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1、吸收式制冷与热泵盛 伟2009.5*Date1weisean ,2009l吸收式制冷目前在日本、中国和韩国得到了较普遍的 应用。随着我国西气东输工程的实施和天然气的引进或 开采，吸收式制冷正在制冷空调中发挥重要作用。 充分 利用余热的冷热电联产系统将使得吸收式制冷必不可少 ； 广泛的燃气供应，以及夏季燃气低谷和用电高峰，可 以使得燃气直燃式吸收式空调得到更广泛的应用。l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，大连三洋等一系列著名品 牌。前言Date2weisean ,2009基本原理吸收式制冷利用溶液在一定条 件下能析出低沸点组分的蒸气，在 另一种条件下又能吸
2、收低沸点组分 这一特性完成制冷循环。目前吸收式制冷机多用二元溶 液，习惯上称低沸点组分为制冷剂 ，高沸点组分为吸收剂。Date3weisean ,2009基本原理整个系统包括 两个回路：制冷剂回路溶液回路Date4weisean ,2009基本原理发生器和冷凝器（高 压侧）与蒸发器和吸 收器（低压侧）之间 的压差通过安装在相 应管道上的膨胀阀或 其它节流机构来保持 。在溴化锂吸收式制 冷机中，这一压差相 当小，一般只有6.5 8kPa，因而采用U型管 、节流短管或节流小 孔即可。Date5weisean ,2009基本原理发生器 generator 吸收式制冷机中，通 过加热析出制冷剂的 设备
3、。吸收器 absorber 吸收式制冷机中，通 过浓溶液吸收剂在其 中喷雾以吸收来自蒸 发器的制冷剂蒸气的 设备。Date6weisean ,2009基本原理综上所述，溴化锂吸收式制冷机的工作过程可分为两个 部分：(1)制冷剂循环发生器中产生的冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成冷剂水，经 U形管进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制冷效应。这些过 程与蒸气压缩式制冷循环在冷凝器、节流阀和蒸发器中所产 生的过程完全相同； (2)溶液循环发生器中流出的浓溶液降压后进入吸收器，吸收由蒸发 器产生的冷剂蒸气，形成稀溶液，用泵将稀溶液输送至发生 器，重新加热，形成浓溶液。这些过程的作用相当于蒸气压 缩式制冷循环中压缩机
4、所起的作用。Date7weisean ,2009压缩式与吸收式制冷的异同高压制冷剂蒸气在冷凝器中冷凝后，经节流元 件节流，温度和压力降低，低温、低压液体在蒸 发器内汽化，实现制冷。共同点Date8weisean ,2009压缩式与吸收式制冷的异同v消耗的能量不同 蒸发压缩式制冷机消耗机械功，吸收式制冷机消耗的是热能。 v吸收制冷剂蒸气的方式不同 利用液体蒸发连续不断地制冷时，需不断地在蒸发器内产生蒸气。 蒸气压缩式用压缩机吸收此蒸气，吸收式制冷机用吸收剂在吸收器 内吸取制冷剂蒸气。 v将低压制冷剂蒸气变为高压制冷剂蒸气时采取的方式不同 蒸气压缩式制冷机通过原动机驱动压缩机完成，吸收式制冷机则是
5、 通过吸收器、溶液泵、发生器和节流阀完成。 v提供的冷源温度不同 蒸气压缩式制冷可以提供0以下的低温冷源，应用范围广泛；而 吸收式制冷一般只能制取0以上的冷水，多用于空调系统。不同点Date9weisean ,2009v工质不同压缩式制冷吸收式制冷单组分或多组分工质双组分工质对溴化锂水氨水吸收剂 制冷剂高沸点组分低沸点组分压缩式与吸收式制冷的异同不同点Date10weisean ,2009分类吸收式制冷机或热泵可以按照以下方式进行分类：（1）按工质分：溴化锂-水；氨-水；等（2）驱动热源分：蒸气型；热水型；直燃型；余热 型；复合热源型；等（3）驱动热源的利用方式分：单效；双效；多效； 多级；等
