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文档之家› 第五章 吸收式制冷循环及其它制冷循环
第五章 吸收式制冷循环及其它制冷循环
制冷剂回路:
在发生器中,因稀溶液被加 热而蒸发出来的冷剂水蒸气,向上 (1)冷剂蒸汽在冷凝器中的 通过挡水板分离液滴后进入冷凝器 冷凝过程 A,向冷却水放热并凝结成冷剂水, 聚集在下部的水盘内。在压差和重 (2)冷剂水在蒸发器中的蒸 力作用下沿 发过程 U形管进入蒸发器C, 一部分水被蒸发,另一部分水流人 蒸发器下部的水盘。再由冷剂泵提 高到上部的喷淋管,使之降温获得制冷 效果。蒸发器C中产生的水蒸气进 入吸收器F进行循环。
主要区别:
由低压冷剂蒸汽如何变成高压蒸汽所采用的方 法不同
压缩式制冷机是通过原动机驱动压缩机来实现的, 溴化锂吸收式制冷机除了上述冷剂水和溴化锂溶 吸收式制冷机是通过吸收器,溶液泵和发 液两个内部循环外,还有三个系统与外部相联,这 生器等设备来实现的。 就是:①热源系统;②冷却水系统;③冷媒水系统。
(3)、以醇为制冷剂的工质对。 甲醇类工质对具有化学性质稳定,热物性好,对金属无 腐蚀等优点。但是其溶液密度小,蒸气压力高,在气 相中混有吸收剂,可燃,粘度大,工作范围窄。 乙醇类工质对性能较甲醇差.但发生温度低,适用于太 阳能吸收式制冷机。醇类工质具有0℃以下的蒸发温 度,吸收能力强,不需要精馏,但工作中易发生结晶 现象。 (4)、以氟利昂为制冷剂的工质对。适用于工作温度 在0℃以下的太阳能吸收式制冷机。在高发生温度、 低冷凝温度下采用R22—DMF(三甲替甲酰胺)有利。 相反的条件下采用R22-DEGDME(四甘醇二甲醚) 为好。它们无毒、无腐蚀,化学性质稳定。
吸收式制冷机工作原理
发生器
冷凝器
用冷需求 燃料
热交换器
冷却水
冷水出水
冷水回水
吸收器 蒸发器
1.结构上分类
结构型式
单 筒 类 型
双 筒 类 型
三 筒 类 型
溴化锂吸收式装置是在真空条件下工作的,如何 使设备结构紧凑、减少管路,以提高设备的气密性能 极其重要。 单筒型 将发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器放置在一个 筒体内 双筒型 分别将发生器和冷凝器、蒸发器和吸收器放在两个 筒体内 三筒型 将发生器和冷凝器分别放置在两只筒体内,蒸发 器与吸收器则放置于同一筒体中
吸收式制冷机是一种以热能为主要动力的制冷机 。 蒸汽压缩制冷循环:压缩机(消耗机械功) 吸收式制冷循环:吸收塔,解吸器,换热器,泵 (消耗低品位热量)
制冷剂蒸发
吸收热量制冷
气体制冷剂回复液体状态 利用吸收或吸附方式
在 压缩式 制冷循环中
利用 压缩机 压缩制冷剂蒸气
在 吸收和吸附式 制冷循环中
2、常用的吸收式制冷机工质对
(1)、溴化锂水溶液 溴化锂:LiBr 熔点: 549℃ 沸点: 1265℃ 水: H2O 冰点: 0℃ 沸点: 100℃
溴化锂作为吸收剂,水作为制冷剂。 吸收剂的比热越小越好。这可以减少发 生器中加热溶液所需的热量,提高制冷机的 热效率,而吸收器内从溶液中所必须带走的 热量也小。在制冷机实际使用的浓度范围内 溴化锂溶液的比热是相当小的,仅 0.4~0.6kJ/(kg•℃)。它与蒸发潜热较大的水 组成工质对可使制冷循环获得较高的热力系 数。
