制冷技术第21讲吸收式制冷设计
太阳能吸收式制冷的工作原理
太阳能吸收式制冷的工作原理太阳能吸收式制冷技术是一种利用太阳能光热转换为冷量的热力学过程，实现低温制冷的能源技术。
它是一种基于物质传递的过程，通过在吸热器表面使用太阳能，使液态生成气体，并从吸附器中输出热量，从而向外界提供低温的制冷。
太阳能吸收式制冷系统通常由吸热器、发生器、冷凝器和蒸发器等几个主要部分组成。
其中吸热器是负责接收太阳能的装置，发生器是产生制冷剂氨的装置，冷凝器和蒸发器则是实现制冷过程的关键装置。
机理上，从湿空气中吸取水分后，氨与水在发生器中混合反应，生成氨水混合物；然后将氨水混合物流入蒸发器膨胀，使其蒸发变相。
过程中液态氨沿着管子进入冷凝器，在与空气接触后迅速冷却，并排出高温的水蒸气。
最后经由吸热器，吸收新鲜空气中的热量，开始新一轮的制冷扫尾。
太阳能吸收式制冷的工作原理基于物质传递，是一种非机械的制冷方式。
相比于机械制冷技术，太阳能吸收式制冷技术无需电力，不会产生噪音和震动，环保无污染。
此外，太阳能吸收制冷技术并不利用化石燃料，它所依赖的太阳能也是一种无限的自然资源。
因此，太阳能吸收制冷技术越来越受到人们的青睐。
然而，太阳能吸收式制冷技术也存在着一些局限性。
其中之一就是制冷新鲜的氨混合溶液必须具有较高的精细度和纯度，这就需要进行较长时间的气液分离过程，加之氨水长期与空气相接触，容易出现分解。
此外，该技术的制冷效率受到气温、气湿度和太阳辐射等外界因素的影响，需要在设计时考虑合理的运作范围。
因此，在应用该技术时，需要对设备进行有效的维护和管理。
总体来说，太阳能吸收式制冷技术是一项可持续、无噪音、环保的制冷技术。
尽管存在着一些局限性，但是，随着技术的不断发展，太阳能吸收式制冷技术必将应用于更广泛的领域，为人类创造更加绿色的生活环境。
制冷技术培训吸收式制冷
另一种是溶液先进入低压发生器，后进入高压发生器，最后 流回吸收器。
2）并联流程，溶液分别同时进入高、低压发生器， 然后分别流回吸收器。
3）串并联流程，溶液分别同时进入高、低发生器， 高压发生器流出的溶液先进入低压发生器，然后和低 压发生器的溶液一起流回吸收器。
防止破坏
冷媒水 冷剂水
冻结
屏蔽泵 保护
防止溴化锂溶液结晶的措施
设置自动溶晶管; 在发生器出口浓溶液管道上设温度继电器; 在蒸发器中设置液位控制器,使冷剂水旁通
到吸收器中; 装设溶液泵和蒸发器泵延时继电器; 加设手动的冷剂水旁通管.
预防蒸发器中冷媒水或冷剂水冻结的措施
在外界负荷突然降低或冷媒水泵发生故障 的时候，会使蒸发器中冷剂水或冷媒水 温度下降，严重时会冻裂水管。
6 吸收式制冷
吸收式制冷工作原理
吸收式和蒸汽压缩式制冷机工作原理图 a）吸收式制冷机 b）蒸汽压缩式制冷机 E 一蒸发器 C 一冷凝器 EV 一膨胀阀 CO 一压缩机 G 一发生器 A 一吸收器 P 一溶液泵
6 吸收式制冷
1.吸收式制冷示意图之一
冷凝器
QH
冷却水 节流阀
低品
位蒸 汽TR QR
发 生 器
1)添加能量增强剂;(减小溴化锂溶液的表面张力;降 低溴化锂溶液的水蒸汽分压力,强化传质过程;在 铜管表面形成液膜,使凝结过程近似为珠状凝结.)
