大展鸿图·财源滚滚[001].ppt

1、吸收式制冷,赖艳华 教授/博士山东大学能源与动力工程学院,吸收式制冷-环保、节能、清洁,吸收式制冷,第一节 概述第二节 吸收式制冷机工质性质第三节 溴化锂吸收式制冷机基础第四节 单效溴化锂吸收式制冷机附录：相关企业介绍,教学要求,掌握吸收式制冷系统与压缩式制冷系统的异同；理解吸收式制冷工质对的性质；掌握单效溴化锂吸收式制冷机的系统组成、工作原理和能量平衡；了解溴化锂吸收式制冷机各个部件的结构；理解双效溴化锂吸收式制冷机的工作原理；理解不同工况下溴化锂吸收式制冷机的运行状况；,第一节 概 述,内 容 提 要一、吸收式制冷的发展历程及企业介绍二、吸收式制冷的基本原理三、吸收式制冷与蒸气压缩式制冷的

2、比较四、吸收式制冷机的特点,吸收式制冷以热能为驱动能源、采用水、氨等天然工质作为制冷剂来为大型建筑、医院空调系统、工业工艺生产过程等提供冷量。 1945年问世以来，已历经半个多世纪；溴化锂吸收式制冷技术创始于美国，在日本得到了技术完善和迅速发展，在中国得到了批量生产和广泛应用。,第一节 概述 吸收式制冷在各国 有着怎样发展历程？,第一节 概 述,一、吸收式制冷的发展历程溴化锂吸收式制冷机自1945年问世以来，历经半个世纪，美国是溴化锂吸收式制冷机的创始国。美国开利公司1945年试制出第一台制冷量为532kw的单效溴化锂吸收式制冷机。随后又研制出了双效机。 目前生产溴冷机的公司有开利，约克，川恩

3、和阿克拉等。日本是1959年研制出了一台698kw的单效溴化锂吸收式制冷机。1962年荏原制造所研制出了双效机。 目前主要生产厂家为荏原制造所，三洋，三菱，川崎和日立等公司。,第一节 概 述,日本的溴冷机无论在生产数量还是在性能指标，应用范围和新技术，新产品研制等方面，均超过美国。为世界上研究与生产领先的国家。我国的研究起步于60年代，从60-70年代初一直为研究期。70年代为单效机的应用阶段，主要应用在纺织工业上。80年代是双效机的应用阶段。双效机的COP可达到1.1以上，而单效机的COP一般在0.6-0.7，双效机的蒸汽单耗比单效机减少1/2，冷却水量减少1/3，是节能型的制冷机组。双效更

4、节能！90年代为多种新型制冷机研制应用阶段。,第一节 概 述,目前国内外应用状况：吸收式制冷在日本、中国和韩国得到了较普遍的应用。 美国：能源供应比较充足，对吸收式制冷需求并不迫切；中国：天然气的引进、开采，西气东输工程的实施和广泛供应，夏季燃气低谷和用电高峰，燃气直燃式吸收式空调得到广泛的应用，大大促进了吸收式制冷在空调中的发展和应用。利用余热的冷热电联产系统，吸收式制冷机成为必不可少的设备。,第一节 概 述,一、吸收式制冷的历史和发展过程,美国：1945年世界第一台单效溴冷机由Carrier生产1961年第一台双效溴冷机由斯塔哈恩（Stathan）生产。发展状况：起步早、发展慢,日本：19

5、59年第一台单效溴冷机由汽车制造株式会社（现川崎重工）生产1964年第一台蒸汽双效溴冷机由川崎重工生产1968年第一台燃气直燃机由川崎重工生产发展状况：起步晚、发展快,中国：1966年第一台单效溴冷机由上海一冷、704所、合肥通用机械所和上海国棉十二厂研制1982年第一台蒸汽双效溴冷机由上海一冷和704所设计、合肥通用机械厂试制1992年第一台燃气直燃机由开封通用机械厂、704所和开封锅炉厂研制发展状况：九十年代大型制冷机中，溴冷机占市场分额的30左右起步更晚，发展更快，逐步稳定。 热泵技术应用广泛,我国吸收式制冷机组主要生产厂家：我国在吸收制冷设计和制造方面处于国际先进水平，出现了烟台荏原空

6、调、江苏双良，长沙远大，大连三洋。等一系列著名品牌。,烟台荏原空调设备有限公司是由日本荏原制作所与烟台冰轮股份有限公司共同投资成立的合资企业，是日本荏原公司在海外建立的第一个制冷机工厂。主要产品：工业制冷成套设备、溴化锂吸收式冷（温）水机组、离心机、螺杆式冷水（热泵）机组、冷却塔及真空热水机组等。 通过提供先进的技术和最好的服务，为社会做出广泛的贡献。创建时间： 1996-11-25注册地址：山东省烟台市福山高新技术产业区永达路720号网址：http:/ 0731-4086807 Email：,LS乐星空调系统（山东）有限公司,四川希望深蓝空调制造有限公司1990 年,烟台荏原空调设备有限公司

