吸收式热泵工作原理与维护
吸收式热泵的工作原理
1
主要内容
▪ 2.1 吸收式热泵概述 ▪ 2.2 吸收式热泵的热力学分析 ▪ 2.3 吸收式热泵的工质对 ▪ 2.4 吸收式热泵机组的换热过程和结构 ▪ 2.5 吸收式热泵的安装调试与维护
2
2.1 吸收式热泵概述
2.1.1吸收式热泵的概念及结构简图
吸收式热泵是一种以热能为动力，利用溶液的吸收特 性来实现将热量从低温热源向高温热源的泵送的大型 水/水热泵机组
8
第二类吸收式热泵（Type Ⅱ Absorption Heat Pump）或称为热变换器(升温型热泵)（Heat Transformer）则靠输入大量中温热能（通常是废热） 驱动系统运行，将其中一部分热能的温位提高，即吸 收过程放出的热量，产生少量的高温有用热能。 特点：提高能源品位。
废热
9
2. 按热泵所用工质对来分： 水-溴化锂热泵 氨-水热泵
（a）
组分 LiBr 的质量平衡
（b）
水的质量平衡可以由式（b）减去式（a）得到，即
（c）
25
另一个与质量有关的参数，并且是一个经常用到 的参数是溶液循环倍率，用 f 来表示。
上式表明，通过泵的流体质量流量是 离开再生器的蒸汽质量流量的 10.84 倍 。
能量平衡 蒸发器
冷凝器 再生器
吸收器
泵
26
由于泵消耗的功率与其他单元的热传递速率相比很小， 所以，在进行过程热力学分析时，可以将其忽略。
吸收热泵的性能系数 远低于压缩式热泵
（7~9）
如果将这套装置用于制冷，则性能系数为
大约
Coefficient Of Performance
根据热力学第一定律：
Qg Q0 Qa Qc
吸收式热泵的工作原理
吸收式热泵的工作原理吸收式热泵是一种利用热能来提供制冷和供暖的设备。
它通过吸收剂和工质之间的化学反应来实现热能的转换。
下面我们将详细介绍吸收式热泵的工作原理。
1. 吸收剂和工质吸收式热泵中的两个关键组成部份是吸收剂和工质。
吸收剂通常是一种液体，它具有吸收工质的能力。
而工质是一种易于蒸发和凝结的物质，它在蒸发时吸收热能，而在凝结时释放热能。
2. 主要循环过程吸收式热泵的主要循环过程包括蒸发、吸收、冷凝和解吸四个阶段。
- 蒸发：在蒸发器中，工质从液态转变为气态，吸收剂吸收工质的热能，使工质蒸发并吸收环境中的热量。
- 吸收：蒸发后的工质气体进入吸收器，与吸收剂发生化学反应，形成一个稳定的复合物。
这个反应释放出一定的热量。
- 冷凝：复合物进入冷凝器，通过冷却和压缩，使复合物转变为液体，并释放出热量。
- 解吸：液态复合物进入解吸器，在低压下，吸收剂从复合物中分离出来，回到吸收器中，准备重新吸收工质。
3. 热能转换过程吸收式热泵利用吸收剂和工质之间的化学反应来实现热能的转换。
在蒸发器中，工质吸收环境中的热量，从而实现制冷效果。
而在冷凝器中，工质释放热量，从而实现供暖效果。
4. 能量消耗和效率吸收式热泵需要一定的能量来驱动化学反应和循环过程。
通常情况下，吸收式热泵需要外部的热源来提供能量。
这个热源可以是太阳能、天然气、燃油等。
吸收式热泵的效率可以通过制冷系数（COP）来衡量，COP越高，表示单位能量输入所产生的制冷效果越好。
5. 应用领域吸收式热泵在工业和民用领域都有广泛的应用。
在工业领域，吸收式热泵可以用于制冷、供暖和热水供应。
在民用领域，吸收式热泵可以用于家庭供暖、中央空调和热水供应等。
总结：吸收式热泵通过吸收剂和工质之间的化学反应来实现热能的转换，从而提供制冷和供暖服务。
它的工作原理包括蒸发、吸收、冷凝和解吸等过程。
吸收式热泵的效率可以通过制冷系数（COP）来衡量，它在工业和民用领域都有广泛的应用。