6、（4）热泵制热目的：第一类；第二类；Date11weisean ,2009分类吸收式式制冷机或热泵可以按照以下方式进行分类 ：（5）溶液循环流程分：串联；并联；串并联；等（6）按机组结构分：单筒；双筒；三筒；多筒；等以上分类中，第（4）个分类方法 ，是吸收式热泵的常见分类Date12weisean ,2009第一类热泵：又称“增热型热泵”，利用少量的高温 热源热能，产生大量的中温有用热能。第二类热泵：又称“升温型热泵”，利用大量的中温热源热 能，产生少量的高温有用热能。Date13weisean ,2009第一类吸收式热泵Date14weisean ,2009第二类吸收式热泵Date15wei
7、sean ,2009热力系数第二类热泵：第一类热泵：制冷热力系数 ：Date16weisean ,2009溴化锂吸收式制冷的有关热力计算Date17weisean ,2009溴化锂水溶液的压力-饱和温度图（P-T）图 v温度越低，溴化锂水溶液的饱和浓度也越低。因此 ，溴化锂水溶液的浓度过高或温度过低时均易于形成 结晶，这是溴化锂吸收式制冷机设计和运行中必须注 意的问题。v在一定温度下，溶液面上水蒸气饱和分压力低于纯 水的饱和分压力，而且溶液的浓度越高，液面上水蒸 气饱和分压力越低，则溶液的吸水性越强。v相同压力时，随着浓度的升高，对应的溶液饱和温 度上升Date18weisean ,2009P
8、-t图Date19weisean ,2009溴化锂水溶液的压力-饱和温度图（P-T）图 P-T图除了可以用来确 定溶液的状态参数外 ，还常被用来表示溴 化锂水溶液热力状态 的变化及溴化锂吸收 式制冷的工作循环过 程。ABCDDate20weisean ,2009A B:溶液在发生器中的等压加热浓缩过程，称为发生过程C D:溶液在吸收器中的等压冷却稀释过程，称为吸收过程B C:浓溶液在热交换器中的冷却过程；D A:稀溶液在热交换器中的加热过程；溴化锂水溶液的压力-饱和温度图（P-t）图 这两个过程因为没有发生传质现 象，因此溶液的浓度不变。vP-T图由于没有反映比焓的变化，因此不能用P-T 图进
9、行吸收式制冷循环的热力计算。为了进行热力 计算，常用比焓浓度图（h- ） 。Date21weisean ,2009分类Date22weisean ,2009溴 化 锂 水 溶 液 的 比 焓浓 度 图ABC四个参数： 温度 浓度 水蒸气压 比焓 只要知道任意 2个，就可以 查出另外2个注意：等压线 反映的是溶液 所具有的水蒸 气压，而不是 溶液的压力。 只有处于相平 衡时，溶液的 压力才等于其 水蒸气压。Date23weisean ,2009溴 化 锂 水 溶 液 的 比 焓浓 度 图比焓-浓度图 不但可以求得 溶液的状态参 数，还可以将 溶液的热力过 程清楚地表示 出来，是进行 吸收式制冷循
10、 环的理论分析 ，热力计算和 运行特性分析 的主要图表。 其用途相当于 蒸气压缩制冷 中的压焓图 。气相区液相区Date24weisean ,2009Date25weisean ,2009循环倍率和放气范围系统中每产生1kg制冷剂所需要的制冷剂- 吸收剂溶液的质量，称为溶液的循环倍率，用 a表示。对发生器进行溶质守恒计算：放气范围，表示浓溶液与稀溶液的浓度差wa.qmf =(qmf - qmd)wr+0.qmd令 a =qmf/qmd 解出a=wr/wr-waDate26weisean ,2009计算例题已知某单效溴化锂吸收式制冷系统，吸收器中的压 力为2.07KPa，溶液泵进口温度为54.8
11、；发生器 的压力为57.81KPa，发生器出口浓溶液温度为143.6 ；浓溶液在溶液换热器的出口温度为79.3 ； 制冷剂的流量为1kg/s。对该热力系统进行热力计算 。Date27weisean ,2009查图结果Date28weisean ,2009 单效制冷机使用能源广泛，可以 采用各种工业余热，废热，也可 以采用地热、太阳能等作为驱动 热源，在能源的综合利用和梯级 利用方面有着显著的优势。而且 具有负荷及热源自动跟踪功能， 确保机组处于最佳运行状态。 单效制冷机的驱动热源为低品位 热源，其COP在0.5-0.7，如果业 主具备高品位的热源，应选择直 燃机或蒸汽双效制冷机，其COP 在1