(1)、以水作为制冷剂的工质对。 (2)、以氨作为制冷剂的工质对。 (3)、以醇为制冷剂的工质对。 (4)、以氟利昂为制冷剂的工质对。
到目前为止,实际上使用的还只限于氨-水溶液与溴化锂-水溶液两种
(1)、以水作为制冷剂的工质对。只能适用于工作温 度在0℃以上的吸收式制冷机。 其中以水—溴化锂(H2O-LiBr)的应用最为广泛。 水一氯化锂(H2O-LiCl)、水一碘化锂(H2O-LiI), 对设备的腐蚀性较小。H2O-LiI适合于低品位热源。 不足之处是它们的溶解度小,使制冷机的工作范围 偏小。 因此又提出了三元工质系,如H2O-LiCl-LiBr,既具有 H2O-LiCl等的优越性能,又因加入了LiBr而改善了 工作范围过窄的缺点。而H2O-LiBr-LiSCN对太阳能 吸收式制冷机比较适合
③冷媒水系统
来自用户的冷媒水通入蒸发器的管簇内,由于管外冷剂水 的蒸发吸热,使冷媒水降温。制冷机的工作目的是获得低温 (如7℃)的冷媒水,冷媒水就是冷量的“媒体”。
③冷媒 水系统
②冷却 水系统
①热源系统
二、吸收式制冷机的工质
1、工质对的分类
吸收式制冷机的工质,通常是采用两种不同沸点的 物质组成的二元溶液,以低沸点(或易挥发)组份 为制冷剂,高沸点组份为吸收剂,两组份统称“工 质对”。 制冷剂的性质和要求与压缩蒸气制冷循环相同, 而吸收剂则必须具有强烈吸收制冷剂的能力。此能 力越强系统中所需要的吸收剂循环量就越少,可以 节省发生器加热量,同时减少吸收器冷却负荷和溶 液泵功率等。
上节课内容(9)
第三章 单级压缩蒸汽制冷循环
第二节 单级压缩蒸气制冷实际循环
第四章 两级压缩和复叠制冷循环
本节课内容(10)
第五章 吸收式制冷循环及其它制冷循环
第一节 吸收式制冷机的基本原理与工质 第二节 吸收式制冷机溶液循环的热力特性
第五章 吸收式制冷循环及 其它制冷循环
第一节 吸收式制冷机的基本原理与工质
(1).单筒型
单筒单效蒸汽型溴化锂冷水机组 1-冷凝器 2-发生器 3-蒸发器 4-吸收器 5-溶液热交换器 6-溶液泵I 7-冷剂泵 8-溶液泵II
(1).单筒型
考虑到发生器和冷凝器部分的工作压力高于蒸发 器和吸收器部分的工作压力,以及发生器部分的温度 也较蒸发器高,故采用高温隔层将筒体分为高、低压 两舱。 上部为发生器、冷凝器,下部为蒸发器、吸收器。
利用 液体吸收剂或固体吸附剂 液化制冷剂蒸气
吸收式制冷机或热泵有两个循环: 二是溶液回路:即发生器的贫液(制冷剂含量低的溶液), 一是制冷剂回路:即由发生器中产生的制冷剂蒸气在 经节流阀进入吸收器中,在低压情况下,吸收蒸发器来的低压 冷凝器中冷凝,而后经节流阀节流,在蒸发器中蒸发 蒸气并向外界放出吸收热,所形成的富液(制冷剂含量高的溶 成蒸气,蒸气进入吸收器被吸收; 液),再由溶液泵提高压力送至发生器,在发生器中外界供给
(2)、氨—水溶液
(2)、氨水溶液 氨-水是吸收式制冷机最早使用的一种传统工质 对,工业用大型低温吸收式制冷机,充有氢气 的小型扩散-吸收式冰箱目前都还采用这种工 质对。 氨:NH3 熔点:-77.7℃ 沸点: -33.5℃ 水:H2O 冰点:0℃ 沸点:100℃ 在常温下,氨是一种无色而具有强烈刺激性臭味 的气体,且极易溶于水组成氨水溶液,在常温 下,一分体积的水可溶解700倍体积的氨,因 而,氨水溶液也是一种很理想的吸收剂。
