吸收式制冷及设备.ppt

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1、第八章吸收式制冷及设备冷热源工程8.1吸收式制冷的工作原理8.1.1概述1、吸收式制冷与蒸气压缩式制冷比较吸收式制冷是蒸气制冷的一种，和蒸气压缩式制冷相比存在两个非常不同之处：动力压缩式：机械能、电能吸收式：热能（蒸汽、高温水、烟气、直燃）工质压缩式：一般为纯物质和多种沸点相近物质构成的混合工质吸收式：两种沸点相差较大的物质构成的二元溶液压缩机压缩式：蒸气压缩机吸收式：热力压缩机（吸收器、溶液泵、发生器）吸收式制冷的工质由低沸点的物质叫制冷剂和高沸点的物质叫吸收剂组成的二元混合物，通常称为制冷剂-吸收剂工质对。氨-水工

2、质对：适用于低温如化工企业的生产工艺制冷中。溴化锂-水工质对：主要用于空调制冷中。吸收式制冷循环节流装置“热力压缩机”2、吸收式制冷工质对的特性（1）两组分的沸点不同（2）吸收剂对制冷剂要有强烈的吸收性能（3）吸收式制冷工质对二元溶液的质量分数对二元溶液来说，除了需知道压力和温度外，还需知道其组成溶液的成分，而溶液的组分常用质量分数ξ来表示。如果已知吸收式制冷工质对的二元溶液中，制冷剂的质量为M1kg/h，吸收剂的质量为M2kg/h，则：制冷剂质量分数吸收剂质量分数kg/kgkg/kg3、简单吸收式制冷系统图8.1简单

3、吸收式制冷系统8.1.2吸收式制冷机热力系数与热力完善度吸收式制冷机的经济性常以热力系数作为评价指标。热力系数是吸收式制冷机中获得的制冷量φ0与消耗的热量φg之比。热力系数图8.2吸收式制冷系统与外界的能量交换图8.2中发生器中热媒对溶液系统的加热量为φg，蒸发器中被冷却物质对系统的加热量（即制冷量）为φ0，泵的功率为PkW，系统对周围环境的放热量为φe（等于在吸收器中放热量φa与在冷凝器中放热量φk之和）。由热力学第一定律得：φg+φ0+860P=φa+φk=φe（8-7）设该吸收式制冷循环是可逆的，发生器中热媒温度

4、等于Tg，蒸发器中被冷却物温度等于To，和环境温度等于Te，并都是常量。则吸收式制冷系统单位时间内引起外界熵的变化为：对于发生器的热媒：对于蒸发器中被冷却物质：对周围环境：由热力学第二定律可知，系统引起外界总熵的变化应大于或等于零，即ΔS=ΔSg+ΔS0+ΔSe≥0（8-8）或（8-9）由式（10-7）和（10-9）可得≥（8-10）若泵的功率忽略不计，则吸收式制冷机的热力系数：≤（8-11）最大热力系数为：（8-12）热力系数与最大热力系数之比称为热力完善度，即上式表明，吸收式制冷机的最大热力系数等于工作在温度T0和

5、Te之间的逆卡诺循环的制冷系数,与工作在Tg和Te之间的正卡诺循环的热效率ηc的乘积。压缩式制冷机的制冷系数应乘以驱动压缩机的动力装置的热效率之后，才能与吸收式制冷机的热力系数进行比较。在吸收式制冷机中，氨吸收式制冷机的热力系数很低，约为0.15左右。就是采用了提高措施，也只能达到0.5。溴化锂吸收式制冷机的热力系数较高，单效溴化锂吸收式制冷机的热力系数可达0.7以上。8.1.3溴化锂吸收式制冷1945年美国CARLIN公司制成第一台制冷量为每小时45万千卡(523.3kW)的溴化锂吸收式制冷机。由于它具有不少优点，如

6、噪音小，无振动，无磨擦等，因而得到了迅速的发展，特别是在空调制冷方面占有显著地位。1、溴化锂水溶液的特性溴化锂是无色粒状结晶物，性质和食盐相似，化学稳定性好，在大气中不会变质、分解或挥发，此外，溴化锂无毒（有镇静作用），对皮肤无剌激。无水溴化锂的主要物性：通常固体溴化锂中会含有一个或两个结晶水，则分子式应为LiBr·H2O或LiBr·2H2O。溴化锂具有极强的吸水性，当温度20℃时，溴化锂在水中的溶解度为111.2克/100克水。溴化锂水溶液对一般金属有腐蚀性。溴化锂的沸点（1265℃）比水高得多，其水溶液在发生器中沸

7、腾时只有水汽化出来，生成纯冷剂水，故不需要蒸汽精馏设备。其主要弱点是由于以水为制冷剂，蒸发温度不能太低。2、溴化锂水溶液的压力-饱和温度图溴化锂水溶液沸腾时的蒸汽压就是水蒸汽分压力，是温度的单值函数，因此，溶液的蒸汽压可以由该压力下水的饱和温度来代表。经验的杜林（Duhring）法则指出：水溶液的沸点t与同压力下水的沸点t’成正比，即t=At’+B式中系数A，B为浓度的函数。图8.3溴化锂水溶液的蒸汽压线图以溶液的温度t为横坐标，同压力p下水的沸点t’（或logp）为纵坐标。图中左侧第一根斜线是纯水的压力与饱和温度的关

8、系；最右侧的折线为结晶线，它表明在不同温度下溶液的饱和浓度。温度越低，饱和溶液也越低。因此，设计和运行中必须注意：溴化锂水溶液的浓度过高或温度过低时均易于形成结晶，这点是的问题。从图中可见，在一定温度下溶液面上水蒸汽饱和分压力低于纯水的饱和分压力，而且溶液的浓度越高，液面上水蒸汽饱和分压力越低。3、溴化锂水溶液的比焓-浓度图溴化锂