溴化锂制冷原理课件.ppt

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1、l吸收式製冷目前在日本、中國和韓國得到了較普遍的吸收式製冷目前在日本、中國和韓國得到了較普遍的應用。隨著我國西氣東輸工程的實施和天然氣的引進或應用。隨著我國西氣東輸工程的實施和天然氣的引進或開採，吸收式製冷正在製冷空調中發揮重要作用。開採，吸收式製冷正在製冷空調中發揮重要作用。 充分充分利用餘熱的冷熱電聯產系統將使得吸收式製冷必不可少；利用餘熱的冷熱電聯產系統將使得吸收式製冷必不可少； 廣泛的燃氣供應，以及夏季燃氣低谷和用電高峰，可以廣泛的燃氣供應，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得到更廣泛的應用。使得燃氣直燃式吸收式空調得到更廣泛的應用。l我國在吸收製冷設計和製造方面

2、處於國際先進水準，我國在吸收製冷設計和製造方面處於國際先進水準，出現了江蘇雙良，長沙遠大，大連三洋等一系列著名品出現了江蘇雙良，長沙遠大，大連三洋等一系列著名品牌。牌。前言第一節第一節吸收式製冷的基本原理吸收式製冷的基本原理氣體製冷劑回復到液體狀態氣體製冷劑回復到液體狀態製冷劑蒸發製冷劑蒸發吸收熱量製冷吸收熱量製冷（利用吸收方式）（利用吸收方式）基本原理基本原理基本原理基本原理 吸收式製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製冷迴圈。 目前吸收式製冷機多用二元溶液，習慣上稱低沸點組分為制冷制冷劑劑，高沸點組分為吸收吸收劑劑。基本原理基本原理吸

3、收式與蒸氣壓縮式製冷迴圈的比較 (a)蒸氣壓縮式製冷迴圈；(b)吸收式製冷迴圈基本原理基本原理整個系統包括整個系統包括兩個回路：兩個回路： 製冷劑回路製冷劑回路 溶液回路溶液回路吸收式製冷吸收式製冷是利是利用工質對的品質用工質對的品質分數變化，完成分數變化，完成製冷劑的迴圈，製冷劑的迴圈，因而被稱為因而被稱為吸收吸收式製冷。式製冷。基本原理基本原理發生器和冷凝器（高壓側）與蒸發器和吸收器（低壓側）之間的壓差通過安裝在相應管道上的膨脹閥或其它節流機構來保持。在溴化鋰吸收式製冷機中，這一壓差相當小，一般只有6.58kPa，因而採用U U型型管管、節流短管節流短管或節流節流小孔小孔即可。基本原理基本

4、原理發生器發生器 generator吸收式製冷機中，通過加熱析出製冷劑的設備。吸收器吸收器 absorber吸收式製冷機中，通過濃溶液吸收劑在其中噴霧以吸收來自蒸發器的製冷劑蒸氣的設備。基本原理基本原理 綜上所述，溴化鋰吸收式製冷機的工作過程可分為兩個部分：(1)製製冷冷劑迴劑迴圈圈 發生器中產生的冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝成冷劑水，經U形管進入蒸發器，在低壓下蒸發，產生製冷效應。這些過程與蒸氣壓縮式製冷迴圈在冷凝器、節流閥和蒸發器中所產生的過程完全相同； (2)溶液溶液迴迴圈圈 發生器中流出的濃溶液降壓後進入吸收器，吸收由蒸發器產生的冷劑蒸氣，形成稀溶液，用泵將稀溶液輸送至發生器，重新加熱，形成

5、濃溶液。這些過程的作用相當於蒸氣壓縮式製冷迴圈中壓縮機所起的作用。壓縮式與吸收式製冷的異同壓縮式與吸收式製冷的異同 高壓製冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝後，經節流元高壓製冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝後，經節流元件節流，溫度和壓力降低，低溫、低壓液體在蒸件節流，溫度和壓力降低，低溫、低壓液體在蒸發器內汽化，實現製冷。發器內汽化，實現製冷。共同點共同點壓縮式與吸收式製冷的異同壓縮式與吸收式製冷的異同v消耗的能量不同消耗的能量不同蒸發壓縮式製冷機消耗機械功，吸收式製冷機消耗的是熱能。蒸發壓縮式製冷機消耗機械功，吸收式製冷機消耗的是熱能。v吸收製冷劑蒸氣的方式不同吸收製冷劑蒸氣的方式不同利用液體蒸發連續不斷地製冷時

6、，需不斷地在蒸發器內產生蒸氣。利用液體蒸發連續不斷地製冷時，需不斷地在蒸發器內產生蒸氣。蒸氣壓縮式用壓縮機蒸氣壓縮式用壓縮機A吸收此蒸氣，吸收式製冷機用吸收劑在吸收吸收此蒸氣，吸收式製冷機用吸收劑在吸收器內吸取製冷劑蒸氣。器內吸取製冷劑蒸氣。v將低壓製冷劑蒸氣變為高壓製冷劑蒸氣時採取的方式不同將低壓製冷劑蒸氣變為高壓製冷劑蒸氣時採取的方式不同蒸氣壓縮式製冷機通過原動機驅動壓縮機完成，吸收式製冷機則蒸氣壓縮式製冷機通過原動機驅動壓縮機完成，吸收式製冷機則是通過吸收器、溶液泵、發生器和節流閥完成。是通過吸收器、溶液泵、發生器和節流閥完成。v提供的冷源溫度不同提供的冷源溫度不同蒸氣壓縮式製冷可以提供

