制冷与低温技术原理—第5章 吸收式制冷(氨水)

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1、制冷与低温技术原理第五章吸收式制冷第五章吸收式制冷主要内容：吸收式制冷原理；溴化锂吸收式制冷机；氨水吸收式制冷机。5.1.1吸收式制冷原理5.1吸收式制冷原理蒸发器冷凝器节流阀吸收器溶液热交换器溶液泵发生器QoQHQAQk蒸气吸收式制冷的基本系统以热能为动力的制冷机。两个回路制冷剂回路溶液回路5.1.1吸收式制冷原理说明1.吸收式制冷机利用的是低温热源。如：0.03-0.8MPa的低压蒸气，高于75℃的热水，燃气，废烟气，化学反应热，太阳能等。2.吸收式制冷机的制冷量可大可小。小到几十瓦的冰箱，大到百万瓦的制冷装置。吸收式制

2、冷机的工质为制冷剂-吸收剂工质对。其中低沸点的工质为制冷剂，高沸点的工质为吸收剂。5.1.1吸收式制冷原理4.吸收式制冷机工质对的特征：两个组分的沸点相差要大，当溶液沸腾时，被蒸发出来的只能是制冷剂。吸收剂必须具备强的吸收能力，即在相同压力下能强烈吸收温度比它低的制冷剂。制冷剂的蒸发潜热要大，而吸收剂的比热容要小。成本低，容易得到，对金属腐蚀小。5.1.1吸收式制冷原理氨水吸收式制冷机（氨-水）可制取0℃以下的冷量，用于低温制冷装置。溴化锂吸收式制冷机（水-溴化锂）制取0℃以上的冷量，用于空调。6.吸收式制冷机的经济性吸收式

3、制冷机的热力系数：式中：Q0--蒸发器中的制冷量；Qh--发生器的耗热量。举例目前吸收式制冷机主要应用的工质对：5.2氨水吸收式制冷机氨-水溶液的性质氨具有极大的溶水性，常温下，一个体积的水，甚至可以溶解700倍于自身体积的氨；氨水溶液呈弱碱性；氨水溶液在低温下容易析出晶体，如根据浓度的不同，在-79℃时会析出NH3.H2O，或2NH3.H2O等纯水冰，纯氨冰或氨的水合物。因此在吸收式制冷机中所能达到的最低温度将受限制；氨水溶液中氨和水的沸点相差不大，氨水在发生器被加热时，有部分水会随氨一起蒸发出来，因此必须采用精馏装置，获

4、得较纯的氨蒸气。对有色金属有腐蚀作用氨水溶液无色，有刺激性气味，对有色金属材料（除磷青铜）有腐蚀作用，因而在氨吸收式制冷系统中不采用铜及铜合金材料。5.2氨水吸收式制冷机5.2氨水吸收式制冷机5.2.1氨水吸收式制冷的工作流程A精馏塔B冷凝器C过冷器D蒸发器E吸收器F溶液热交换器G.I节流阀H溶液泵ABCDEFGHI1afkg5’’1kg66a788a1kg44a2(f-1)kg2a35.2.1氨水吸收式制冷的工作流程1afkgwr’5’’1kgwr’’2(f-1)kgwa’发生器提馏段精馏段回流冷凝器qhqR精馏塔内的精馏

5、过程：5.2.2氨水吸收式制冷循环的h-w图氨水吸收式制冷机工作循环的热力过程：1a-1进入精馏塔的浓溶液被加热的过程；1-2浓溶液在发生段的加热汽化过程；3’’-1’’提馏段的热交换过程；1’’-5’’精馏段热质交换过程，含水氨蒸气浓度进一步提高；5’’-6冷剂氨蒸气在冷凝器中的冷凝过程；6-6a冷剂氨蒸气在过冷器中的过冷过程；6a-76点状态的过冷液体经节流阀节流到p0压力，其湿蒸气达到点7状态的节流过程；7-8蒸发器中的蒸发过程；点2状态的饱和稀溶液，由发生器引出后经历热力过程；2-2a发生段底部引出液在溶液热交换器中

6、的降温过程；2a-3降温后的引出液的节流过程（2a和3点重合）；3-8a’稀溶液进入吸收器后的吸收过程；点4状态的浓溶液经溶液泵提升到pk压力，达到点4a状态,升压过程其浓度和焓值均不变（点4a和4重合）。5.2.2氨水吸收式制冷循环的h-w图氨水吸收式制冷机工作循环的热力过程：5.2.2氨水吸收式制冷循环的h-w图（含过冷器）pkpkp0p011a1’’2’’3’’5’’66a-787’’8’’8’7’22a-34a48aw‘aw‘rw‘’rwh8’a5.2.2氨水吸收式制冷循环的h-w图（不含过冷器）pkpkp0p011

7、a1’’2’’3’’5’’6787’’8’’8’7’22a-34a4w‘aw‘rw‘’rwh5.2.3氨水吸收式制冷循环的热力计算在已知制冷量，冷凝温度和蒸发温度的情况下，可以根据h-w图进行热力计算。蒸发器单位制冷量：冷凝器单位热负荷：发生器单位热负荷：1afkgwr’5’’1kgwr’’2(f-1)kgwa’发生器提馏段精馏段回流冷凝器qhqR由精馏塔的热平衡关系：吸收器单位热负荷：5.2.3氨水吸收式制冷循环的热力计算溶液的循环倍率：为产生1kg氨蒸气所需的浓溶液量。根据精馏塔的质量平衡计算：EG4fkg8a1kg3(

8、f-1)kg2aqa根据吸收器的热平衡关系：5.2.3氨水吸收式制冷循环的热力计算溶液热交换器热负荷：AEFGH1afkg5’’1kg8a1kg44a2(f-1)kg2a浓溶液侧：稀溶液侧：热交换器出口溶液h1a值：0.95为溶液热交换器热损失系数5.2.3氨水吸收式制冷循环的热力计算过冷