吸收式热泵的工作原理
吸收式热泵的工作原理吸收式热泵是一种能够利用低温热源产生高温热能的热能转换装置。
它通过吸收剂和工质之间的吸收和脱吸收过程，将低温热源中的热能转移到高温热源中。
下面将详细介绍吸收式热泵的工作原理。
1. 吸收剂和工质的选择吸收式热泵的核心是吸收剂和工质。
吸收剂通常选择具有较高吸收能力的溶液，常见的吸收剂包括溴化锂、氨水等。
工质则是低温热源和高温热源之间传递热能的介质，常见的工质包括水、蒸汽等。
2. 吸收过程吸收式热泵的工作过程可以分为吸收过程和脱吸收过程。
在吸收过程中，低温热源中的工质蒸汽与吸收剂发生反应，形成吸收剂的溶液。
这个过程释放出热量，使得低温热源的温度进一步降低。
3. 脱吸收过程在脱吸收过程中，吸收剂的溶液通过加热，使其蒸发，生成吸收剂的气体。
这个过程吸收了外界的热量，使得高温热源的温度升高。
4. 工质循环在吸收过程和脱吸收过程之间，工质起到了传递热能的作用。
工质在低温热源中蒸发，吸收了吸收剂的溶液，形成蒸汽。
然后，蒸汽被压缩，使其温度升高，进而释放热量到高温热源中。
之后，工质被冷凝成液体，重新进入吸收过程。
5. 辅助设备吸收式热泵还需要一些辅助设备来完成工作。
常见的辅助设备包括蒸发器、冷凝器、压缩机和节流阀等。
蒸发器用于将工质从液体转化为蒸汽，吸收剂的溶液在蒸发器中与工质发生吸收反应。
冷凝器用于将工质从蒸汽转化为液体，释放热量到高温热源中。
压缩机用于提高工质的温度和压力，以便在高温热源中释放更多热量。
节流阀用于控制工质的流量，保持系统的稳定运行。
吸收式热泵的工作原理可以简单总结为：通过吸收剂和工质之间的吸收和脱吸收过程，将低温热源中的热能转移到高温热源中。
这种热泵可以利用低温热源，如废热、太阳能等，产生高温热能，具有很高的能量利用率和环保性能。
在工业和民用领域中，吸收式热泵被广泛应用于供暖、制冷和热水等领域，为人们提供了舒适的生活环境和高效的能源利用方式。
第二章__吸收式热泵的工作原理
T Ta
Tg T0
Tc S
COP Tg Tc Ta Tg Ta Tc
第二类吸收式热泵的热力学计算
质量衡算： 再生器： m1 m6 m7
m1x1 m6 x6
吸收剂 的浓度
f m1 x6 m7 x6 x1
吸收器：m1 m3
m4 m6 m10 m7
吸收器：m2 m3 m6 m4
m10 m7
x2 x3
x6 x4
第一类吸收式热泵的热力学计算
能量衡算： 再生器 吸收器 冷凝器
泵
蒸发器
Qg Qe Wp Qa Qc
单效溴化锂第一类吸收式热泵循环在h-ξ图上的表示
7
/ kJ/kg)
10， 比 9“ 焓 （
8，9
（a）
组分 LiBr 的质量平衡 （b）
水的质量平衡可以由式（b）减去式（a）得到，即
（c）
另一个与质量有关的参数，并且是一个经常用到 的参数是溶液循环倍率，用 f 来表示。
上式表明，通过泵的流体质量流量是 离开再生器的蒸汽质量流量的 10.84 倍 。
能量平衡 蒸发器 冷凝器 再生器
吸收器 泵
由于泵消耗的功率与其他单元的热传递速率相比很小， 所以，在进行过程热力学分析时，可以将其忽略。
假设：
1. 整个吸收式热泵循环过程 是可逆的；
2. 发生器热媒的温度为Tg； 3. 蒸发器中低温热源的温度 为T0； 4. 吸收器的吸收温度Ta等于 冷凝器中温度Tc； 5. 忽略泵的功耗Wp；
根据热力学第二定律：
S Sg S0 Sa Sc 0
根据热力学第一定律：
Qg Q0 Qa Qc
吸收式热泵的工作原理
吸收式热泵的工作原理吸收式热泵是一种利用吸收剂对低温热源进行吸收和释放热量的装置。
