第七章 吸收式制冷吸收式制冷是液体气化制冷的另一种形式，它和蒸气压缩式制冷一样，是利用液态制冷剂在低温低压下气化以达到制冷目的的。

所不同的是：蒸气压缩式制冷是靠消耗机械功（或电能）使热量从低温物体向高温物体转移，而吸收式制冷则依靠消耗热能来完成这种非自发过程。

第一节 吸收式制冷的基本原理一、基本原理对于吸收剂循环而言，可以将吸收器、发生器和溶液泵看作是一个“热力压缩机”，吸收器相当于压缩机的吸入侧，发生器相当于压缩机的压出侧。

吸收剂可视为将已产生制冷效应的制冷剂蒸气从循环的低压侧输送到高压侧的运载液体。

二、吸收式制冷机的热力系数蒸气压缩式制冷机用制冷系数ε评价其经济性，由于吸收式制冷机所消耗的能量主要是热能，故常以“热力系数”作为其经济性评价指标。

热力系数ζ是吸收式制冷机所获得的制冷量0φ与消耗的热量g φ之比。

gφζφ=(7-1)图7-1 吸收式与蒸气压缩式制冷循环的比较 （a ）蒸气压缩式制冷循环 （b ）吸收式制冷循环 (b )(a )0g a k e P φφφφφ++=+=(7-2) 00g e S S S S ∆=∆+∆+∆≥(7-3)0gegeS T T T φφφ∆=--+≥(7-4)g e e ggT T T T P T T φφ--≥- (7-5))()(000T T T T T T e g e g g --≤=φφζ (7-6)最大热力系数ζmax 为c c 0max εηζ=--=T T T T T T e ge g(7-6a)热力系数ζ与最大热力系数ζmax 之比称为热力完善度ηa ，即maxa ζηζ=(7-7)第二节 二元溶液的特性一、二元溶液的基本特性B A v v V )1(1ξξ-+=(7-8)两种液体混合前的比焓k蒸发器冷媒环境发生器热媒图7-2 吸收式制冷系统与外界的能量交换图7-3 可逆吸收式制冷循环B A h h h )1(1ξξ-+=(7-9)混合后的比焓ξξξξq h h q h h B A ∆+-+=∆+=)1(12(7-10)溴化锂与水混合，以及水与氨混合时都会放热，即混合热为负值。

1δφ+=(7-11) 1333ξξδξφξ'''==+(7-12)3333ξξδξξ'-='''- 3333ξξφξξ''-='''- (7-13)3333ξξδφξξ'-=''- (7-14)(a ) (b ) 图7-4 两种液体混合容积和温度的变化 图7-5 封闭容器内二元溶液的定压气化(a ) (c ) t (℃)10 ξ ① ②t I (b ) t II图7-8 氨－水溶液的h －ξ图图7-6 二元溶液在不同压力下的 温度－浓度关系 t (℃)0 ξt (℃)10 ξ①②t I 1图7-7 封闭容器内二元气态溶液的定压冷凝t IIξl ( kg/kg) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 T (℃)-500 50 100 150 200二、溴化锂水溶液的特性t At B '=+(7-15)图7-9 溴化锂水溶液的p -t 图溶液温度t (℃)饱和压力p (k P a )图7-10 溴化锂－水溶液的比焓－浓度图h ( k c a l /k g )ξ (kg/kg)167209 251 293 335 377 419 461 502 544 586 628670 712 2931 2973 3014 30563098 3140 3182 3224 3266 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.60.7 405060 7080 90 100 110 120 130 140 150160 170700710 720730 740 750760 770 780 h (k J /k g )第三节 单效溴化锂吸收式制冷机一、单效溴化锂吸收式制冷理论循环sF f D ξξ==∆ (7-16)s w ξξξ∆=-(7-17)Δξ——称为“放气范围”，表示浓溶液与稀溶液的浓度差。