7、,石化、焦化、化肥、氯碱行业,江苏双良空调设备股份有限公司：江苏双良集团有限公司的控股子公司，一家外商投资股份有限公司。公司是中国中央空调行业的领导企业之一，公司主要产品有溴化锂吸收式制冷机（蒸汽型、直燃型、热水型）、吸收式热泵、电制冷机、风机盘管、组合式空调器等中央空调主机及末端产品。地址：中国无锡市江阴利港双良工业园 电话：0510-86818899网址：http:/,二、吸收式制冷的基本原理,第一节 概 述,二、吸收式制冷的基本原理,右图两个主要回路： 制冷剂回路 溶液回路,吸收式制冷是利用溶液浓度（浓溶液，稀溶液）的变化，吸收制冷剂，来完成制冷剂的循环。,制冷剂回路,溴化锂溶液回路,吸

8、收式制冷两大回路动画演示图2-2压缩式制冷原理动画演示 2-1吸收式制冷原理动画演示 2-2，2-3,第一节 概 述,三、吸收式制冷与蒸气压缩式制冷的比较,溶液热交换器,三、吸收式制冷和蒸气压缩式制冷比较,1、共同点：（1）都是利用制冷剂的汽化潜热制取冷量，对外提供冷量。（2）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。,第一节 概 述,2、不同点：(1)驱动能源不同：蒸气压缩式制冷机消耗机械功，吸收式制冷机消耗热能。(2)吸取制冷剂蒸气的方式不同。利用液体蒸发连续不断地制冷时，蒸发器内不断地产生蒸气。蒸气压缩式制冷机用压缩机吸取此蒸气

9、，吸收式制冷机用吸收剂在吸收器中吸取制冷剂蒸气。(3)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压缩机完成，吸收式制冷机则是通过吸收器、溶液泵、发生器和节流装置（节流阀）完成。,压缩机的作用：1.不断地将冷剂蒸汽从蒸发器中抽出来，使蒸发器维持低压状态；2、低温低压的冷剂蒸汽压缩，成为高温高压的的冷剂蒸汽，并送往冷凝器3、实现热量从低温的空间，向外界环境转移释放。,部件相同部分,组成部件不同部分 但目标相同,第一节 概 述,四、吸收式制冷机的特点：优点：（1）利用热能（余热、废热）作为驱动能源，大量节约能源；与压缩式制冷机相比可明显节约电能。（2）有利于环境保护：以

10、溴化锂溶液为工质、无臭、无度，满足环保要求，特别是蒙特利尔协议书签订后，国际上禁用氟氯烃化合物。（3）运转平稳、噪声低。整个机组除了功率较少的屏蔽泵外，无其他运动部件，运转安静，噪声低。,第一节 概 述,四、吸收式制冷机的特点：优点：（4）安装简单：对安装基础的要求较低，无需特殊的机座，可安装在市内、室外、地下室、屋顶等。（5）运行安全可靠：制冷机在真空状态下运行，无高压爆炸危险。（6）制冷量调节广泛：在20%-100%的负荷内可实现冷量的无级调节，可随着负荷的变化调节溶液的循环量，有着优良的调节特性。,第一节 概 述,四、吸收式制冷机的特点：优点：（7）对外界条件变化的适应性强： 加热蒸汽压

11、力：0.2-0.8Mpa(表压) 冷却水进口温度：20-35范围 冷媒水出口温度：5-15的范围 机组可稳定运转,第一节 概 述,四、吸收式制冷机的特点：主要缺点：（1）腐蚀性强 机组材料主要为碳钢和铜管。溴化锂溶液对普通碳钢有较强的腐蚀性，不仅影响到机组的性能与正常运行，而且影响到机组的寿命。（2）气密性要求高 实践证明，即使漏入微量的空气也会影响机组的性能，因此对机组制造、维护要求高。,第二节 吸收式制冷机工质性质,一、制冷剂与吸收剂二、溴化锂水溶液的性质,第二节 吸收式制冷机工质性质,一、制冷剂与吸收剂 吸收式制冷机利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸气，在另一条件下又能吸收低沸点组

12、分的蒸气这一特性完成制冷循环。 目前吸收式制冷机中常用二组分溶液，习惯称低沸点组分为制冷剂，高沸点组分为吸收剂。,第二节 吸收式制冷机工质性质,一、制冷剂与吸收剂 对于吸收剂，应有如下特性： (1)有强烈吸收制冷剂的能力； (2)在相同压力下，沸腾温度应比制冷剂的沸腾温度高得多； (3)无毒、无爆炸、无燃烧危险； (4)对金属材料的腐蚀性小； (5)价格低，易获得。,第二节 吸收式制冷机工质性质,对于制冷剂的四大要求：(1)热力学要求：蒸发潜热大（单位容积/质量的制冷能力大），工作压力适中，临界温度高，凝固温度低：(2)物理化学要求：导热系数高、粘度低，密度和比热容小，化学稳定性好，对金属和橡