7、蒸氣壓縮式製冷可以提供0以下的低溫冷源，應用範圍廣泛；而以下的低溫冷源，應用範圍廣泛；而吸收式製冷一般只能吸收式製冷一般只能制取制取0以上的冷水以上的冷水，多用於空調系統。多用於空調系統。不同點不同點v工質不同工質不同壓縮式製冷壓縮式製冷吸收式製冷吸收式製冷單組分或多組分工質單組分或多組分工質雙組分雙組分工質對工質對溴化鋰水溴化鋰水氨水氨水吸收劑吸收劑 製冷劑製冷劑高沸點組分 低沸點組分壓縮式與吸收式製冷的異同壓縮式與吸收式製冷的異同不同點不同點吸收劑吸收劑對吸收劑的要求：對吸收劑的要求：1) 1) 有強烈吸收製冷劑的能力；有強烈吸收製冷劑的能力；2) 2) 在相同壓力下，它的沸騰溫度應比製冷

8、劑的沸在相同壓力下，它的沸騰溫度應比製冷劑的沸騰溫度高得多；騰溫度高得多；3) 3) 不應有爆炸、燃燒的危險，並對人體無毒害；不應有爆炸、燃燒的危險，並對人體無毒害；4) 4) 對金屬材料的腐蝕性小；對金屬材料的腐蝕性小；5) 5) 價格低，易獲得。價格低，易獲得。 可供考慮使用的製冷劑可供考慮使用的製冷劑-吸收劑溶液很多，按溶吸收劑溶液很多，按溶液中含有的製冷劑種類區分，可分為水類、氨類、液中含有的製冷劑種類區分，可分為水類、氨類、乙醇類和氟里昂類。乙醇類和氟里昂類。吸收式製冷的特點吸收式製冷的特點(1)(1)可以利用各種熱能（蒸氣、廢熱、餘可以利用各種熱能（蒸氣、廢熱、餘熱、燃油、燃氣等）

9、驅動；熱、燃油、燃氣等）驅動；(2)(2)可以大量節約用電；可以大量節約用電；(3)(3)結構簡單，運動部件少，安全可靠；結構簡單，運動部件少，安全可靠；(4)(4)對環境和大氣臭氧層無害。對環境和大氣臭氧層無害。熱力係數熱力係數評價指標：評價指標：吸收式製冷機所消耗的能量主要是熱能，常以熱力係數 作為其經濟性評價指標。熱力係數熱力係數 是吸收式製冷機所制取的製冷量QO與消耗的熱量Qh之比：hQQ /0最大熱力係數最大熱力係數因此，最大熱力係數為：因此，最大熱力係數為：逆卡諾迴圈的製冷係數卡諾迴圈的熱效率熱力完善度熱力完善度 熱力係數與最大熱力係數之比，稱為熱力係數與最大熱力係數之比，稱為熱力

10、完善度。熱力完善度。最大熱力係數最大熱力係數 可逆吸收式製冷迴圈是卡可逆吸收式製冷迴圈是卡諾迴圈與逆卡諾迴圈構成的聯諾迴圈與逆卡諾迴圈構成的聯合迴圈。合迴圈。 吸收式製冷機與由熱機直接驅動的壓縮式製冷機相比，在對外界能量交換的關係上是等效的。只要外界的溫度條件相同，二者的理想最大熱力係數是相同的。 壓縮式製冷機的製冷係數壓縮式製冷機的製冷係數應乘以驅動壓縮機的動力裝置應乘以驅動壓縮機的動力裝置的熱效率後，才能與吸收式製的熱效率後，才能與吸收式製冷機的熱力係數進行比較。冷機的熱力係數進行比較。可逆吸收式製冷迴圈可逆吸收式製冷迴圈第二節第二節吸收式製冷機的吸收式製冷機的溶液熱力學基礎溶液熱力學基礎

11、 兩種互相不起化學作用的物質組成的兩種互相不起化學作用的物質組成的均勻混合均勻混合物物稱為二元溶液。稱為二元溶液。 吸收式製冷工質對是一種二元溶液吸收式製冷工質對是一種二元溶液, ,其品質分數其品質分數 是以溶液中溶質的品質百分數表示的。是以溶液中溶質的品質百分數表示的。 二元溶液的品質分數二元溶液的品質分數w溴化鋰水溶液的品質百分數：溴化鋰水溶液的品質百分數： %100)/(2LiBrOHLiBrmmmw 二元溶液的摩爾分數二元溶液的摩爾分數 是以溶液中溶質的摩爾是以溶液中溶質的摩爾百分數表示的。百分數表示的。二元溶液的摩爾分數二元溶液的摩爾分數溴化鋰水溶液的摩爾分數：溴化鋰水溶液的摩爾分數