它可以将低温热源的热量转移到高温热源，实现热能的转换和利用。
下面将详细介绍吸收式热泵的工作原理。
1. 吸收剂的选择和循环吸收式热泵中的关键组成部分是吸收剂，它通常由两种物质组成：吸收剂和工质。
常用的吸收剂有水和溴化锂，而工质则是蒸发和冷凝的介质。
吸收剂的选择要考虑其吸收和释放热量的能力，以及其在不同温度下的性质变化。
2. 蒸发器和冷凝器吸收式热泵中的蒸发器和冷凝器是实现热能转换的关键部分。
蒸发器中的低温热源通过与工质接触，使工质蒸发并吸收热量。
蒸发后的工质蒸汽进入冷凝器，在与高温热源接触的过程中，释放出吸收的热量，从而使工质冷凝成液体。
这样，热量就从低温热源转移到高温热源。
3. 吸收和解吸过程吸收式热泵中的吸收和解吸过程是实现热能转换的关键步骤。
在吸收过程中，工质蒸汽进入吸收器与吸收剂发生反应，形成吸收剂溶液。
这个过程中释放出的热量被吸收剂吸收。
在解吸过程中，加热吸收剂溶液，使其释放出工质蒸汽，并与工质蒸汽一起进入冷凝器。
4. 泵和换热器吸收式热泵中还包括泵和换热器。
泵用于循环吸收剂溶液，使其在吸收器和解吸器之间流动。
换热器用于实现吸收剂和工质之间的热量交换。
通过泵和换热器的作用，吸收剂和工质之间的热量传递得以实现，从而完成热能的转换。
5. 控制系统吸收式热泵中的控制系统用于控制各个组件的工作状态，以实现热能的高效转换。
控制系统可以根据不同的工况和需求，自动调节各个组件的工作参数，以提高热泵的效率和性能。
总结：吸收式热泵通过吸收剂对低温热源进行吸收和释放热量，实现热能的转换和利用。
其工作原理主要包括吸收剂的选择和循环、蒸发器和冷凝器的热能转换、吸收和解吸过程、泵和换热器的作用，以及控制系统的调节。
通过这些组成部分的协同工作，吸收式热泵可以高效地将低温热源的热量转移到高温热源，实现能源的有效利用。
吸收式热泵的工作原理
吸收式热泵的工作原理首先，吸收剂循环流动。
吸收剂在低温区（蒸发器）中吸收低温热源（例如太阳能、废热等）中的热量，成为饱和气体。
然后，饱和气体进入吸收器，与浓度较高的溶液发生吸收反应，生成稀碱溶液，并释放出热量。
吸收剂再次变为液体。
其次，吸收剂被泵送至高温区（发生器）。
在高温区，稀碱溶液通过加热，使其失去释放的热量，气化成饱和气体状态，并与剩余浓度较高的溶液分离。
随后，热气体进入浓溶液生成器，由于温度较高，水会蒸发，使浓溶液再次浓缩，形成高浓度溶液。
剩余的蒸汽进入吸收器，与低浓度溶液反应生成稀碱溶液。
然后，饱和气体通过吸收器中的冷却器，在冷却器内部饱和蒸汽的过程中，释放出吸收热（也称为冷却剂热），再次变为液体状态，形成液体吸收剂，并被泵送回蒸发器。
最后，吸收周期完成，液体吸收剂通过循环泵再次返回蒸发器，开始新一轮的热量吸收和释放过程。
整个循环过程中，不增加或减少其他能量形式的热能输入，只进行热能加热或吸收。
1.适用范围广。
吸收式热泵适用于低温热源和高温热源之间的能量转换，可以利用太阳能、废热等低温热源，将其转化为高温热能。
2.能耗低。
吸收式热泵在系统的运行过程中，通过吸收剂循环作用，能够有效地实现能量转换和传递，能耗较低，节能效果显著。
3.对环境友好。
吸收式热泵的运行过程中，不产生废气和废水，无污染物排放，对环境友好。
但是，吸收式热泵也存在一些问题和挑战：1.设备成本较高。
吸收式热泵系统的建设和维护成本较高，设备价格相较于传统的机械压缩式热泵较高。
2.占地面积较大。
吸收式热泵系统的单位功率需要较大的装置容积，占地面积较大。
3.运行稳定性较差。
吸收剂的稳定性较低，对热源温度和浓度要求较高，运行稳定性较差。