①热源系统: 热源蒸汽(或热水)通入发生器,在管内流过,加 热管外溶液使其沸腾并蒸发出冷剂蒸汽,而热源蒸汽 放出汽化潜热后凝结成水排出。 一般应将该凝结水回收并送回锅炉加以利用。
②冷却水系统
在吸收器中溶液吸收来自蒸发器的低压冷剂蒸汽,是个 放热过程。为使吸收过程连续进行下去,需不断加以冷却。 在冷凝器中也需冷却水,以便将来自发生器的高压冷剂蒸汽 变成冷剂水。冷却水先流经吸收器后,再流过冷凝器,出冷 凝器的冷却水温度较高,一般是通入冷却水塔,降温后再打 入吸收器循环使用。
一、吸收式制冷机工作原理 与蒸气压缩式制冷循环一样,吸收式制冷循 环也是利用相变过程伴随的吸、放热特性来 获取低温的。 然而,不同的是它有不同的补偿过程。前者 以消耗机械功为代价、后者则以热能为动力。
吸收式制冷机由发生器、吸收器、冷凝器、 蒸发器、节流阀和溶液泵等设备组成。
(一) 吸收式制冷的特点
第二节 吸收式制冷机溶液循环的热力特性
第三节、溴化锂吸收式制冷机的工作循环与热工 计算
第四节、氨水吸收式制冷机 第五节 压缩式气体制冷循环 第六节 气体涡流制冷 第七节 热电制冷 第八节 固体吸附制冷
我国在吸收制冷设计和制造方面处于国际先进水平, 出现了江苏双良,长沙远大,大连三洋等一系列著名品 牌.
(2)、以氨作为制冷剂的工质对。该溶液以水为吸 收剂,具有很强的吸收氨的性质,适用于工作温度 在0℃以下的吸收式制冷机。 氨与水沸点相差不大,在发生器中发生出的氨蒸气中 含有一定数量的水蒸气,需要采取精馏措施,提高 氨蒸气纯度。因而机组变得复杂且昂贵。 为了解决这一缺陷,可采用NH3-NaSCN(氨—硫氰酸 钠),它具有比热容和粘度小,热导率和气化潜热 较高等特点。尤其NaSCN挥发性差,作吸收剂可不 需要精馏设备。而且用于太阳能吸收式制冷机时性 能较好,造价也不高。另外, C2H5NH2-H2O和CH3NH2-H2O中乙胺和甲胺能减轻 氨固有的毒性和爆炸性。乙胺因其气压较低,利于 在吸收式热泵机组中使用。
缺点: 1)吸收剂与制冷剂的沸点过于接近,须精馏。 2)发生温度高。
第三节、溴化锂吸收式制冷机的工作循环与热工计算
一、单效溴化锂吸收式制冷机的工作循环 单效溴化锂吸收式制冷机是吸收式制冷机的 基本型式。通常以0.03~0.15MPa(表压)的 饱和蒸气(或85~150℃热水)为热源。 热力系数约为0.65~0.7。
蒸发器的冷剂水盘亦采用上述同样的绝热方法, 以防止吸收器的热量传给蒸发器的冷剂水。
高温隔层采用真空绝热或隔层中填充绝热材料的 方法,以防止发生器、冷凝器的热量传给蒸发器、 吸收器。 单筒型具有结构紧凑、体积小、重量轻和密封性好 发生器与冷凝器之间,蒸发器与吸收器之间,均 以及施工运输都比较方便的优点。中国目前在机器的容 分别设有挡液板,用来防止发生器中的溴化锂液滴随 量居中或偏小(制冷量1454kw以下)的情况下采用这种型 气流进人冷凝器中,引起冷剂水的污染;同时防止冷 式。 剂液滴从蒸发器随气流进入吸收器,影响设备性能。
利用热源上分类
单效型
多效循环 所谓单效指的是驱动热源热能只利用了一次。
单效型吸收式制冷系统示意图
多效循环则是对于高温热源的热量予以多次利用, 使得系统COP有明显的提高。
1、单效溴化锂吸收式制冷机工作流程