环的热力特性第三节、溴化锂吸收式制冷机的工作循环与热工计算第四节、氨水吸收式制冷机第五节 压缩式气体制冷循环第六节 气体涡流制冷第七节 热电制冷第八节 固体吸附制冷,我国在吸收制冷设计和制造方面处于国际先进水平,出现了江苏双良,长沙远大,大连三洋等一系
2、列著名品牌.,吸附式制冷,本节目选自中央电视台走进科学栏目,系1999年科普节目.选播该节目内容时,我国在此领域研究尚不十分成熟,然而所给出的思想还是有一定参考价值的. 近年来上海交通大学所进行的研究工作基本上与节目内容相一致.并取得了一些实质性进展.,第一节 吸收式制冷机的基本原理与工质,一、吸收式制冷机工作原理 与蒸气压缩式制冷循环一样，吸收式制冷循环也是利用相变过程伴随的吸、放热特性来获取低温的。 然而，不同的是它有不同的补偿过程。前者以消耗机械功为代价、后者则以热能为动力。,吸收式制冷机由发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器、节流阀和溶液泵等设备组成。,(一) 吸收式制冷的特点,气体制冷剂回
3、复液体状态 利用吸收或吸附方式,制冷剂蒸发,吸收热量制冷,吸收式制冷机是一种以热能为主要动力的制冷机 。 蒸汽压缩制冷循环：压缩机（消耗机械功） 吸收式制冷循环：吸收塔，解吸器，换热器，泵（消耗低品位热量）,在 压缩式 制冷循环中,在 吸收和吸附式 制冷循环中,利用 压缩机 压缩制冷剂蒸气,利用 液体吸收剂或固体吸附剂 液化制冷剂蒸气,吸收式制冷机或热泵有两个循环：,一是制冷剂回路：即由发生器中产生的制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝，而后经节流阀节流，在蒸发器中蒸发成蒸气，蒸气进入吸收器被吸收；,二是溶液回路：即发生器的贫液(制冷剂含量低的溶液)，经节流阀进入吸收器中，在低压情况下，吸收蒸发器来的低压
4、蒸气并向外界放出吸收热，所形成的富液(制冷剂含量高的溶液)，再由溶液泵提高压力送至发生器，在发生器中外界供给热量加热溶液，使部分制冷剂从溶液中分离出来，产生高压制冷剂蒸气。,为使制冷过程能连续不断地进行下去，蒸发后的冷剂水蒸气被溴化锂溶液所吸收，溶液变稀，这一过程是在吸收器中发生的，然后以热能为动力，将溶液加热使其水份分离出来，而溶液变浓，这一过程是在发生器中进行的。发生器中得到的蒸汽在冷凝器中凝结成水，经节流后再送至蒸发器中蒸发。如此循环达到连续制冷的目的。,溴化锂吸收式制冷机是以溴化锂溶液为吸收剂， 以水为制冷剂，利用水在高真空下蒸发吸热达到制 冷的目的。,吸收式制冷机是通过吸收器，溶液泵
5、和发生器等设备来实现的。,主要区别: 由低压冷剂蒸汽如何变成高压蒸汽所采用的方法不同,压缩式制冷机是通过原动机驱动压缩机来实现的，,溴化锂吸收式制冷机除了上述冷剂水和溴化锂溶液两个内部循环外，还有三个系统与外部相联，这就是：热源系统；冷却水系统；冷媒水系统。,热源系统:,热源蒸汽(或热水)通入发生器，在管内流过，加热管外溶液使其沸腾并蒸发出冷剂蒸汽，而热源蒸汽放出汽化潜热后凝结成水排出。 一般应将该凝结水回收并送回锅炉加以利用。,在吸收器中溶液吸收来自蒸发器的低压冷剂蒸汽，是个放热过程。为使吸收过程连续进行下去，需不断加以冷却。在冷凝器中也需冷却水，以便将来自发生器的高压冷剂蒸汽变成冷剂水。冷
6、却水先流经吸收器后，再流过冷凝器，出冷凝器的冷却水温度较高，一般是通入冷却水塔，降温后再打入吸收器循环使用。,冷却水系统,来自用户的冷媒水通入蒸发器的管簇内，由于管外冷剂水 的蒸发吸热，使冷媒水降温。制冷机的工作目的是获得低温 (如7)的冷媒水，冷媒水就是冷量的“媒体”。,冷媒水系统,热源系统,冷媒 水系统,冷却 水系统,二、吸收式制冷机的工质,1、工质对的分类 吸收式制冷机的工质，通常是采用两种不同沸点的物质组成的二元溶液，以低沸点（或易挥发）组份为制冷剂，高沸点组份为吸收剂，两组份统称“工质对”。 制冷剂的性质和要求与压缩蒸气制冷循环相同， 而吸收剂则必须具有强烈吸收制冷剂的能力。此能力越