总之，吸收式热泵通过吸收剂对低温热源进行吸收和释放，实现能量的转换和传递。
它适用于低温热源和高温热源之间的能量转换，具有节能、对环境友好等优点，但也存在成本较高、占地面积大和运行稳定性差等问题。
吸收式热泵的工作原理
吸收式热泵的工作原理吸收式热泵是一种能够利用低温热能将室外低温环境的热能转移到室内的能源转换设备。
它通过吸收剂溶液的物理过程，将低温热能转化为高温热能，提供供暖、供热水或制冷等多种用途。
吸收式热泵的工作原理基于物质溶解和析出的过程。
它由吸收器、发生器、冷凝器和蒸发器等几个主要组成部分组成。
其中，吸收器和发生器为主要反应装置，负责吸收剂的吸收和析出反应。
在吸收器中，吸收剂溶解在溶剂中，形成稳定的溶液。
当低温热源流经吸收器时，吸收剂吸收热源散发的热量，使吸收剂发生化学反应，发生剂从溶液中析出，形成浓溶液。
浓溶液接着经由管道流向发生器。
在发生器中，浓溶液被加热，使发生剂从溶液中析出。
发生剂析出后，形成稀溶液，释放出吸收剂所吸收的热量。
同时，稀溶液中的吸收剂流回吸收器，为下一循环做好准备。
接下来，稀溶液经过冷凝器，通过换热器将其冷却至较低的温度，处于饱和汽液态。
在这个过程中，不同于压缩式热泵中的冷凝过程，吸收式热泵不需要高温高压去达到液相，因为吸收式热泵过程是通过化学反应完成的。
最后，饱和汽液态的稀溶液经过节流阀进入蒸发器，通过蒸发的过程完成对冷源的吸收。
在蒸发器内部，稀溶液与环境中低温的空气或水接触，吸收环境的热量并转化为蒸发剂。
蒸发剂在此过程中从液相转变为气相，并被吸收剂重新吸收回吸收器。
通过反复循环，吸收式热泵能够从环境中吸收低温热能，并将其转化为高温热能供应室内使用。
对于制冷系统来说，工作原理类似，只是供热和制冷的过程相反。
吸收式热泵相比传统的压缩式热泵具有一些优势。
首先，吸收式热泵不需要机械压缩过程，因此能够在较低温度下工作，对低温热源的利用更加高效。
其次，由于吸收式热泵使用化学反应而非机械压缩，因此噪音较低，运行更加安静。
此外，吸收式热泵的使用寿命较长，维护和保养成本相对较低。
总之，吸收式热泵以其独特的工作原理，在能源利用效率、环保性以及可靠性方面具有一定的优势。
随着人们对可再生能源的重视和对环境保护的需求增加，吸收式热泵将扮演着越来越重要的角色，为人们提供舒适的室内环境。
吸收式热泵的工作原理
吸收式热泵的工作原理吸收式热泵是一种利用吸收剂对工质进行吸收和释放热量的热泵系统。
它通过吸收剂的循环流动来实现热量的转移和传递，从而实现冷热能的转换。
下面将详细介绍吸收式热泵的工作原理。
一、吸收式热泵的基本构成吸收式热泵主要由吸收器、发生器、冷凝器、蒸发器和泵组成。
吸收器和发生器是吸收剂和工质之间的主要热交换装置，冷凝器和蒸发器则是工质与外界环境之间的热交换装置。
泵则用于维持吸收剂的循环流动。
二、吸收式热泵的工作过程1. 吸收器：吸收器中的吸收剂与工质发生吸收反应，将工质中的低温热量吸收到吸收剂中。
这个过程中，吸收剂从弱溶液转变为浓溶液，释放出热量。
2. 发生器：发生器中的吸收剂与浓溶液发生反应，将吸收剂中的热量释放出来，使其变为弱溶液。
这个过程中，吸收剂释放的热量被外部加热源提供。
3. 冷凝器：工质在发生器中被加热后，进入冷凝器。
在冷凝器中，工质释放出热量，从而冷凝成液体。
这个过程中，冷凝器通过外部冷却介质（如水）吸收工质释放的热量。
4. 蒸发器：在蒸发器中，工质通过蒸发吸收外界的热量，从而变成蒸汽。
这个过程中，蒸发器通过外部热源（如空气、水等）提供热量。