13、胶等材料无腐蚀性；(3)环保安全要求：无毒、无爆炸、无燃烧危险；(4)经济要求：工质价格便宜，易获得。临界温度，使物质由气相变为液相的最高温度叫临界温度。每种物质都有一个临界温度，在这个温度以上，无论怎样增大压强，气态物质不会液化。,第二节 吸收式制冷机工质性质,可供使用的制冷剂/吸收剂很多，按制冷剂种类区分，可分为水类、氨类、醇类和氟利昂类四大类。 水类溶液是以水为制冷剂。水是很容易获得的天然物质，无毒、不燃烧、不爆炸，对环境也没有破坏作用，汽化潜热大，是一种相当理想的制冷剂。比较适宜用于蒸发温度较高的空调设备。但是，溴化锂水溶液的表面张力较大，使传热/传质困难；溴化锂较易结晶，影响运转；溴

14、化锂水溶液对一般金属有强烈的腐蚀作用。 氨类溶液以氨和甲胺为制冷剂。氨有爆炸性和毒性，冷凝压力较高。此外，氨与水的沸点相差较小，需通过精馏将氨/水混合气体中的水蒸气分离。导致其应用受到局限。,第二节 吸收式制冷机工质性质,醇类溶液以甲醇、TFE和HFIP为制冷剂。甲醇与溴化锂配对后，可提高循环的性能(节能)；以TFE(三氟乙醇)和HFIP(六氟异丙醇)为制冷剂的溶液，可用于节能效果较好的制冷循环。但它们的粘度较大，易燃，对热不稳定。TFE的汽化潜热很小。通过加水以降低溶液的粘度，使用LiI(碘化锂)的方案都在开发中。 氟利昂类溶液以氟利昂为制冷剂。它通常与有机溶液配对，有较宽广的温度适应范围。

15、其中，R22因在汽化潜热、工作压力、热稳定性、化学稳定性等方面有好的性能而受到公认。此外，R123a也受到重视。R22和R123a的吸收剂为二甲醚四甘醇(DMETEG)。R22和R123a均含有氯原子，故从长期角度看，它们均为过渡性物质。,第二节 吸收式制冷机工质性质,主要的吸收式制冷剂/吸收剂,最常用的工质对,第二节 吸收式制冷机工质性质,一些制冷剂的主要物性参数,第二节 吸收式制冷机工质性质,经过多年的研究和实践，在现实工程中常采用的工质对有氨-水、溴化锂-水两种工质对。二、溴化锂水溶液的性质,为什么在溴化锂吸收式制冷机中，溴化锂溶液在发生器被加热的过程中产生的几乎是纯的水蒸气？,由于水（

16、？）与溴化锂（沸点 1265 ）在相同压力下沸点差极大(大气压力下，二者差1165)，所以发生器中产生的几乎是纯的水蒸气。,第二节 吸收式制冷机工质性质,二、溴化锂水溶液的性质1、溶解度和结晶问题0以上，溴化锂极易溶于水，0时饱和浓度为55。溴化锂在水中的溶解度随温度的降低而降低，溴化锂溶液浓度不宜超过66，。在运行中，当溶液温度降低时，将有溴化锂结晶析出的危险性，破坏循环的正常运行。 溴化锂的结晶线很陡峭，浓度即使略有变化，结晶温度相差很大 。,第二节 吸收式制冷机工质性质,溴化锂水溶液的溶解度 （结晶曲线）,结 晶 区,如何防止结晶问题？,第二节 吸收式制冷机工质性质,2、为什么可以吸收水

17、蒸气？ 溴化锂水溶液的水蒸气分压远远小于同温度下纯水的饱和蒸汽压； 在相同压力下，溴化锂水溶液具有吸收温度比它低得多的水蒸气的能力；而且 溴化锂水溶液浓度越高，它对水蒸气的吸收能力越强。 这一点正是溴化锂吸收式制冷机中吸收器工作的机理之一。,溴化锂溶液（无色）+铬酸锂（淡黄色）,纯水,饱和蒸汽压力,水蒸汽分压力,相同T,相同T,远远低于,第二节 吸收式制冷机工质性质,溴化锂水溶液的pt图,50%的溴化锂溶液25时饱和溶液的蒸汽压力为0.85kPa纯水的饱和蒸汽压力为3.167kPa对问题2的进一步图解！,3、溴化锂溶液的P-T图介绍,第二节 吸收式制冷机工质性质,溴化锂水溶液P-T图的用途（1