7、强系统中所需要的吸收剂循环量就越少，可以节省发生器加热量，同时减少吸收器冷却负荷和溶液泵功率等。 （1）、以水作为制冷剂的工质对。 （2）、以氨作为制冷剂的工质对。 （3）、以醇为制冷剂的工质对。 （4）、以氟利昂为制冷剂的工质对。,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,（1）、以水作为制冷剂的工质对。只能适用于工作温度在0以上的吸收式制冷机。 其中以水溴化锂（H2O-LiBr）的应用最为广泛。 水一氯化锂（H2O-LiCl）、水一碘化锂（H2O-LiI），对设备的腐蚀性较小。H2O-LiI适合于低品位热源。不足之处是它们的溶解度小，使制冷机的工作范围偏小。 因此又提
8、出了三元工质系，如H2O-LiCl-LiBr，既具有H2O-LiCl等的优越性能，又因加入了LiBr而改善了工作范围过窄的缺点。而H2O-LiBr-LiSCN对太阳能吸收式制冷机比较适合,（2）、以氨作为制冷剂的工质对。该溶液以水为吸收剂，具有很强的吸收氨的性质，适用于工作温度在0以下的吸收式制冷机。 氨与水沸点相差不大，在发生器中发生出的氨蒸气中含有一定数量的水蒸气，需要采取精馏措施，提高氨蒸气纯度。因而机组变得复杂且昂贵。 为了解决这一缺陷，可采用NH3-NaSCN（氨硫氰酸钠），它具有比热容和粘度小，热导率和气化潜热较高等特点。尤其NaSCN挥发性差，作吸收剂可不需要精馏设备。而且用于太
9、阳能吸收式制冷机时性能较好，造价也不高。另外， C2H5NH2-H2O和CH3NH2-H2O中乙胺和甲胺能减轻氨固有的毒性和爆炸性。乙胺因其气压较低，利于在吸收式热泵机组中使用。,（3）、以醇为制冷剂的工质对。 甲醇类工质对具有化学性质稳定，热物性好，对金属无腐蚀等优点。但是其溶液密度小，蒸气压力高，在气相中混有吸收剂，可燃，粘度大，工作范围窄。 乙醇类工质对性能较甲醇差但发生温度低，适用于太阳能吸收式制冷机。醇类工质具有0以下的蒸发温度，吸收能力强，不需要精馏，但工作中易发生结晶现象。 （4）、以氟利昂为制冷剂的工质对。适用于工作温度在0以下的太阳能吸收式制冷机。在高发生温度、低冷凝温度下采
10、用R22DMF（三甲替甲酰胺）有利。相反的条件下采用R22DEGDME（四甘醇二甲醚）为好。它们无毒、无腐蚀，化学性质稳定。,2、常用的吸收式制冷机工质对,（1）、溴化锂水溶液 溴化锂：LiBr 熔点： 549 沸点： 1265 水： H2O 冰点： 0 沸点： 100,溴化锂作为吸收剂，水作为制冷剂。 吸收剂的比热越小越好。这可以减少发生器中加热溶液所需的热量，提高制冷机的热效率，而吸收器内从溶液中所必须带走的热量也小。在制冷机实际使用的浓度范围内溴化锂溶液的比热是相当小的，仅0.40.6kJ/(kg)。它与蒸发潜热较大的水组成工质对可使制冷循环获得较高的热力系数。,（2）、氨水溶液,（2）
11、、氨水溶液,氨水是吸收式制冷机最早使用的一种传统工质对，工业用大型低温吸收式制冷机，充有氢气的小型扩散吸收式冰箱目前都还采用这种工质对。 氨：NH3 熔点：-77.7 沸点： -33.5 水：H2O 冰点：0 沸点：100 在常温下，氨是一种无色而具有强烈刺激性臭味的气体，且极易溶于水组成氨水溶液，在常温下，一分体积的水可溶解700倍体积的氨，因而，氨水溶液也是一种很理想的吸收剂。,氨具有较好的热力性质：蒸发潜热大、压力适中、导热系数高、而且价廉易得。 氨溶解在水中大部分是呈氨分子状态，故很容易从水中逸出，只有少数氨分子与水结合而生成氢氧化铵，电离为铵离子和氢氧根离子，因此溶液呈弱碱性。与氨一
