機械與動力工程學院吸收式制冷與熱泵2023年2月4日主要內容：1、溴化鋰吸收式制冷與熱泵2、溴化鋰吸收式制冷機的熱力計算，以輔導為主；3、氨水吸收式制冷機與吸收式冰箱；*2weisean吸收式制冷目前在日本、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開采，吸收式制冷正在制冷空調中發揮重要作用。充分利用余熱的冷熱電聯產系統將使得吸收式制冷必不可少；廣泛的燃氣供應，以及夏季燃氣低谷和用電高峰，可以使得燃氣直燃式吸收式空調得到更廣泛的應用。我國在吸收制冷設計和制造方面處于國際先進水平，出現了江蘇雙良，長沙遠大，大連三洋等一系列著名品牌。前言*3weisean

吸收式制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制冷循環。目前吸收式制冷機多用二元溶液，習慣上稱低沸點組分為制冷劑，高沸點組分為吸收劑。基本原理*4weisean整個系統包括兩個回路：

制冷劑回路溶液回路基本原理*5weisean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。在溴化鋰吸收式制冷機中，這一壓差相當小，一般只有6.5～8kPa，因而采用U型管、節流短管或節流小孔即可。基本原理*6weisean發生器generator

吸收式制冷機中，通過加熱析出制冷劑的設備。

吸收器absorber

吸收式制冷機中，通過濃溶液吸收劑在其中噴霧以吸收來自蒸發器的制冷劑蒸氣的設備。基本原理*7weisean

綜上所述，溴化鋰吸收式制冷機的工作過程可分為兩個部分：

(1)制冷劑循環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，產生制冷效應。這些過程與蒸氣壓縮式制冷循環在冷凝器、節流閥和蒸發器中所產生的過程完全相同；

(2)溶液循環發生器中流出的濃溶液降壓后進入吸收器，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，形成濃溶液。這些過程的作用相當于蒸氣壓縮式制冷循環中壓縮機所起的作用。基本原理*8weisean

高壓制冷劑蒸氣在冷凝器中冷凝后，經節流元件節流，溫度和壓力降低，低溫、低壓液體在蒸發器內汽化，實現制冷。共同點壓縮式與吸收式制冷的異同*9weisean消耗的能量不同蒸發壓縮式制冷機消耗機械功，吸收式制冷機消耗的是熱能。吸收制冷劑蒸氣的方式不同利用液體蒸發連續不斷地制冷時，需不斷地在蒸發器內產生蒸氣。蒸氣壓縮式用壓縮機吸收此蒸氣，吸收式制冷機用吸收劑在吸收器內吸取制冷劑蒸氣。將低壓制冷劑蒸氣變為高壓制冷劑蒸氣時采取的方式不同蒸氣壓縮式制冷機通過原動機驅動壓縮機完成，吸收式制冷機則是通過吸收器、溶液泵、發生器和節流閥完成。提供的冷源溫度不同蒸氣壓縮式制冷可以提供0℃以下的低溫冷源，應用范圍廣泛；而吸收式制冷一般只能制取0℃以上的冷水，多用于空調系統。不同點壓縮式與吸收式制冷的異同*10weisean工質不同壓縮式制冷吸收式制冷單組分或多組分工質雙組分工質對溴化鋰－水氨－水吸收劑制冷劑高沸點組分低沸點組分不同點壓縮式與吸收式制冷的異同*11weisean分類吸收式制冷機或熱泵可以按照以下方式進行分類：（1）按工質分：溴化鋰-水；氨-水；等（2）驅動熱源分：蒸氣型；熱水型；直燃型；余熱型；復合熱源型；等（3）驅動熱源的利用方式分：單效；雙效；多效；多級；等（4）熱泵制熱目的：第一類；第二類；*12weisean分類吸收式式制冷機或熱泵可以按照以下方式進行分類：（5）溶液循環流程分：串聯；并聯；串并聯；等（6）按機組結構分：單筒；雙筒；三筒；多筒；等以上分類中，第（4）個分類方法，是吸收式熱泵的常見分類*13weisean第一類熱泵：又稱“增熱型熱泵”，利用少量的高溫熱源熱能，產生大量的中溫有用熱能。第二類熱泵：又稱“升溫型熱泵”，利用大量的中溫熱源熱能，產生少量的高溫有用熱能。*14weisean第一類吸收式熱泵*15weisean第二類吸收式熱泵*16weisean熱力系數第二類熱泵：第一類熱泵：制冷熱力系數：吸收式制冷與熱泵系統與外界的能量交換*17weisean溴化鋰吸收式制冷的有關熱力計算*18weisean溫度越低，溴化鋰水溶液的飽和濃度也越低。因此，溴化鋰水溶液的濃度過高或溫度過低時均易于形成結晶，這是溴化鋰吸收式制冷機設計和運行中必須注意的問題。在一定溫度下，溶液面上水蒸氣飽和分壓力低于純水的飽和分壓力，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。相同壓力時，隨著濃度的升高，對應的溶液飽和溫度上升溴化鋰水溶液的壓力-飽和溫度圖（P-T）圖*19weiseanP-t圖*20P-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制冷的工作循環過程。ABCD溴化鋰水溶液的壓力-飽和溫度圖（P-T）圖AB:溶液在發生器中的等壓加熱濃縮過程，稱為發生過程CD:溶液在吸收器中的等壓冷卻稀釋過程，稱為吸收過程BC:濃溶液在熱交換器中的冷卻過程；DA:稀溶液在熱交換器中的加熱過程；這兩個過程因為沒有發生傳質現象，因此溶液的濃度不變。P-T圖由于沒有反映比焓的變化，因此不能用P-T圖進行吸收式制冷循環的熱力計算。為了進行熱力計算，常用比焓－濃度圖（h-）。溴化鋰水溶液的壓力-飽和溫度圖（P-T）圖*22weisean分類*溴