12、： %100/2LiBrOHLiBrnnnx拉烏爾定律拉烏爾定律：在一定溫度下，理想溶液任一組：在一定溫度下，理想溶液任一組分的蒸氣分壓等於其純組分的飽和蒸氣壓乘以分的蒸氣分壓等於其純組分的飽和蒸氣壓乘以該組分在液相中的摩爾分數。該組分在液相中的摩爾分數。氣液相平衡氣液相平衡0AAAppx0BBBppx，對於二元溶液，總飽和蒸氣壓等於兩組分的蒸對於二元溶液，總飽和蒸氣壓等於兩組分的蒸氣壓之和：氣壓之和：0000(1)A AB BA ABAp pxpxpxpx（ ）11ABAB因为yy，xx，因此氣液相平衡氣液相平衡OHOHLiBrLiBrOHOHpppp2020202020OHLiBrpp對於

13、溴化鋰水溶液，由於溴化鋰的沸點比水高對於溴化鋰水溶液，由於溴化鋰的沸點比水高得多，因此得多，因此：即氣相中只有水蒸氣。即氣相中只有水蒸氣。混合現象混合現象兩種液體混合時容積和溫度的變化兩種液體混合時容積和溫度的變化混合現象混合現象混合熱：混合熱：每生成1kg混合物所需要加入或排出的熱 量，稱為混合物的混合熱 。兩種液體混合前的比焓兩種液體混合前的比焓：混合後的比焓：混合後的比焓：二元溶液的溫度二元溶液的溫度濃度圖濃度圖封閉容器內二元溶液的定壓封閉容器內二元溶液的定壓氣化氣化泡點泡點露點露點二元溶液在不同壓力下的溫度二元溶液在不同壓力下的溫度-濃度圖濃度圖二元溶液在不同壓力二元溶液在不同壓力下的

14、溫度下的溫度-濃度關係濃度關係封閉容器內二元氣態封閉容器內二元氣態溶液的定壓溶液的定壓冷凝冷凝二元溶液的溫度二元溶液的溫度濃度圖濃度圖二元溶液的的特性（小結）二元溶液的的特性（小結）v純物質在一定壓力下只有一個飽和溫度，其定壓氣化或冷凝過純物質在一定壓力下只有一個飽和溫度，其定壓氣化或冷凝過程是定溫過程。而二元溶液在一定壓力下的程是定溫過程。而二元溶液在一定壓力下的飽和溫度卻與濃度飽和溫度卻與濃度有有關。隨著溶液的氣化，剩餘液體中低沸點物質含量的減少，其溫關。隨著溶液的氣化，剩餘液體中低沸點物質含量的減少，其溫度將逐漸升高。所以，二元溶液的度將逐漸升高。所以，二元溶液的定壓氣化過程是升溫過程定

15、壓氣化過程是升溫過程。同。同理，二元氣態溶液的理，二元氣態溶液的定壓冷凝過程則是降溫過程定壓冷凝過程則是降溫過程。v濕蒸氣中飽和液與飽和氣的溫度相同而濃度不同濕蒸氣中飽和液與飽和氣的溫度相同而濃度不同，飽和液的濃，飽和液的濃度低於濕蒸氣的濃度，飽和氣的濃度高於濕蒸氣的濃度。度低於濕蒸氣的濃度，飽和氣的濃度高於濕蒸氣的濃度。v對於對於一定濃度一定濃度的二元溶液，其的二元溶液，其飽和溫度隨壓力的增加而上升飽和溫度隨壓力的增加而上升。v純物質的飽和液或飽和氣狀態點只需壓力或溫度二者中一個參純物質的飽和液或飽和氣狀態點只需壓力或溫度二者中一個參數即可確定，而二元溶液的飽和液或飽和氣狀態點必須由數即可確

16、定，而二元溶液的飽和液或飽和氣狀態點必須由壓力、壓力、溫度、濃度溫度、濃度中任意兩個參數確定（中任意兩個參數確定（p-t圖）。圖）。溶解和結晶溶解和結晶n0以上，溴化鋰極易溶于水，以上，溴化鋰極易溶于水，0時飽和濃度時飽和濃度為為55；溴化鋰在水中的溶解度隨溫度的降低；溴化鋰在水中的溶解度隨溫度的降低而降低，溶液的濃度不宜超過而降低，溶液的濃度不宜超過6666，否則運行，否則運行中，當溶液溫度降低時，將有溴化鋰結晶析出中，當溶液溫度降低時，將有溴化鋰結晶析出的危險性，破壞迴圈的正常運行。的危險性，破壞迴圈的正常運行。 n溴化鋰的結晶線很陡峭，濃度略有變化，結晶溴化鋰的結晶線很陡峭，濃度略有變化