2)减小冷剂蒸汽的流动阻力; 3)提高换热器管内工作介质的流速;(冷却水和冷媒
水:1.5~3m/s;加热蒸汽:15~30m/s;溶液:>0.3m/s) 4)传热管表面进行脱脂和防腐处理; 5)改进喷嘴结构,改善喷淋液的雾化情况; 6)提高冷却水和冷媒水的水质,减少污垢热阻; 7)采用强化传热管; 8)合理的调节喷淋密度.
吸收式制冷.
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。
《吸收式制冷》PPT课件
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第一节 吸收式制冷的基本原理
常用的制冷剂－吸收剂工质对：
水－溴化锂
水－氯化锂
氨－水
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吸收式与压缩式的比较
比较项 目
压缩式
结 构 压缩机
吸收式 吸收器、液泵、发生器
耗能类 型
工况特 点
制冷工 质
机械能 冷凝压力高
热能（蒸汽、燃油、燃气 、废热、余热）
2、吸收式制冷机热力系数分析
(1)吸收式制冷系统与外界的能量交换
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第一节 吸收式制冷的基本原理
根据热力学第一定律：
g0Pake
假设：
➢该吸收式制冷循环是可逆的； ➢发生器热媒温度、蒸发温度、冷凝
温度、环境温度均为常量。 则：
吸收器 冷凝器
发生器热媒引起的熵增为：
S g
g Tg
吸收式制冷系统与外界的能量交换
蒸发器冷凝器一吸收式制冷的基本原理低压制冷剂气液共存利用热源使溶液中的制冷剂气化利用浓溶液吸收制冷剂蒸气冷凝器节流阀吸收器发生器蒸发器冷凝器发生器吸收器相当于一个压缩机制冷剂循环逆循环吸收剂循环正循环与蒸气压缩式制冷系统完全相同相当于热力压缩机吸收器相当于吸气侧发生器相当于压出侧是一个溶液循环组成设备
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第三节 单效溴化锂吸收式制冷机
(2) 溶液的循环倍率f
(3) 定义：系统中每产生1kg的制冷剂所需要的制冷剂－吸收剂的千克
数设。从吸收器进入发生器的稀溶液流量为F，发生器中产生的水
蒸汽的质量流量为D，则由发生器进入吸收器的浓溶液流量为F－
D，根据发生器内溴化锂的制冷平衡方程可导出：
吸收式制冷系统
吸收式制冷系统，制冷剂液态在蒸发器中吸热蒸发，所形成的蒸气被吸收剂所吸收，在此之后，吸收了制冷剂蒸气的吸收剂由溶液泵送至发生器，在发生器中被加热，而分离出制冷剂蒸气，该蒸气在冷凝器中被冷凝成液体，再经节流后进入蒸发器。
简单的说，制冷剂液态在蒸发器中吸热蒸发，所形成的蒸气被吸收剂所吸收，在此之后，吸收了制冷剂蒸气的吸收剂由溶液泵送至发生器，在发生器中被加热，而分离出制冷剂蒸气，该蒸气在冷凝器中被冷凝成液体，再经节流后进入蒸发器。
详细的说，吸收式制冷是以消耗热能，依靠液态制冷剂在蒸发器内汽化、吸热，迫使热量不断由低温传向高温的制冷技术。
是常用的制冷方法之一。
采用不同沸点且能相互溶解的两种物质所构成的二元溶液为工质(以高沸点者为吸收剂、低沸点者为制冷剂)，并利用该溶液的饱和浓度随温度与压力而变化的特点进行制冷循环。
整个制冷系统由吸收器、循环泵、发生器、冷凝器、节流阀和蒸发器等主要设备组成。