化

鋰

水

溶

液

的

比

焓

濃

度

圖ABC四個參數：溫度濃度水蒸氣壓比焓只要知道任意2個，就可以查出另外2個注意：等壓線反映的是溶液所具有的水蒸氣壓，而不是溶液的壓力。只有處于相平衡時，溶液的壓力才等于其水蒸氣壓。溴

化

鋰

水

溶

液

的

比

焓

濃

度

圖比焓-濃度圖不但可以求得溶液的狀態參數，還可以將溶液的熱力過程清楚地表示出來，是進行吸收式制冷循環的理論分析，熱力計算和運行特性分析的主要圖表。其用途相當于蒸氣壓縮制冷中的壓－焓圖。氣相區液相區*27weisean

系統中每產生1kg制冷劑所需要的制冷劑-吸收劑溶液的質量，稱為溶液的循環倍率，用a表示。對發生器進行溶質守恒計算：放氣范圍，表示濃溶液與稀溶液的濃度差

wa.qmf=(qmf-qmd)wr+0.qmd

令a=qmf/qmd解出a=wr/wr-wa循環倍率和放氣范圍*28weisean計算例題已知單效溴化鋰吸收式熱泵吸收器中的壓力為2.07KPa，溶液泵進口溫度為54.8℃；發生器的壓力為57.81KPa，發生器出口濃溶液溫度為143.6℃；濃溶液在溶液換熱器的出口溫度為79.3℃；制冷劑的流量為1kg/s。對該熱力系統進行熱力計算。*29weisean查圖結果*30weisean單效制冷機使用能源廣泛，可以采用各種工業余熱，廢熱，也可以采用地熱、太陽能等作為驅動熱源，在能源的綜合利用和梯級利用方面有著顯著的優勢。而且具有負荷及熱源自動跟蹤功能，確保機組處于最佳運行狀態。單效制冷機的驅動熱源為低品位熱源，其COP在0.5-0.7，如果業主具備高品位的熱源，應選擇直燃機或蒸汽雙效制冷機，其COP在1.31以上。單效溴化鋰吸收式機組的特征*31weisean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。由于直燃機不以電為能源（只需極少的電作循環輔助動力），并具有制冷、采暖、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、填補夏季燃氣低谷的綜合經濟效益，對于電力行業及燃燒行業健康發展都具有舉足輕重的影響。世界首臺直燃機1968年在日本誕生，從1980年起成為日本、韓國等國的主要空調設備，占有該國中央空調市場80%以上的份額。遠大1992年開發成功中國首臺直燃機，1996年成為全球直燃機產銷量最大的企業，至2002年已出口20余個國家，在中、美等國市場占有率為同行之首。*33weisean單效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組循環流程的溶液回路包括下列過程：（1）稀溶液經溶液熱交換器的加 熱升溫過程（2）稀溶液在發生器中的發生過 程（3）濃溶液經溶液熱交換器的冷 卻降溫過程（4）濃溶液和稀溶液在進入吸收 器之前的混合過程（5）混合溶液在吸收器中的吸收 過程*34weisean單效蒸汽型溴化鋰吸收式冷水機組循環流程的制冷劑回路包括下列過程：（1）冷劑蒸汽在冷凝器中的冷凝過程（2）冷劑水在蒸發器中的蒸發過程*35weisean吸收式機組的應用系統驅動熱源回路制冷劑回路溶液回路冷卻水回路冷水回路抽氣裝置自動控制裝置安全保護裝置蒸汽型直燃型熱水型余熱型吸收式制冷的系統構成*36weisean雙效溴化鋰吸收式制冷與熱泵*37weisean雙效溴化鋰吸收式制冷與熱泵雙效溴化鋰吸收式制冷與熱泵的工作原理*雙效溴化鋰吸收式制冷與熱泵工作原理雙效溴化鋰吸收式制冷與熱泵工作*39weisean溴化鋰吸收式制冷與熱泵機組*40weisean*41雙效溴化鋰吸收式熱泵*42雙效溴化鋰吸收式熱泵串聯雙效機組雙效溴化鋰吸收式熱泵

遠大戶式BCT

45

我校中央空調房溴化鋰吸收式制冷機組示意圖冷熱電聯產（BCHP）系統

渦輪發電機已被廣泛使用，以安靜、長壽著稱，不足之處是排氣熱損失較大，不同的機型尾氣溫度在250～550℃之間，氧含量為14％～18％，這是一筆大