18、）可用来确定溶液的状态参数（2）可用来表示溴化锂水溶液热力状态的变化（3）溴化锂吸收式制冷的工作循环过程。,发生过程-发生器中,吸收过程-吸收器中,第二节 吸收式制冷机工质性质,发生过程B C:溶液在发生器中的等压加热浓缩过程吸收过程D A:溶液在吸收器中的等压冷却稀释过程，C D:浓溶液在热交换器中的冷却过程；A B:稀溶液在热交换器中的加热过程；,这两个过程发生在换热器中，仅为传热过程，没有发生传质现象，因此溶液的浓度不变。,P-T图由于没有反映比焓的变化，因此不能用P-T图进行吸收式制冷循环的热力计算。在进行热力计算，需要用比焓浓度图（h- ） 。,吸收器,蒸发器,稀溶液,溴化锂溶液,水

19、,水蒸气,单效溴化锂吸收式制冷过程简介,B,D,热交换器,A,C,(1)可以求溶液的状态参数(2)可以将溶液的热力过程清楚地表示出来，并进行有关热量的计算说明：进行吸收式制冷循环的理论分析，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-溶液对应的水蒸气的参数,液相区-查溶液参数,4、溴化锂溶液比焓-浓度(h-w)的使用,第二节 吸收式制冷机工质性质,比焓浓度图的用法：,(1)已知的LiBr溶液的两个独立参数确定其饱和溶液状态点： 如已知LiBr溶液的压力P和温度T，可在图上的等压线和等温线，找到其交点A的位置，随后，由相应的纵、横坐标，读出A点状态的焓和浓度值

20、。,第二节 吸收式制冷机工质性质,w,(2)计算等浓度加热时输入的热量假设溴化锂溶液由初态A开始经历等浓度加热至B。 在图上我们可从A点出发，沿等浓线向上查找与加热终态压力的等压线或等温线的交点B，并查取A、B二点相应的焓值。则可得到加热1kg溶液需要的热量q (kJ/kg) ，即等于溶液初、终态焓的增加，即有： q=hB - hA,(3)确定溶液在等压下加热的终态已知溶液的初态为B，要确定溶液等压加热到某一浓度wc时溶液终态C的位置，以及与终态相应的水蒸气状态C及其焓值。如何确定？C点的确定：(a)设B点为上述问题的已知初始点，在h-w图上沿着过B点的等压线，由终态浓度wc可以确定出等压线与

21、等浓线的交点C点，即为加热过程的终态点C点；(b）查得相应的hC、tc,、pc,第二节 吸收式制冷机工质性质,(c)与C点相对应的水蒸气C的确定？ 沿着经过C点的等浓度(wC)线，向上找到与pC压力相等的p1线(图中等于p1)。两线交点C就是所求过热蒸气状态点，它的焓值即为与wC所对应的过热水蒸气的焓值。 问题：C点在图上也对应一个浓度值wC对于水蒸气有何意义？答案：毫无意义，它只代表产生水蒸气时所对应的溴化锂溶液的浓度。,第二节 吸收式制冷机工质性质,第二节 吸收式制冷机工质性质,5、计算案例：例题：质量m2kg的溴化锂水溶液，溴化锂的质量分数wA0.56，温度tA39，压力pA26.7kP

22、a，等浓度加热成饱和液体，求加热量Qh。解：加热前溶液状态为点A，是过冷液体。加热后成饱和液体，因加热过程中未产生水蒸气，故加热后的状态点B与加热前的状态点A有相同的溴化锂质量分数，即wAwB。(1)查图表可得：加热前状态为点A的参数wA0.56，tA39，pA26.7kPa，hA272.8kJ/kg；加热后状态为点B的参数wB0.56，tB108，pB26.7kPa，hB414.5kJ/kg。(2)加热量：因等浓度加热，故加热量Qh等于点B与点A的比焓差乘以溶液的质量，即,第二节 吸收式制冷机工质性质,加热前、后溶液的状态点A和B,第二节 吸收式制冷机工质性质,6、溴化锂溶液的腐蚀性问题对一

23、般金属（炭钢、紫铜等）有强腐蚀性，有空气（氧气）存在时腐蚀性更为严重。 运行时控制腐蚀有什么办法？严格保持系统内的真空度（真空泵）；在溶液中加入缓蚀剂（铬酸锂等）减缓腐蚀。,第三节 溴化锂吸收式制冷机基础,内 容 提 要一、什么是溴化锂吸收式制冷机二、单效溴化锂吸收式制冷机的主要部件 及其作用三、吸收式制冷机的种类,第三节 溴化锂吸收式制冷机,一、什么是溴化锂吸收式制冷机,溴化锂吸收式制冷机是以水为制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂，以低品位蒸汽或热水、燃油、燃气为能源，在机组保持真空状态下，来制取4以上冷水的制冷设备。通过水的形态改变时的吸热和放热来实现制冷。广泛用于纺织、化工、冶金，礼堂、宾馆和医