17、，結晶溫度相差很大溫度相差很大 。溴化鋰水溶液的特性溴化鋰水溶液的特性溴化鋰結晶線图图2 2- -134 134 溴化锂溶液的液固相平衡图溴化锂溶液的液固相平衡图吸收能力吸收能力 n溴化鋰水溶液的水蒸氣分壓比同溫度下純水的飽溴化鋰水溶液的水蒸氣分壓比同溫度下純水的飽和蒸汽壓小得多，故在相同壓力下，溴化鋰水溶和蒸汽壓小得多，故在相同壓力下，溴化鋰水溶液具有吸收溫度比它低得多的水蒸氣的能力，這液具有吸收溫度比它低得多的水蒸氣的能力，這是溴化鋰水溶液能作為吸收式製冷工質對的原因。是溴化鋰水溶液能作為吸收式製冷工質對的原因。n如濃度為如濃度為58的溴化鋰水溶液在溫度為的溴化鋰水溶液在溫度為32時，溶液

18、水蒸氣分壓力為時，溶液水蒸氣分壓力為479Pa，純水在純水在32時為時為4759Pa；n溴化鋰水溶液濃度越高，它對水蒸氣的吸收能力溴化鋰水溶液濃度越高，它對水蒸氣的吸收能力越強。越強。 溴化鋰水溶液的特性溴化鋰水溶液的特性一個大氣壓下：一個大氣壓下：n水的沸點水的沸點 100n溴化鋰的沸點溴化鋰的沸點 1265 溴化鋰與水的沸點溴化鋰與水的沸點溴化鋰水溶液的特性溴化鋰水溶液的特性由於溴化鋰的沸點比水高得多，溴化鋰水溶液在發由於溴化鋰的沸點比水高得多，溴化鋰水溶液在發生器中沸騰時只有水汽化，生成純冷劑水，故不需生器中沸騰時只有水汽化，生成純冷劑水，故不需要蒸汽精餾設備，系統較為簡單，熱力係數較高

19、。要蒸汽精餾設備，系統較為簡單，熱力係數較高。腐蝕性腐蝕性 n對一般金屬（炭鋼、紫銅等）有強腐蝕性，對一般金屬（炭鋼、紫銅等）有強腐蝕性，有空氣（氧氣）存在時腐蝕性更為嚴重。有空氣（氧氣）存在時腐蝕性更為嚴重。 n運行時控制腐蝕方法：運行時控制腐蝕方法：n嚴格保持系統內的真空度（真空泵）；嚴格保持系統內的真空度（真空泵）；n在溶液在加緩蝕劑減緩腐蝕。在溶液在加緩蝕劑減緩腐蝕。 溴化鋰水溶液的特性溴化鋰水溶液的特性毒性毒性 n溴化鋰水溶液無毒，有鎮靜作用，大溴化鋰水溶液無毒，有鎮靜作用，大量服用有害；量服用有害；n對皮膚無刺激作用（微癢感）；對皮膚無刺激作用（微癢感）；n加入緩蝕劑後視緩蝕劑的種

20、類有不同加入緩蝕劑後視緩蝕劑的種類有不同的毒性。的毒性。 溴化鋰水溶液的特性溴化鋰水溶液的特性溴化鋰水溶液的壓力溴化鋰水溶液的壓力-飽和溫度圖（飽和溫度圖（P-T）圖圖 純水的P-T線結晶線溴化鋰水溶液的壓力溴化鋰水溶液的壓力-飽和溫度圖（飽和溫度圖（P-T）圖圖 v溫度越低，溴化鋰水溶液的飽和濃度也越低。因此，溫度越低，溴化鋰水溶液的飽和濃度也越低。因此，溴化鋰水溶液的溴化鋰水溶液的濃度過高濃度過高或或溫度過低溫度過低時均易於形成結時均易於形成結晶，這是溴化鋰吸收式製冷機設計和運行中必須注意晶，這是溴化鋰吸收式製冷機設計和運行中必須注意的問題。的問題。v在一定溫度下，溶液面上水蒸氣飽和分壓力

21、低於純在一定溫度下，溶液面上水蒸氣飽和分壓力低於純水的飽和分壓力，而且溶液的濃度越高，液面上水蒸水的飽和分壓力，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。氣飽和分壓力越低，則溶液的吸水性越強。v相同壓力時，隨著濃度的升高；對應的溶液飽和溫相同壓力時，隨著濃度的升高；對應的溶液飽和溫度上升度上升溴化鋰水溶液的壓力溴化鋰水溶液的壓力-飽和溫度圖（飽和溫度圖（P-T）圖圖 P-T圖除了可以用來確定溶液的狀態參數外，還常被用來表示溴化鋰水溶液熱力狀態的變化及溴化鋰吸收式製冷的工作迴圈過程。ABCDA B:溶液在發生器中的等壓加熱濃縮過程，稱為溶液在發生器中的等壓加熱濃縮過程，

22、稱為發生過程發生過程C D:溶液在吸收器中的等壓冷卻稀釋過程，稱為溶液在吸收器中的等壓冷卻稀釋過程，稱為吸收過程吸收過程B C:濃溶液在熱交換器中的濃溶液在熱交換器中的冷卻冷卻過程；過程；D A:稀溶液在熱交換器中的稀溶液在熱交換器中的加熱加熱過程；過程；溴化鋰水溶液的壓力溴化鋰水溶液的壓力-飽和溫度圖（飽和溫度圖（P-t）圖圖 這兩個過程因為沒有發生傳質這兩個過程因為沒有發生傳質現象，因此溶液的濃度不變。現象，因此溶液的濃度不變。vP-T圖由於沒有反映比焓的變化，因此不能用圖由於沒有反映比焓的變化，因此不能用P-T圖進行吸收式製冷迴圈的熱力計算。為了進行熱力圖進行吸收式製冷迴圈的熱力計算。為