)()(47349101h h h h f h h R -+--=ζ(7-18)二、热力计算图7-11 单效溴化锂吸收式制冷机流程溶液热交换器图7-12 吸收式制冷循环h －ξ图h (k J /k g )ξ (%)ξw ξs发生器 冷凝器三、实际循环四、单效溴化锂吸收式制冷机的典型结构与流程s 图7-13 h －ξ图上的溴化锂吸收式制冷实际循环s w w 图7-14 双筒型单效溴化锂吸收式制冷机结构简图 1-吸收器；2-稀溶液囊；3-发生器泵；4-溶液热交换器；5-发生器；6-浓溶液囊；7-挡液板；8-冷凝器；9-冷凝器水盘；10-U 型管；11-蒸发器；12-蒸发器水盘；13-蒸发器水囊；14-蒸发器泵；15-冷剂水喷淋系统；16-挡水板；17-吸收器泵；18-溶液喷淋系统；19-发生器浓溶液囊；20-电磁三通阀；21-浓溶液溢液管；22-抽气装置2图7-15抽气装置1-真空泵；2-阻油器；3-辅助吸收器；4-吸收器泵；5-调节阀1-溶液泵；2-引射器；3-抽气管；4-气液分离室；5-储气室；6-排气阀；7-排气瓶；8-回流阀；9-压力传感器第四节 双效溴化锂吸收式制冷机一、蒸汽双效型溴化锂吸收式制冷机的流程图7-18 并联流程溴化锂吸收式制冷原理图1-高压发生器；2-低压发生器；3-冷凝器；4-蒸发器；5-吸收器；6-高温热交换器；7-凝水回热器；8-低温热交换器；9-吸收器泵；10-发生器泵；11-蒸发器泵图7-17 串联流程溴化锂吸收式制冷原理图1-高压发生器；2-低压发生器；3-冷凝器；4-蒸发器；5-吸收器；6-高温热交换器；7-低温热交换器；8-吸收器泵；9-发生器泵；10-蒸发器泵；11-抽气装置；12-防晶管h 3c3a1a 3b 3 1w s s (b)(a)(b)h 3c 3a 1a 3b 3 1w rL rH (a)二、直燃双效型溴化锂吸收式制冷机的流程（一）将冷却水回路切换成热水回路的机型（二）设置与高压发生器相连的热水器的机型图7-19 直燃机1制热循环工作原理图1-高压发生器；2-低压发生器；3-冷凝器；4-蒸发器；5-吸收器；6-高温热交换器；7-低温热交换器；8-蒸发器泵；9-吸收器泵；10-发生器泵；11-防晶管67图7-20 直燃机2制热循环工作原理图1-高压发生器；2-低压发生器；3-冷凝器；4-蒸发器；5-吸收器；6-高温热交换器；7-低温热交换器；8-蒸发器泵；9-吸收器泵；10-发生器泵；11-防晶管；12-热水器67B（三）将蒸发器切换成冷凝器的机型三、双级溴化锂吸收式制冷机图7-21 直燃机3制热循环工作原理图 1-高压发生器；2-低压发生器；3-冷凝器；4-蒸发器；5-吸收器；6-高温热交换器；7-低温热交换器；8-蒸发器泵；9-吸收器泵；10-发生器泵；11-防晶管67（a ）（b ）图7-22 双级溴化锂吸收式制冷原理图 （a ）流程简图；（b ）p -t 图上的循环G 1－高压发生器；A 1－高压吸收器；T 1－高压热交换器；C －冷凝器；G 2－低压发生器；A 2－低压吸收器；T 2－低压热交换器；E －蒸发器高压冷剂蒸气p kp p k p m p 04324第五节 吸收式热泵一、吸收式热泵的类型图7-23 吸收式热泵的能量、温度转换关系图7-24 第一类吸收式热泵的工作原理 A -吸收器；C -冷凝器；E -蒸发器；G -发生器；P -溶液泵；T -热交换器图7-25 大温升吸收式热泵机组原理图图7-26 第二类吸收式热泵的工作原理A-吸收器；C-冷凝器；E-蒸发器；G-发生器；P-溶液泵；P΄-冷剂水泵；T-热交换器二、吸收式热泵在热电联产集中供热中的应用图7-27 吸收式换热机组图7-28 基于吸收式换热技术的城市集中供热系统示意图思考题1. 吸收式制冷机是如何完成制冷循环的？在溴化锂吸收式制冷循环中，制冷剂和吸收剂分别起哪些作用？从制冷剂、驱动能源、制冷方式、散热方式等各方面比较吸收式制冷~70℃~50℃~70℃~50℃与蒸气压缩式制冷的异同点。

2. 试分析在吸收式制冷系统中为何双效系统比单效系统的热力系数高？3. 简述蒸汽型单效吸收式冷水机组有哪些主要换热部件？说明各个部件的作用与工作原理。

为什么说溶液热交换器是一个节能部件？4. 为什么在溴化锂吸收式制冷机中，蒸发器不采用蒸气压缩式制冷系统中的满液式蒸发器结构？5. 试分析吸收式冷水机组与蒸气压缩式制冷机组的冷却水温度是否越低越好？6. 吸收式制冷机中LiBr溶液的吸收、发生过程与溴化锂溶液除湿机组中的除湿、再生过程有何区别和联系。

7. 结合目前所学的知识，分析吸收式冷水机组和吸收式热泵的最佳应用场合。

练习题1. 利用溴化锂溶液的p－t图，说明A（温度t=90℃，压力p=8 kPa）状态的溶液等压加热到温度为95℃时溶液的变化过程，并求终了状态B溶液的质量浓度。

2. 利用溴化锂溶液的h－ξ图，计算溶液从状态a（ξa＝62%，t a＝50℃）变化到状态b （ξa＝58%，t a＝40℃）时所放出的热量。

3. 已知直燃型溴化锂吸收式冷水机组的COP c=1.4，离心式冷水机组的COP c=6.0，当制冷量和冷却水温差均相同时，请问哪种冷水机组的冷却水量更大？一次能源利用效率更高？4. 现有一栋无空调内区建筑，其夏季总冷负荷为 1.93×105 kWh，冬季总热负荷为7.76×105 kWh，拟采用地下水源热泵系统作为全年空调系统的冷热源。

已知：电驱动水源热泵在制冷、制热季节的平均能效比分别为COP c=5.0、COP h=3.5，吸收式水源热泵的平均能效比分别为COP c=1.1、COP h=1.8；设两种热泵系统从地下取水的运行方案均采用定温差变水量方式，且取水温差t =5℃。

求：（1）两种热泵系统导致地下水的冷热不平衡率；（2）两种热泵系统所需的地下水使用量；（3）根据上述计算结果分析采用哪种热泵系统更为合理。

【注：冷热不平衡率=（夏季向地下水投放的热量－冬季从地下水吸取的热量）/冬季从地下水吸取的热量】5. 将蒸气压缩式热泵与吸收式热泵有机结合的压缩－吸收式热泵系统可获得较大的热水温升，以三氟乙醇（TFE，C2H2F3OH）和四甘醇二甲醚（TEGDME，CH3(C2H4O)4CH3，又称E181）为工质对的压缩－吸收式热泵系统的工作原理如图7-29所示，试分析其工作原理，并比较它与第二类吸收式热泵的区别与联系。