24、院等场所。以制取冷水为目的。目前应用最广泛的。,热交换器,吸收器,蒸发器,稀溶液,溴化锂溶液,水,水蒸气,单效溴化锂吸收式制冷系统原理介绍 -动画演示,第三节 溴化锂吸收式制冷机,二、单效溴化锂吸收式制冷机主要部件及其作用,溴化锂吸收式制冷机需要由吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器四大主要部分组成的。蒸发器的作用：来自于冷凝器的冷凝水经节流阀或小孔节流或U形管节流，等焓降压，再送至蒸发器中蒸发，冷却管内的冷媒水。吸收器的作用：在蒸发器蒸发后的冷剂水蒸气送往吸收器，被溴化锂浓溶液所吸收，溶液变稀，送往发生器。这一吸收过程是一个放热过程，需要冷却。发生器的作用：在发生器中，以热能为动力，将来自于吸收器

25、的溴化锂稀溶液加热，水份分离出来，而溶液变浓。冷凝器的作用：在发生器中得到的高温蒸汽，送往冷凝器，被冷凝器管内的冷却水冷却后，凝结成水。如此往复完成整个循环。,第三节 溴化锂吸收式制冷机,思考：系统中为什么要另外设置溶液热交换器？经济性？节能？ 关注问题： 从发生器出来的浓溶液温度较高，而从吸收器中出来的稀溶液温度较低。解决办法：增设溶液热交换器后的两大作用：（1）稀溶液的温度提高，从而减少发生器热负荷及工作蒸汽的消耗量；（2）浓溶液的温度降低，大大减少了吸收器热负荷及冷却水循环量。（3）提高了机组能源利用率。？,低温的稀溶液,高温的浓溶液,三、吸收式制冷机的种类,第三节 溴化锂吸收式制冷机,

26、第三节 溴化锂吸收式制冷机,蒸汽型双效吸收式机组,第三节 溴化锂吸收式制冷机,直燃型双效吸收式机组,第三节 溴化锂吸收式制冷机,热水型吸收式机组,第三节 溴化锂吸收式制冷机,余热型吸收式机组,溴化锂吸收式制冷机的驱动能源 可以采用天然气、各种工业余热和废热、地热、太阳能等所提供的 高温烟气、低压水蒸汽或75以上的热水作为热源等， 在机组内部保持真空状态下，制取4 以上冷水。根据效率来分主要两种：溴化锂吸收制冷机主要单效型和双效型。根据制冷量大小：可分为单筒和双筒、三筒型三种型式。对废气、废热、太阳能和低温位热能的利用具有重要的作用。在热电冷三联产等的能源综合利用和梯级利用方面是重要核心设备。可

27、实现负荷及热源自动跟踪功能，确保机组处于最佳运行状态。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,一、单效溴化锂吸收式制冷机-最基本型式二、单效溴化锂吸收式制冷机的系统原理三、各个设备的热负荷计算及系统热平衡,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,一、单效溴化锂吸收式制冷机的基本型式,1、单筒单效型溴化锂吸收式制冷机,单筒单效溴化锂吸收式制冷机的系统1冷凝器；2发生器；3蒸发器；4吸收器；5热交换器；6、7、8泵；9U形管,发生器泵,吸收器泵,冷剂水泵,？ 冷却水泵,？ 冷媒水泵,冷凝器,蒸发器,发生器,吸收器,单筒单效溴化锂吸收式制冷机的特点？结构特点：将吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器这四大主要设备置于一个

28、壳体内，高压侧与低压侧之间用隔板隔开。优点：结构紧凑，适用于制冷量小的制冷机组。,高压区,低压区,？挡液板,2、双筒单效型溴化锂吸收式制冷机,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,双筒单效型与单筒单效型有何不同？结构特点：采用两个筒体，将高压区和低压区分开！ 将冷凝器和发生器放在一个容器内； 将蒸发器和吸收器放在另一个容器内。优点：（1）为了减少高压区和低压区的设备之间压差和温差产生的应力 （2）方便运输 （3）适用于制冷量大的机组。不足：但配管需现场对接，要在用户行现场气密性检验。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,3、单效溴化锂吸收式制冷机可以划分成两个区： (1)高压区 高压区内包含发生器、冷凝