23、了進行熱力計算，常用計算，常用比焓濃度圖（比焓濃度圖（h- ） 。w溴溴化化鋰鋰水水溶溶液液的的比比焓焓濃濃度度圖圖比焓比焓-濃度圖濃度圖不但可以求得不但可以求得溶液的狀態參溶液的狀態參數，還可以將數，還可以將溶液的熱力過溶液的熱力過程清楚地表示程清楚地表示出來，是進行出來，是進行吸收式製冷迴吸收式製冷迴圈的理論分析，圈的理論分析，熱力計算和運熱力計算和運行特性分析的行特性分析的主要圖表。主要圖表。其用途相當於其用途相當於蒸氣壓縮製冷蒸氣壓縮製冷中的壓焓圖。中的壓焓圖。氣相區氣相區液相區液相區溴溴化化鋰鋰水水溶溶液液的的比比焓焓濃濃度度圖圖ABC四個參數：四個參數：溫度溫度濃度濃度水蒸氣壓水蒸

24、氣壓比焓比焓只要知道任意只要知道任意2個，就可以個，就可以查出另外查出另外2個個注意：等壓線注意：等壓線反映的是溶液反映的是溶液所具有的水蒸所具有的水蒸氣壓，而不是氣壓，而不是溶液的壓力。溶液的壓力。只有處於相平只有處於相平衡時，溶液的衡時，溶液的壓力才等於其壓力才等於其水蒸氣壓。水蒸氣壓。第三節第三節溴化鋰吸收式製冷機溴化鋰吸收式製冷機圖圖5-1 5-1 單筒單效單筒單效蒸汽型溴化鋰冷水機組蒸汽型溴化鋰冷水機組1 1冷凝器冷凝器 2 2發生器發生器 3 3蒸發器蒸發器 4 4吸收器吸收器5 5溶液熱交換器溶液熱交換器 6 6溶液泵溶液泵I 7I 7冷劑泵冷劑泵 8 8溶液泵溶液泵IIII圖圖

25、5-25-2雙雙筒單效筒單效溴化鋰溴化鋰吸收式吸收式製冷機製冷機的典型的典型結構結構結構型式結構型式單筒類型單筒類型雙筒類型雙筒類型三筒類型三筒類型圖5-1為一種單筒型單效溴化鋰冷水機組理想迴圈在理想迴圈在h-wh-w圖上的表示圖上的表示點2：稀溶液出吸收器的狀態。t2、wa2-7：稀溶液。t 、w=C7-5：稀溶液在發生器中的等濃度加熱過程。t7t t5 55-4：發生器內蒸汽發生過程。t5t4,wawr點4：發生器出口濃溶液狀態， wr, t44-8：濃溶液在熱交換器中的預冷過程，t4t8 ， wr=C8-9：濃溶液與稀溶液的混合過程。wo,t9 9-9：混合溶液出吸收器噴嘴的閃發過程,w

26、o w w9 99-2：噴淋液在吸收器的吸收過程,w,t,w,t3-3：發生器產生的蒸汽在冷凝器的冷凝過程。壓力pk3-1:冷劑水經U形管產生部分閃發（1），未閃發冷劑水（1）進蒸發器被吸收器中噴淋的混合溶液吸收。完成一個製冷迴圈。圖圖5-25-2溴化鋰吸收式製冷的溴化鋰吸收式製冷的h-wh-w圖（右圖為溶液在圖（右圖為溶液在h-wh-w圖上的迴圈）圖上的迴圈） (1) (1) 理想溴化鋰製冷迴圈理想溴化鋰製冷迴圈迴圈倍率和放氣範圍迴圈倍率和放氣範圍 系統中每產生系統中每產生1kg製冷劑所需要的製冷劑製冷劑所需要的製冷劑-吸收劑溶液的吸收劑溶液的kg數，稱為溶液的數，稱為溶液的循環倍率循環倍率

27、，用，用a表示。對發生器進行溶質守恆計算：表示。對發生器進行溶質守恆計算：放氣範圍放氣範圍，表示濃溶液與稀溶液的濃度差arwww wa.qmf =(qmf - qmd)wr+0.qmd 令令 a =qmf/qmd解出解出a=wr/wr-wamfmdqqPgPkPgPk，兩者之差是發生器與冷凝器之間的壓力，兩者之差是發生器與冷凝器之間的壓力損失。當加熱溫度不變時，等溫線損失。當加熱溫度不變時，等溫線5 55 5不變，如不變，如圖圖5-35-3。n由於發生器的壓力由由於發生器的壓力由PkPk到到PgPg，本來在，本來在5 5點可以沸騰點可以沸騰的稀溶液在的稀溶液在5 5，點才開始沸騰，降低了開始發