当二元溶液在发生器中受热时，其中制冷剂大量汽化成高压蒸汽与吸收剂分离。
此蒸汽进入冷凝器中被凝结为液态; 液态制冷剂经节流阀节流后进入蒸发器，在低压、低温条件下发生汽化吸取被冷却物体热量而制取低温; 形成的低压制冷剂蒸汽与来自发生器经过减压的液态吸收剂一起流入吸收器，在吸收器中被冷却，吸收剂即吸收制冷剂蒸汽重新形成二元溶液，再由循环泵送往发生器内加热，如此循环不已。
按工质不同，主要有氨-水吸收式制冷和水-溴化锂吸收式制冷两类。
吸收式制冷具有直接利用热能来制冷，耗电甚少，噪音低，安全性高，调节范围广和使用寿命长等一系列优点。
适用于有热源或有余热可供利用的某些场合。
吸收式制冷以自然存在的水或氨等为制冷剂，对环境和大气臭氧层无害；以热能为驱动能源，除了利用锅炉蒸气、燃料产生的热能外，还可以利用余热、废热、太阳能等低品位热能，在同一机组中还可以实现制冷和制热（采暖）的双重目的。
整套装置除了泵和阀件外，绝大部分是换热器，运转安静，振动小；同时，制冷机在真空状态下运行，结构简单，安全可靠，安装方便。
溴化锂吸收式制冷原理及设计介绍
吸收器内部装有溴化锂溶液，通过吸 收蒸发器产生的冷剂蒸汽，将其转回 为溴化锂溶液。
溶液泵和冷剂泵
作用
将溴化锂溶液和冷剂水分别循环输送至各个部件。
描述
溶液泵用于将溴化锂溶液从吸收器输送至发生器，而冷剂泵用于将冷剂水从蒸发器输送至吸收器。
03 溴化锂吸收式制冷系统设 计
系统设计流程
选择制冷剂和吸收剂
采用新型紧凑高效的换热器，减小换 热器体积和重量。
系统可靠性的增强措施
选用高质量的材料和元件
选用耐腐蚀、耐高温、高可靠性的材料和元件，提高系统可靠性。
加强系统维护保养
定期对系统进行维护保养，确保系统正常运行。
完善应急预案
制定完善的应急预案，及时处理系统故障，确保系统安全可靠运行。
05 溴化锂吸收式制冷系统的 应用与案例分析
根据系统性能和环保要求，选择 适合的溴化锂或其他吸收剂。
设计热力系统
根据制冷需求和吸收剂、制冷剂 的热力特性，设计合理的热力循 环系统。
结构设计
根据系统工艺和运行要求，设计 合理的结构布局，包括吸收器、 蒸发器、冷凝器、发生器等部件。
确定制冷需求
根据用户需求和系统规模，确定 制冷量、温度和湿度等参数。
应用案例一：大型商场的空调系统
01
在大型商场的空调系统中，溴化 锂吸收式制冷系统能够提供高效 、稳定的冷源，满足商场内大量 人流的舒适需求。
02
通过合理的系统设计和布局，能 够实现节能减排，降低运行成本 。
应用案例二：工业冷却系统
在工业冷却系统中，溴化锂吸收式制 冷技术能够为工艺流体提供稳定的冷 却效果，保证生产过程的顺利进行。
强化传热传质
采用新型高效传热传质元 件，改善吸收器和冷凝器 内的传热传质过程。
吸附式制冷的制冷原理
吸附式制冷的制冷原理吸附制冷系统是以热能为动力的能量转换系统。
其道理是：一定的固体吸附剂对某种制冷剂气体具有吸附作用。
吸附能力随吸附温度的不同而不同。
周期性地冷却和加热吸附剂，使之交替吸附和解析。
解析时，释放出制冷剂气体，并使之凝为液体；吸附时，制冷级液体蒸发，产生制冷作用。
所以，吸附制冷的工作介质是吸附剂-制冷剂工质对，工质对有多种，按吸附的机理说，有物理吸附与化学吸附之别。
以常见的沸石-水吸附对为例。
沸石是一种铝硅酸盐矿物，它能够吸附水蒸气，且吸附能力的变化对温度特别敏感。
因而它们是较理想的吸附制冷工质对之一。
图1示出一个利用太阳能驱动的沸石-水吸附制冷系统原理。
它包括吸附床、冷凝器和蒸发器，用管道连接成一个封闭的系统。