12、.31以上。单效溴化锂吸收式机组的特征Date29weisean ,2009直燃吸收式溴化锂冷温 水机，我们称之为“直 燃 机”，是直接燃烧天然 气、 煤气、液化石油气， 柴油作能源，以水/溴 化锂作介质的冷热源设 备。由于直燃机不以电 为能源（只需极少的电 作循环辅助动力），并 具有制冷、采暖、卫生 热水功能，可以大幅度 削减电力投资和供热设 备投资。在电空调广泛 采用的国家和地区，直 燃机更能削减夏季峰值 电力、填补夏季燃气低 谷的综合经济效益，对 于电力行业及燃烧行业 健康发展都具有举足轻 重的影响。世界首台直燃机1968年在日本诞生，从1980年起成为日本、韩国等国的主要空调设备，占有
13、该国中央空调市场80%以上的份额。远大1992年开发成功中国首台直燃机，1996年成为全球直燃机产销量最大的企业，至2002年已出口20余个国家，在中、美等国市场占有率为同行之首。Date30weisean ,2009Date31weisean ,2009Date32weisean ,2009Date33weisean ,2009单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组循环流程 的溶液回路包括下列过程： （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
14、收 过程Date34weisean ,2009单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组循环 流程的制冷剂回路包括下列过程：（1）冷剂蒸汽在冷凝器中的冷凝过程（2）冷剂水在蒸发器中的蒸发过程Date35weisean ,2009吸收式机组的应用系统驱动热源回路制冷剂回路溶液回路冷却水回路冷水回路抽气装置自动控制装置安全保护装置蒸汽型直燃型热水型余热型吸收式制冷的系统构成Date36weisean ,2009双效溴化锂吸收式制冷与热泵Date37weisean ,2009双效溴化锂吸收式制冷与热泵Date38weisean ,2009Date39weisean ,2009溴化锂吸收式制冷与热泵机组Date4
15、0weisean ,2009Date41weisean ,2009双效溴化锂吸收式热泵Date42weisean ,2009双效溴化锂吸收式热泵串联双效机组Date43weisean ,2009Date44weisean ,2009双效溴化锂吸收式热泵Date45weisean ,2009Date46weisean ,2009远大户式BCTDate47weisean ,2009Date48weisean ,2009Date49weisean ,2009Date50weisean ,2009我校中央空调房溴化锂吸收式制冷机组示意图Date51weisean ,2009冷热电联产（BCHP）系统涡
16、轮发电机已被广泛使用，以安静、长寿著称，不足之处是排气热损失较大， 不同的机型尾气温度在250550之间，氧含量为1418，这是一笔大可挖 掘的财富。 远大独创BCHP应用方式如下：1.较大的直燃机配较小的发电机：将涡轮发电机尾气引入直燃机的燃烧机。发电 机尾气余热利用率为8090。 2.较小的直燃机配较大的发电机：将涡轮发电机尾气一部分引入直燃机的燃烧机 ，一部分引入专门设计的余热发生器。发电机尾气余热利用率约4080。 3.直接用发电机尾气制冷制热：专门设计尾气发生器，将发电机尾气全部引入发 生器。发电机尾气余热利用率为4070。Date52weisean ,2009Date53weisean ,2009