12、样，氨水溶液无色，带有特殊刺激性臭味，纯粹的液氨对钢无腐蚀作用，但能腐蚀铜及铜的合金（磷青铜除外）。 氨水溶液在低温下容易析出结晶。根据浓度不同，在-79时会析出NH3H2O或2NH3H2O等纯水冰、纯氨冰或氨的水合物。因此，氨水溶液在吸收式制冷机中所能达到的最低温度，受这一性质的限制。,缺点： 1）吸收剂与制冷剂的沸点过于接近，须精馏。 2）发生温度高。,第三节、溴化锂吸收式制冷机的工作循环与热工计算,一、单效溴化锂吸收式制冷机的工作循环 单效溴化锂吸收式制冷机是吸收式制冷机的基本型式。通常以0.030.15MPa（表压）的饱和蒸气（或85150热水）为热源。 热力系数约为0.650.7。,
13、所谓单效指的是驱动热源热能只利用了一次。,单效型吸收式制冷系统示意图,单效型,多效循环,利用热源上分类,多效循环则是对于高温热源的热量予以多次利用，使得系统COP有明显的提高。,1、单效溴化锂吸收式制冷机工作流程,（1）稀溶液经溶液热交换器的加热升温过程 （2）稀溶液在发生器中的发生过程 （3）浓溶液经溶液热交换器的冷却降温过程 （4）浓溶液和稀溶液在进入吸收器之前的混合过程 （5）混合溶液在吸收器中的吸收过程,溶液回路过程：,从吸收器出来的稀溶液经溶液泵P1提升，通过溶液热交换器D被来自发生器B的高温浓溶液加热升温后进入发生器B被工作蒸气(或热水)加热浓缩成为浓溶液。浓溶液在压差和液位差作用
14、下流经溶液热交换器D，向来自吸收器F的稀溶液放热后，在引射器E的作用下进入吸收器F喷淋，吸收蒸发器出来的冷剂蒸气稀释成稀溶液，同时向冷却水释放溶液的吸收热。,制冷剂回路：,在发生器中，因稀溶液被加热而蒸发出来的冷剂水蒸气，向上通过挡水板分离液滴后进入冷凝器A，向冷却水放热并凝结成冷剂水，聚集在下部的水盘内。在压差和重力作用下沿U形管进入蒸发器C，一部分水被蒸发，另一部分水流人蒸发器下部的水盘。再由冷剂泵提高到上部的喷淋管，均匀地喷淋到通有冷媒水的管簇外表面，吸收管内冷媒水热量，使之降温获得制冷效果。蒸发器C中产生的水蒸气进入吸收器F进行循环。,冷水出水,用冷需求,蒸发器,冷水回水,吸收器,燃料
15、,发生器,冷凝器,冷却水,吸收式制冷机工作原理,结构型式,单筒类型,双筒类型,三筒类型,1.结构上分类,溴化锂吸收式装置是在真空条件下工作的，如何使设备结构紧凑、减少管路，以提高设备的气密性能极其重要。,单筒型,将发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器放置在一个 筒体内,双筒型,分别将发生器和冷凝器、蒸发器和吸收器放在两个 筒体内,三筒型,将发生器和冷凝器分别放置在两只筒体内，蒸发器与吸收器则放置于同一筒体中,单筒单效蒸汽型溴化锂冷水机组 1冷凝器 2发生器 3蒸发器 4吸收器 5溶液热交换器 6溶液泵I 7冷剂泵 8溶液泵II,(1).单筒型,考虑到发生器和冷凝器部分的工作压力高于蒸发器和吸收器部分
16、的工作压力，以及发生器部分的温度也较蒸发器高，故采用高温隔层将筒体分为高、低压两舱。,上部为发生器、冷凝器，下部为蒸发器、吸收器。,蒸发器的冷剂水盘亦采用上述同样的绝热方法，以防止吸收器的热量传给蒸发器的冷剂水。,(1).单筒型,发生器与冷凝器之间，蒸发器与吸收器之间，均分别设有挡液板，用来防止发生器中的溴化锂液滴随气流进人冷凝器中，引起冷剂水的污染；同时防止冷剂液滴从蒸发器随气流进入吸收器，影响设备性能。,高温隔层采用真空绝热或隔层中填充绝热材料的方法，以防止发生器、冷凝器的热量传给蒸发器、吸收器。,单筒型具有结构紧凑、体积小、重量轻和密封性好以及施工运输都比较方便的优点。中国目前在机器的容量居中或偏小(制冷量1454kw以下)的情况下采用这种型式。,上节课内容（6）,第五章 吸收式制冷循环及其它制冷循环,第一节 吸收式制冷机的基本原理与工质第二节 吸