29、器和溶液热交换器。发生器内产生的水蒸气在冷凝器内凝结成水，进入低压区。发生器产生的浓溶液与经泵增压的稀溶液在热交换器中进行热量交换，降温后的浓溶液进入吸收器，升温后的稀溶液进入发生器。 (2)低压区 低压区内包含吸收器和蒸发器。来自冷凝器的水节流后降温、降压，在蒸发器中蒸发，产生冷效应。蒸发后的水蒸气在吸收器中被来自热交换器的浓溶液吸收，成为稀溶液，再用泵提高其压力后送入热交换器中。,发生器Pg,热交换器,引射器,吸收器Pa,溴化锂溶液,水,冷凝器Pk,蒸发器P0,水 1,二、单效溴化锂吸收式制冷机的工作原理,1、单效溴化锂吸收式制冷机组成：四大部件： 发生器 冷凝器 吸收器 蒸发器 两大内部

30、循环系统：溶液循环系统+冷剂水循环系统三大外部循环系统：热源系统+冷媒水系统+冷却水系统机组真空维持系统：真空泵+自动抽气装置各有什么作用？,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,2制冷循环在hw图上的表示,溴化锂吸收式制冷机的理论循环可以用hw图表示，见右图。理论循环的三大假定：(1)指制冷剂在流动过程中没有阻力;(2)设备与周围空气不发生热量交换;(3)发生终了和吸收终了时溶液均达到相平衡状态。制冷循环的分析条件：图中pk（或pC）为冷凝压力，等于发生压力（pg） ；pa为吸收压力，等于蒸发压力(p0)。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,(1)稀溶液变浓溶液过程点2：吸收器出口饱和稀溶液状态 溴

31、化锂稀溶液浓度为wa，压力为Pa，温度为t2。过程2-7：溴化锂稀溶液在溶液热交热器升温过程 经溶液泵增压后压力达到Pk，送往溶液热交换器，在等压下温度由t2升至t7，溴化锂稀溶液浓度不变。7点为稀溶液出溶液交换器的状态点，其状态变为wa ,t7。过程7-5：发生器中开始沸腾稀溶液进入发生器，被发生器传热管内的工作蒸汽加热，温度由t7升高至压力Pk下的饱和温度t5。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,点5：为溴化锂稀溶液在发生器中开始沸腾饱和状态。溶液浓度为wa，压力为Pk，饱和温度为t5。过程5-4：溴化锂溶液在等压下被加热，持续沸腾。全过程，冷剂水蒸汽不断析出，溴化锂溶液的浓度逐渐增大，溶液

32、温度也逐渐升高。点4：为发生器中的发生终了的溴化锂浓溶液的饱和状态点。发生过程终了时，溴化锂浓溶液的浓度为wr，饱和温度为t4。,第四节 溴化锂吸收式制冷机,点3 ：发生器中所产生的过热水蒸气状态点。实际情况：从开始发生的水蒸汽的状态为点5 到发生终了的状态为点4 ，但全过程都在不断产生水蒸气。计算时怎么简化？答案：由4点和5点的平均温度来确定3点，及其对应的过热水蒸汽3来代替。）由于发生器中产生的是纯水蒸气，故状态点3、4、5均在w0的纵坐标线上。,（t4+t5）/2,第四节 溴化锂吸收式制冷机,(2)冷剂水蒸气在冷凝器中的冷却+冷凝过程 3-3-3：发生器中产生的过热水蒸气(点 3 )进入

33、冷凝器中：在冷凝压力为pk的情况下，被冷凝器管内流动的冷却水冷却，首先变为饱和蒸气（点 3 ） ，在继续被冷凝成饱和水（点3），积存在冷凝器下面的水盘中。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,(3)冷剂水在冷凝器和蒸发器之间发生的节流过程：从饱和水状态点3-节流后湿蒸气点3 来自于冷凝器的压力pk下的点3的饱和水，经节流元件节流(如U形管)，压力降低至pa后成为湿蒸汽点3，进入蒸发器，两者焓值相同。 由于压力的突然降低，部分冷剂水气化成点 1状态的冷剂蒸气，尚未气化的大部分冷剂水温度降低到与蒸发压力pa相对应的饱和温度t1(点1)，并积存在蒸发器水盘中。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,从饱和水状

34、态点3-节流后湿蒸气点3为什么两者焓值相同？节流前的点3表示冷凝压力pk下的饱和水状态；节流后的点3由压力为p0的饱和水蒸气(点1)和饱和水(点1)相混合的湿蒸气状态；因降压节流为等焓过程，因此二者的焓值相同。,第四节 溴化锂吸收式制冷机,(4)蒸发器中的蒸发过程1-1 积存在蒸发器水盘中的点1状态的饱和水，通过蒸发器冷剂水泵均匀喷淋在蒸发器管簇的外表面，吸收管内冷媒水的热量而蒸发，在等压、等温下由点1转变为点1 。 对外提供冷量： 冷媒水在蒸发器内得到了降温，降温后的冷媒水可以送到用户使用。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,(5)吸收过程浓溶液在溶液热交换器中的等浓度降温放热过程，4-8：