吸附床是充装了吸附剂（沸石）的金属盒；制冷剂液体（水）贮集在蒸发器中。
白天，吸附床受到日照加热，沸石温度升高，产生解吸作用。
从沸石中脱附出水蒸气，系统内的水蒸气压力上升，达到与环境温度对应的饱和压力时，水蒸气在冷凝器中凝结，同时放出潜热，凝水贮存在蒸发器中。
夜间，吸附床冷下来，沸石温度逐渐降低，它吸附水蒸气的能力逐步提高，造成系统内气体压力降低，同时，蒸发器中的水不断蒸发出来，用以补充沸石对水蒸气的吸附。
蒸发过程吸热，达到制冷的目的。
如果采用其它热源，只要保证能够交替地加热和冷却吸附床，使沸石周期性地解析和吸附，同样能达到制冷的目的。
由上可知，吸附制冷属于液体汽化制冷。
与蒸气压缩式制冷机相类比，吸附床起到压缩机的作用。
但上述吸附系统只能间歇制冷。
吸附器处于吸附过程中产生冷效应，吸附结束后必须有一个解析过程使吸附剂状态还原，这时将停止制冷。
为了连续制冷，可以采用两个吸附器。
美国学者乔纳斯（Jones）还提出用三个或四个吸附器进行系统循环，不仅实现连续制冷，还可以利用一个吸附床的排热去加热另一个吸附床，从而使热能充分利用。
现在对吸附制冷的研究正在不断深入和发展。
为了使吸附制冷成为一种使用话的制冷方式，人们在吸附工质对及其吸附机理、改善吸附床传热传质、以及吸附制冷的系统结构方面进行不懈的努力。
吸收式制冷和吸附式制冷
一、制冷技术1、吸收式制冷吸收式制冷是利用某些具有特殊性质的工质对，通过一种物质对另一种物质的吸收和释放，产生物质的状态变化，从而伴随吸热和放热过程。
吸收式制冷的原理：常用的工质对有氨水和水/溴化锂。
吸收制冷的基本原理一般分为以下五个步骤：（1）利用工作热源（如水蒸气、热水及燃气等）在发生器中加热由溶液泵从吸收器输送来的具有一定浓度的溶液，并使溶液中的大部分低沸点制冷剂蒸发出来。
（2）制冷剂蒸气进入冷凝器中，又被冷却介质冷凝成制冷剂液体，再经节流器降压到蒸发压力。
（3）制冷剂经节流进入蒸发器中，吸收被冷却系统中的热量而激化成蒸发压力下的制冷剂蒸气。
（4）在发生器A中经发生过程剩余的溶液（高沸点的吸收剂以及少量未蒸发的制冷剂）经吸收剂节流器降到蒸发压力进入吸收器中，与从蒸发器出来的低压制冷剂蒸气相混合，并吸收低压制冷剂蒸气并恢复到原来的浓度。
（5）吸收过程往往是一个放热过程，故需在吸收器中用冷却水来冷却混合溶液。
在吸收器中恢复了浓度的溶液又经溶液泵升压后送入发生器中继续循环。
吸收式制冷机利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸气，在另一条件下又能强烈地吸收低沸点组分蒸气这一特性完成制冷循环。
目前吸收式制冷机中多采用二元溶液作为工质，习惯上称低沸点组分为制冷剂，高沸点组分为吸收剂，二者组成工质对。
原理图：吸收式制冷的特点：吸收式制冷以自然存在的水或氨等为制冷剂，对环境和大气臭氧层无害；以热能为驱动能源，除了利用锅炉蒸气、燃料产生的热能外，还可以利用余热、废热、太阳能等低品位热能，在同一机组中还可以实现制冷和制热（采暖）的双重目的。
整套装置除了泵和阀件外，绝大部分是换热器，运转安静，振动小；同时，制冷机在真空状态下运行，结构简单，安全可靠，安装方便。
在当前能源紧缺，电力供应紧张，环境问题日益严峻的形势下，吸收式制冷技术以其特有的优势已经受到广泛的关注。
(1) 无原动力，直接使用热原理，因此机器坚固亦无震动，少噪音，能安装于任何地点，从地室一直到屋顶均可。