5. 泵：泵用于维持吸收剂的循环流动，将吸收剂从吸收器送往发生器，实现吸收剂的再生。
三、吸收式热泵的工作原理吸收式热泵的工作原理基于吸收剂和工质之间的吸收和释放热量的反应。
在吸收器中，工质中的低温热量被吸收剂吸收并释放出热量。
吸收剂从弱溶液转变为浓溶液，释放的热量通过外部加热源提供。
然后，浓溶液进入发生器，与吸收剂反应，释放吸收剂中的热量。
吸收剂从浓溶液转变为弱溶液，释放的热量被外部冷却介质吸收。
接下来，工质进入冷凝器，在外部冷却介质的作用下，释放热量并冷凝成液体。
最后，液体工质进入蒸发器，在外部热源的作用下蒸发吸收热量，变成蒸汽。
吸收式热泵通过泵将吸收剂从吸收器送往发生器，实现吸收剂的再生，从而完成一个工作循环。
四、吸收式热泵的优点1. 适合范围广：吸收式热泵适合于各种能源形式，如燃气、电能、太阳能等，具有很好的适应性。
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另一个与质量有关的参数，并且是一个经常用到 的参数是溶液循环倍率，用 f 来表示。
上式表明，通过泵的流体质量流量是 离开再生器的蒸汽质量流量的 10.84 倍 。
能量平衡 蒸发器 冷凝器 再生器
吸收器 泵
由于泵消耗的功率与其他单元的热传递速率相比很小， 所以，在进行过程热力学分析时，可以将其忽略。
吸收式热泵特 有的
第 一 类 吸 收 式 热 泵 在 图 上 的 表 示
P-T
第一类吸收式热泵的热力学计算
▪ 热力学系数/制热系数
（COP）ຫໍສະໝຸດ QgQcCOPH
Qc Qa Qg
与Qg比，数量很
Wp Qa
Qe
小，可以忽略
Coefficient Of Performance
第一类吸收式热泵的理想循环
1. 热损失小 2. 热应力小 3. 结构简单，制作方便 4. 合适大热量机组的分
割运输 5. 高度高 6. 连接管路多 7. 可能的泄漏点多
2.2 吸收式热泵的热力学分析
2.2.1 第一类吸收式热泵 2.2.2 第二类吸收式热泵
2.2.1 第一类吸收式热泵
与其他热泵完 全相同
防结晶、热回 收作
吸收式热泵是利用两种沸点不同的物质组成的溶液(通 常称为工质对或者二元溶液)的气液平衡特性来工作的。
结构简图
再生器的作用，则 是使制冷剂 (水)从 二元溶液中汽化， 使稀溶液变浓。
吸收器的作用，是 把制冷剂蒸汽输送 回二元溶液中去。 依靠溶液泵来提高 工质的压力。
2.1.2吸收式热泵的特点
优点： •吸收式热泵是一种以热为动力的制热方式，驱动它的 热量可以来自煤、气、油等燃料的燃烧，也可以利用 低温热能，如太阳能、地热等，特别是可以直接利用 工业生产中的余热或废热； •制热量非常大，通常制热能力可达每小时几百万千焦； •体系中除溶液泵外，无其它传动设备，耗电量很少。
质量衡算
在稳定流动状态，进出每一个单元的工质质量 必须相等，因为水和溴化锂之间没有化学反应， 所以每个组分进出每一个单元的质量也应当相 等。又因为工质中只有两个组分（水和溴化 锂），所以有两个独立的质量平衡方程。 例如，考虑再生器的质量平衡，工质质量平衡为
（a）
组分 LiBr 的质量平衡 （b）
水的质量平衡可以由式（b）减去式（a）得到，即
缺点： •热力系数较低，一般为0.4～2； •设备比压缩热泵循环庞大，灵活性较小,难以实现空冷 化。
3.1.3 吸收式热泵的分类
1. 根据制热的目的来分： 第一类吸收式热泵和第二类吸收式热泵。
第一类吸收式热泵（Type Ⅰ Absorption Heat Pump, Heat Amplifier ），也称增热型热泵，是以消耗高温热能作为代 价，通过向系统输入少量高温热能，进而从低温热源中回收一 部分热能，产生大量中温位的热能供给用户。 特点：提高高位能源利用率。