35、温度为t4、压力为pk、溴化锂溶液浓度为wr的4点状态的浓溶液，由发生器流至溶液热交换器，将部分热量传给送往发生器的稀溶液，温度降至t8。 特点：此过程中，4点和8点的溴化锂溶液的浓度不变，仅仅是温度降低。 作用：加热送往发生器的稀溶液，回收了热量，提高了机组效率。,第四节 溴化锂吸收式制冷机,(5)吸收过程混合过程8+2-9： 来自于发生器的状态点8的浓溶液与吸收器中的部分稀溶液(点2)混合，形成溴化锂溶液浓度为w0、温度为t9的中间溶液(点9)，然后被均匀地喷淋在吸收器管簇的外表面。过程9-9 ：9点的中间溶液进入吸收器后，因压力突然下降首先闪发出一部分水蒸气，溴化锂溶液的浓度增大，用点9

36、表示。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,过程9 2：表示吸收器中的吸收放热过程。 说明：9 的中间溶液吸收来自蒸发器的水蒸气1 ，放出热量，被吸收器内的冷却水降温。最后溴化锂溶液的浓度又降至wa，温度又恢复到为t2。 说明：如果浓溶液直接进入吸收器，则吸收过程为8-62。思考：吸生器如何连续完成吸收过程？ 吸收器中发生的吸收过程为一放热过程，因此必须在吸收器管簇内通入流动的冷却水，不断地带走吸收过程中放出的吸收热，以完成整个循环。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,关于实际过程的说明:上述分析过程是针对理想情况而言的。 实际上过程中 ：由于挡液板等产生的流动阻力， 发生器的压力 冷凝器的压力 ；

37、 吸收器 的压力蒸发器的压力 。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,问题1：实际发生器中存在着发生不足？发生不足的定义：发生终了的实际溴化锂浓溶液的浓度wr小于理想情况下的溴化锂溶液浓度wr，wrwr称为发生不足。原因？： 流动阻力：实际上，由于流动阻力的存在，水蒸气经过挡水板时压力会下降，因此发生器中发生压力大于冷凝器中的冷凝压力，在加热温度不变的情况下，将引起浓溶液的溴化锂浓度降低。 静液柱：由于发生器中的溴化锂溶液有一定的高度，产生静液柱的影响，位于底部的溶液在较高压力下发生； 传热影响：发生器内溶液与加热管表面的接触面积和接触时间有限；,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,问题2：实际吸收器

38、中存在着吸收不足？吸收不足的定义：吸收终了时稀溶液的溴化锂溶液浓度Wa高于理想情况下的Wa，wawa称为吸收不足。原因？ 流动阻力：在吸收器中，实际上吸收压力小于蒸发压力，在冷却水温度不变的情况下，会使溴化锂吸收终了的稀溶液浓度增大。传热传质限制：吸收器中是一个复杂的传热传质过程，吸收剂与被吸收的水蒸气之间的接触面积和接触时间有限，加上系统中不凝性气体的存在，均降低溶液的吸收效果。发生不足和吸收不足的不良影响：均会引起工作过程中参数的变化，减小放气范围，降低制冷机的性能。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,三、各个设备的热负荷 1、蒸发器制冷量Q0(kW或kJ/h或kcal/h) 2、冷凝器热负

39、荷Qc(kW或kJ/h或kcal/h) 3、吸收器热负荷Qa(kW或kJ/h或kcal/h) 4、发生器热负荷Qg(kW或kJ/h或kcal/h) 5、溶液热交换器热负荷Qt(kW或kJ/h或kcal/h) 6、制冷系统的热平衡,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,1、蒸发器制冷量Q0(kW或kJ/h或kcal/h)：设蒸发器中每小时产生的冷剂水蒸汽为D(kg/h)，则进入蒸发器的热量为Dh3+Q0，带出的热量为Dh1蒸发器的热平衡为：Q0+Dh3=Dh1即Q0=D(h1-h3)q0=h1-h3q0称为蒸发器的单位热负荷(kJ/kg或kcal/kg)，又称单位制冷量，它表示在蒸发器中蒸发1kg冷剂

40、水时所产生的制冷量。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,2、冷凝器热负荷Qc(kW或kJ/h或kcal/h)：冷剂水蒸汽带入冷凝器的热量为Dh3，带出冷凝器的热量为Qc+Dh3其热平衡式为：Qc+Dh3=Dh3于是Qc=D(h3 -h3)qc=h3 -h3qc称为冷凝器的单位热负荷(kJ/kg或kcal/kg)，它表示在冷凝器中冷却水凝结1kg蒸汽需要带走的热量。,第四节 单效 溴化锂吸收式制冷机,3、吸收器热负荷Qa(kW或kJ/h或kcal/h) ：来自发生器经溶液热交换器降温后的浓溶液带入热量为(Ga-D)h8，冷剂蒸汽带入热量为Dh1，吸收之后稀溶液带出热量为Gah2，冷却水带走热量为Q