28、生蒸汽點才開始沸騰，降低了開始發生蒸汽的濃度，由的濃度，由w wa a為為w wa a 。由於。由於w w使溶液的含水量增加，使溶液的含水量增加，從而使逸出溶液的水量減少，製冷劑流量從而使逸出溶液的水量減少，製冷劑流量q qmdmd，造，造成製冷量成製冷量，（，（w wa aw w a a）稱發生不足）稱發生不足。另一方面在。另一方面在加熱溫度不變的情況下，由於壓力由加熱溫度不變的情況下，由於壓力由PkPk到到PgPg，溶液，溶液的飽和壓力（溫度）也的飽和壓力（溫度）也，溶液產生蒸汽的過熱度，溶液產生蒸汽的過熱度，這也使蒸汽的蒸發量這也使蒸汽的蒸發量，製冷量，製冷量。(2)(2)實際迴圈與理想

29、迴圈的比較實際迴圈與理想迴圈的比較 從圖上也可以看從圖上也可以看到到5 5點的水蒸汽焓比點的水蒸汽焓比5 5點的水蒸汽焓大，點的水蒸汽焓大，即即h5h5”h5ah5a，可知由，可知由於發生不足生產水蒸於發生不足生產水蒸氣會增加能耗，熱力氣會增加能耗，熱力係數係數，所以在設計，所以在設計中要儘量減少發生器中要儘量減少發生器與冷凝器之間的壓差與冷凝器之間的壓差。圖5-3 壓力變化對製冷量的影響 在理想情況下蒸發器壓力pa與吸收器壓力Pa相同，實際上paPa ，當冷卻水溫不變時（溶液的蒸汽壓不變），如圖5-3其溶液吸收終了的濃度增加wr wr wr -wr 稱吸收器吸收不足。從熱力學的觀點看，吸收器

30、中的壓力降低有利於蒸發而不利於吸收（凝結），吸收水蒸汽的量減少，一方面使溶液的品質分數增加，這和圖上是一致的。另一方面使製冷劑流量qmd ，造成製冷量 ，熱力係數 。 除了上述兩種情況外，還有傳熱不充分，不凝性氣體的存在，混合液沒有達到平衡狀態，傳熱熱阻變化等都影響吸收式製冷機的製冷量。 從目前吸收式系統製冷劑和吸收劑看，對從目前吸收式系統製冷劑和吸收劑看，對幾個熱量項可以概括如下：幾個熱量項可以概括如下： k0 ag 理想單效吸收式製冷迴圈的熱力係數估算理想單效吸收式製冷迴圈的熱力係數估算對於大多數吸收工質對有以下關係式成立對於大多數吸收工質對有以下關係式成立: :3 . 12 . 1 ka

31、) (2 . 10kagTTTT理想單效吸收式製冷迴圈的熱力係數估算理想單效吸收式製冷迴圈的熱力係數估算8 . 0akidealn單效製冷機使用能源廣泛，可以單效製冷機使用能源廣泛，可以採用各種工業餘熱，廢熱，也可採用各種工業餘熱，廢熱，也可以採用地熱、太陽能等作為驅動以採用地熱、太陽能等作為驅動熱源，在能源的綜合利用和梯級熱源，在能源的綜合利用和梯級利用方面有著顯著的優勢。而且利用方面有著顯著的優勢。而且具有負荷及熱源自動跟蹤功能，具有負荷及熱源自動跟蹤功能，確保機組處於最佳運行狀態。確保機組處於最佳運行狀態。n單效製冷機的驅動熱源為低品位單效製冷機的驅動熱源為低品位熱源，其熱源，其COPC

32、OP在在0.5-0.70.5-0.7，如果業，如果業主具備高品位的熱源，應選擇直主具備高品位的熱源，應選擇直燃機或蒸汽雙效製冷機，其燃機或蒸汽雙效製冷機，其COPCOP在在1.311.31以上。以上。單效溴化鋰吸收式機組的特徵單效溴化鋰吸收式機組的特徵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/溴化鋰作介質的冷熱源設備。由於直燃機不以電為能源（只需極少的電作迴圈輔助動力），並具有製冷、採暖、衛生熱水功能，可以大幅度削減電力投資和供熱設備投資。在電空調廣泛采用的國家和地區，直燃機更能削減夏季峰值電力、填補夏季燃氣低穀的綜合經濟效益，對於電

33、力行業及燃燒行業健康發展都具有舉足輕重的影響。世界首台直燃機世界首台直燃機19681968年在日本誕生，從年在日本誕生，從19801980年 起 成 為 日 本 、 韓 國 等 國 的 主 要 空 調 設 備 ，年 起 成 為 日 本 、 韓 國 等 國 的 主 要 空 調 設 備 ，佔有該國中央空調市場佔有該國中央空調市場80%80%以上的份額。遠大以上的份額。遠大19921992年年開發成功中國首台直燃機，開發成功中國首台直燃機，19961996年成為全球直燃機年成為全球直燃機產銷量最大的企業，至產銷量最大的企業，至20022002年已出口年已出口2020餘個國家，餘個國家，在 中 、 美