Qa：吸收器放出的热量 Qc：冷凝器放出的热量 Qg：供给发生器的热量 Qe：蒸发器吸收的热量
第二类吸收式热泵（Type Ⅱ Absorption Heat Pump）或称为热变换器(升温型热泵)（Heat Transformer）则靠输入大量中温热能（通常是废热） 驱动系统运行，将其中一部分热能的温位提高，即吸 收过程放出的热量，产生少量的高温有用热能。 特点：提高能源品位。
废热
2. 按热泵所用工质对来分： 水-溴化锂热泵 氨-水热泵
吸收式热泵的工作原理和维护
主要内容
▪ 2.1 吸收式热泵概述 ▪ 2.2 吸收式热泵的热力学分析 ▪ 2.3 吸收式热泵的工质对 ▪ 2.4 吸收式热泵机组的换热过程和结构 ▪ 2.5 吸收式热泵的安装调试与维护
2.1 吸收式热泵概述
2.1.1吸收式热泵的概念及结构简图
吸收式热泵是一种以热能为动力，利用溶液的吸收特 性来实现将热量从低温热源向高温热源的泵送的大型 水/水热泵机组
3. 按驱动热源分： 蒸汽型 热水型
热泵 直燃型 余热型 复合型
4.按驱动热源的利用方式分： 单效热泵：驱动热源在机组中被直接利用一次 多效热泵：驱动热源在机组中被直接或间接利用多次 多级热泵：驱动热源在多个压力不同的发生器中依次
被直接利用
5.按溶液循环流程分（流经不同压力发生器和吸收器 的顺序）：
吸收热泵的性能系数 远低于压缩式热泵
（7~9）
如果将这套装置用于制冷，则性能系数为
大约
Coefficient Of Performance
2.2.2 第二类吸收式热泵
废热
第一类吸收式热泵 第二类吸收式热泵
第二类吸收式热泵的热力学计算
▪ 热力学系数/制热系数 （COP）
COPH
Qa Qg Qe
m10 m7
x2 x3
x6 x4
第一类吸收式热泵的热力学计算
▪ 能量衡算： 再生器 吸收器 冷凝器
泵
蒸发器
Q gQ eW pQ aQ c
单效溴化锂第一类吸收式热泵循环在h-ξ图上的表示
7
10，9“ 气态平衡线 比 焓
/ kJ/kg)
（ 8，9
饱和液线
9‘
3g 4
35 21
6
浓度（%）
例2.1 下表中给出了一溴化锂\水 吸收式热泵中各点的有关参数（各 状态点对应于图，根据这些参数计 算系统的循环倍率和各元件的热量 及系统COP。
QC Qa Qg
COPTg T0 • Tc Tg Tc T0
Qg
W
Qa
p
T Qc Tg
Ta Tc
可逆热 泵
Qe
可逆热 机
T0
S
COPTg T0 • Tc Tg Tc T0
第一类吸收式热泵的热力学计算
▪ 质量衡算： 再生器：
吸收剂 的浓度
f m3 x4 m7 x4 x3
吸收器：m2 m3 m6 m4
假设：
1. 整个吸收式热泵循环过程 是可逆的；
2. 发生器热媒的温度为Tg； 3. 蒸发器中低温热源的温度 为T0； 4. 吸收器的吸收温度Ta等于 冷凝器中温度Tc； 5. 忽略泵的功耗Wp；
根据热力学第二定律：
S Sg S0 Sa Sc0
根据热力学第一定律：
QgQ0QaQc
COP的定义
COPH
串联式
倒串联式 并联式
热泵
串并联式
6. 按机组的结构分：
单筒式
双筒式 三筒式
热泵
多筒式
4 31
2
4
1
3
2
a. 单筒式
b. 双筒式
1.蒸发器；2.吸收器；3.发生器；4.冷凝器
两种结构的特点
▪ 单筒型
1. 结构紧凑 2. 密封性好 3. 高度低 4. 制作复杂 5. 热应力大 6. 热损失大
▪ 双筒型