41、a，故热平衡：Qa+Gah2=Dh1+(Ga-D)h8Qa=Dh1+(Ga-D)h8-Gah2=Dh1+(fD-D)h8-fDh2=Dh1+D(f-1)h8-fDh2qa=h1+(f-1)h8-fh2f=Ga/D-溶液循环倍率,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,几点说明：qa称为吸收器的单位热负荷，它表示吸收器中吸收1kg冷剂蒸汽，冷却水所带走的热量。什么是溶液循环倍率 f=Ga/D？如何确定？物理意义：代表在发生器中每小时产生1kg冷剂蒸汽时流经发生器的溴化锂稀溶液流量。根据进入和流出吸收器的溴化锂量不变，可写出质量平衡式：Gawa=(Ga-D)wr 即Dwr=Ga (wr-wa），同除D 所

42、以：f=wr/(wr-wa) 即一旦溴化锂稀溶液和浓溶液的浓度确定，循环倍率就可确定。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,4、发生器热负荷Qg(kW或kJ/h或kcal/h)：来自溶液热交换器的稀溶液带入热量为fDh7，热源供给的热量为Qg，其输入热量为Qg+fDh7，出发生器的介质有两部分，一是浓溶液，带出热量为(fD-D)h4，一是冷剂蒸汽，带出热量为Dh3，故热平衡方程式有:Qg+fDh7=(fD-D)h4+Dh3Qg=(fD-D)h4+Dh3-fDh7qg=(f-1)h4+h3-fh7qg称为发生器的单位热负荷，它表示在发生器中产生1kg的冷剂蒸汽所需要的加热量。,5、溶液热交换器热负荷

43、Qt(kW或kJ/h或kcal/h)： 在忽略其散热损失的条件下，浓溶液的放热量应等于稀溶液的吸热量。溶液热交换器的热负荷为：Qt=(fD-D)(h4-h8)=fD(h7-h2)qt=(f-1)(h4-h8)=f(h7-h2)qt称为溶液热交换器的单位热负荷，它表示相对于每产生1kg的冷剂水蒸汽，溶液热交换器所回收的热量。其大小如何取定？t8 要高于浓溶液wr对应的结晶温度！,Qc,Qa,Q0,Qg,6、制冷系统的热平衡,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,6、制冷系统的热平衡及性能系数COP忽略溶液泵等各种泵的耗功量，制冷机整体的热平衡Qg+Q0=Qa+Qc或qg+q0=qa+qc性能系数为：C

44、OP=Q0/Qg=q0/qg单效制冷机的性能系数大约在0.7左右。双效制冷机的性能系数大约在1.2左右。,冷凝器,发生器,蒸发器,吸收器,Qc,Qg,Q0,Qa,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,7.关于引射器利用引射器，将状态点8的浓溶液与状态点2的稀溶液混合成点9，冷剂水循环量D=900kg/h，溶液再循环倍率为fa=50, 2点： wa=0.58, t2=408点：t8=62，wr=0.62求f, h8, h2, w9, t9, h9fa称为吸收器稀溶液再循环倍率。它的意义是在吸收器中吸收1kg冷剂水蒸气需额外喷淋的溴化锂稀溶液的质量。,解答：根据所给条件查溴化锂比焓-浓度图wa=0.58

45、, t2=40 h2=67kcal/kgwr=0.62, t8=62 h8=76kcal/kg在(f-1)Dkg/h的浓溶液中再加入faDkg/h的稀溶液，形成状态为点9 的混合溶液（1）根据热平衡方程式：(f-1+fa)h9=(f-1)h8+fah2其中，f=wr/(wr-wa)=15.5可以求出h9。h9=69kcal/kg,（2）根据溶液的质量平衡求出混合溶液的浓度。即：w9=(f-1) w r+fa wa/(f-1+fa)可求解出:w9=0.59查表得：t9=44如此可以得到所有的参数。,第四节 单效溴化锂吸收式制冷机,单效吸收制冷制冷机运行启动过程动画演示,通过本次学习，您感兴趣的问题？,一、作业及思考题,了解吸收式制冷机在美国、日本和中国的发展状况熟悉国内主要的溴化锂吸收式制冷设备生产企业。简述吸收式制冷和蒸气压缩式制冷的异同点。简述溴化锂吸收式制冷机的定义、优点和缺点。在吸收式制冷中，对吸收剂和制冷剂有哪些重要要求？为什么在溴化锂吸收式制冷机中，溴化锂溶液在发生器产生的几乎是纯的水蒸气？掌握单效溴化锂吸收式制冷机的主要组成部件，各个部件的作用。了解吸收式制冷机的分类方式。什么是发生不足？什么是吸收不足？怎么产生的？,