34、 等 國 市 場 佔 有 率 為 同 行 之 首 。在 中 、 美 等 國 市 場 佔 有 率 為 同 行 之 首 。單效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組迴圈流程單效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組迴圈流程的溶液回路包括下列過程：的溶液回路包括下列過程：（1 1）稀溶液經溶液熱交換器的加）稀溶液經溶液熱交換器的加熱升溫過程熱升溫過程（2 2）稀溶液在發生器中的發生過）稀溶液在發生器中的發生過程程（3 3）濃溶液經溶液熱交換器的冷）濃溶液經溶液熱交換器的冷卻降溫過程卻降溫過程（4 4）濃溶液和稀溶液在進入吸收）濃溶液和稀溶液在進入吸收器之前的混合過程器之前的混合過程（5 5）混合溶液在吸收器中的吸收）混合溶

35、液在吸收器中的吸收過程過程單效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組迴圈單效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組迴圈流程的製冷劑回路包括下列過程：流程的製冷劑回路包括下列過程：（1 1）冷劑蒸汽在冷凝器中的冷凝過程）冷劑蒸汽在冷凝器中的冷凝過程（2 2）冷劑水在蒸發器中的蒸發過程）冷劑水在蒸發器中的蒸發過程吸收式機組的應用系統吸收式機組的應用系統驅動熱源回路驅動熱源回路製冷劑回路製冷劑回路溶液回路溶液回路冷卻水回路冷卻水回路冷水回路冷水回路抽氣裝置抽氣裝置自動控制裝置自動控制裝置安全保護裝置安全保護裝置蒸汽型蒸汽型直燃型直燃型熱水型熱水型餘熱型餘熱型吸收式製冷的系統構成吸收式製冷的系統構成溴化鋰吸收式製冷機的主要附

36、加措施溴化鋰吸收式製冷機的主要附加措施v防腐蝕問題；防腐蝕問題；v抽氣裝置；抽氣裝置；v防結晶問題；防結晶問題；v制冷量的調節。制冷量的調節。吸收式熱泵吸收式熱泵吸收式製冷機可以作為熱泵使用，它可以回收廢熱水的熱量，制取高溫水，用於採暖等場合。吸收式熱泵有兩種形式吸收式熱泵有兩種形式第一類吸收式熱泵第一類吸收式熱泵第二類吸收式熱泵第二類吸收式熱泵吸收式熱泵吸收式熱泵第一類吸收式熱泵第一類吸收式熱泵利用高溫熱源，把低溫熱源的熱能提高到中溫的熱泵系統，它是同時利用吸收熱和冷凝熱以制取中溫熱水的吸收式製冷機。這種熱泵以增加熱量為目的，故又稱為增熱型吸收式熱泵。低溫熱源驅動熱源輸出熱源吸收式熱泵吸收式

37、熱泵第二類吸收式熱泵第二類吸收式熱泵利用中溫廢熱和發生器形成驅動熱源系統，同時還利用中溫廢熱和蒸發器構成熱源系統，在吸收器中制取溫度高於中溫廢熱的熱水的熱泵系統。這種熱泵以升溫為目的，故又稱為熱變換器。驅動熱源輸出熱源驅動熱源低溫冷卻水吸收式熱泵吸收式熱泵第二類吸收式熱泵第二類吸收式熱泵由於冷凝壓力低於蒸發壓力，所以，需由溶液泵P將濃溶液從發生器送至吸收器，而冷劑水需用冷劑水泵P 將其從冷凝器送至蒸發器。 當有510的低溫水(如冬季)作為冷卻水時，這種機型可利用較低溫度(如70 )的中溫廢熱水作發生器和蒸發器的熱源，使較高溫度的水在吸收器內升溫(95100 )，其熱力係數約0.5。冷凝器中的冷

38、卻水溫度越低，所得到的高溫水溫度越高。低溫冷卻水第四節第四節雙效溴化鋰吸收式製冷機雙效溴化鋰吸收式製冷機動畫動畫串聯雙串聯雙效溴化效溴化鋰流鋰流程程.swf5.4.1 5.4.1 串聯式串聯式點點2 2：稀溶液出吸收器的：稀溶液出吸收器的狀態。狀態。 t t2 2、w wa a 、p pa a2-7-102-7-10：稀溶液在低溫：稀溶液在低溫和高溫熱交換器中的預和高溫熱交換器中的預熱過程。熱過程。t t2 2t t7 7t t1010 、w=Cw=C10-1110-11：稀溶液在高壓發：稀溶液在高壓發生器中的等濃度加熱過生器中的等濃度加熱過程。程。t t1010飽和溫度飽和溫度t t1111

39、11-1211-12：高壓發生器內蒸：高壓發生器內蒸汽發生過程。汽發生過程。t t1111 t t1212, w, wa a w wo o 12-512-5：w wo o溶液狀態在高溫溶液狀態在高溫熱交換器中的預冷過程，熱交換器中的預冷過程， w wo o, t, t5 5經節流後進入低壓經節流後進入低壓發生器，壓力為發生器，壓力為p pk k5-45-4：低壓發生器中的發生過程。：低壓發生器中的發生過程。 t t5 5t t4 4 ，w wo ow wr r4-84-8：低發出口濃溶液在低溫熱交換器中的預冷過程，：低發出口濃溶液在低溫熱交換器中的預冷過程，t t4 4t t8 8 ， w w

40、r r=C=C8-98-9：濃溶液與稀溶液的混合過程。：濃溶液與稀溶液的混合過程。w w9 9 t t9 9 9 9-9-9：混合溶液出吸收器噴嘴的閃發過程：混合溶液出吸收器噴嘴的閃發過程,w,wo o w w9 99 9-2-2：噴淋液在吸收器的吸收過程：噴淋液在吸收器的吸收過程,w,t,w,t t t2 2、w wa a 3c3c: :高發產生的製冷劑蒸汽；壓力為高發產生的製冷劑蒸汽；壓力為p pr r3c-3b3c-3b: :蒸汽在低發內凝結而加熱溶液，變成下蒸汽在低發內凝結而加熱溶液，變成下p pr r飽和水飽和水經節流後與低發產生的經節流後與低發產生的3 3狀態的蒸汽一起進入冷凝器，

41、狀態的蒸汽一起進入冷凝器，凝結成為點凝結成為點3 3狀態的製冷劑飽和水，壓力狀態的製冷劑飽和水，壓力p pk k3 3-3-3：發生器產生的蒸汽在冷凝器的冷凝過程。壓力：發生器產生的蒸汽在冷凝器的冷凝過程。壓力p pk k3-13-1-1-1a a：冷劑水經節流產生部分閃發（：冷劑水經節流產生部分閃發（1 1），未閃發冷劑），未閃發冷劑水水1 1進蒸發器吸熱汽化為進蒸發器吸熱汽化為1 1a a狀態的蒸汽，被吸收器中噴淋狀態的蒸汽，被吸收器中噴淋的混合溶液吸收。完成一個製冷迴圈。的混合溶液吸收。完成一個製冷迴圈。 並聯式雙效溴化鋰吸收式製冷機原理圖5.4.2 5.4.2 並聯式並聯式 並聯式雙效

42、溴化鋰吸收式製冷機h-w圖 第五節 三效和多效溴化鋰吸收式製冷迴圈三效和多效溴化鋰吸收式製冷迴圈n 三效溴化鋰吸收式製冷機使用的加熱熱源溫度高，其熱量可以按溫度不同進行梯度利用，即達到了節能的目的，也提高了熱力係數，熱力係數可達1.6以上。具有高溫熱源的場合，應儘量採用三效溴化鋰製冷迴圈。在此基礎上，如果有更高的熱源，可以推廣到多效溴化鋰製冷迴圈，以獲得更大的熱力係數。串聯三效溴化鋰吸收式製冷機原理圖 三效溴化鋰吸收式製冷機的h-w圖n多效溴化鋰製冷機和三效溴化鋰製冷機相比，每多一效，溴化鋰製冷機就多出一個發生器和一個熱交換器，如果是n效溴化鋰製冷機，它應該有n個發生器和n個溶液熱交換器。n吸

43、收式製冷離不開五個換熱器。即發生器、冷凝器、蒸發器、吸收器、溶液熱交換器。n如果使吸收式製冷機小型化。首先使上述五種換熱器小型化，其方法有：na：改進換熱器的結構，使其重量體積減小；nb.提高傳熱效果，減少傳熱面積。 第六節第六節 吸收式製冷機的小型化吸收式製冷機的小型化n重力熱管發生器 發生器是溴化鋰溶液與熱源之間的換熱設備 如右圖，下面為熱水（蒸汽），上面為溴化鋰溶液，由于熱管傳熱溫差小，熱負荷大，可以減少換熱器的體積。重力熱管冷凝器冷凝器是冷卻水與冷劑水蒸汽或者冷劑水蒸汽與空氣之間的換熱。如右圖，由於空氣側對流換熱係數很小，在空氣側熱管應加肋片，保證整個熱管的換熱強度。 蒸發器是冷劑水-

44、冷媒水之間的換熱或者冷劑水-空氣之間換熱。蒸發器上方應當留出一定的空間以利於集中低壓水蒸汽，使用重力熱管式換熱器比較合適。 冷劑水-冷媒水換熱如左圖。水-空氣換熱如右圖。由於空氣的對流換熱係數較小，故需加肋片，以增加傳熱係數。重力熱管蒸發器 n熱管式吸收器 小型溴化鋰吸收式製冷機中，困難最大的是吸收器小型化。因為溶液在吸收時需要一定的吸收面積及吸收時間，而吸收面積增加有兩種方法，一種是增加換熱面積，再一種就是增加霧化程度，由於濃溶液流量很小，很難形成霧化。 可用高效換熱增加吸收面積。在熱管上做出肋片，在肋片中填充多孔材料。濃溶液在重力作用下從上向下流動，在多孔材料中和製冷劑蒸汽接觸吸收，變為稀溶液，同時增加蒸汽與濃溶液的接觸時間，更好地吸收。 示例示例溴化鋰吸收式製冷機用電量很少，但還是離不開電。用電：泵的動力，控制部分動力等。從根本上去掉電力，可用無泵溴化鋰吸收式製冷機，無泵溴化鋰製冷機是用氣泡泵代替機械泵，利用液體的相對壓差進行製冷迴圈。 n無泵型小型溴化鋰製冷機 遠大戶式BCT