第六章 氨吸收式制冷机

5.氨水吸收-扩散式制冷机中工质的流动及蒸发器中液 氨能在低温下沸腾的原因是什么？
6.5.2 工作过程
（2）氨、氢气循环 发生器的氨蒸气→精馏器分离水→冷凝器(液 氨)→蒸发器(与氢气混和，氨蒸发)→下部气 体热交换器(H2、NH3混合气)→贮液器(上行)→ 吸收器①NH3被吸收成浓溶液→返回贮液器
②H2上行→下部气体热交换器→蒸发器
吸收-扩散式制冷机
吸收-扩散式制冷机系统示意图
设计要点
1）合理设计结构 2）加热器加热量适中：过多使蒸气中水分增多；过 少使氨蒸气量少。 3）蒸发器与气体热交换器可设计为双管结构 4）强化吸收器的散热效果。 电加热吸收式冰箱热力系数低0.2～0.4，但可利用 其它能源，如太阳能。
思考题
1. 吸收式制冷的能量补偿是什么？ 2. 吸收式制冷的基本组成有那些设备? 3. 吸收式制冷循环对工质选择的要求有哪些？ 4. 常用工质对有哪些？ 5．画出氨吸收式制冷机的 系统图，组成系统的设备名称， h-ξ图。
第六章 氨吸收式制冷机
目的、要求
了解吸收式制冷机与单级蒸汽压缩式制冷机的 制冷循环的区别 了解氨水溶液的性质
掌握氨吸收式制冷循环的原理、流程和特点。
第一节 概述
吸收式制冷是液体汽化法制冷的一种。 它以消耗低温热能作为补偿实现制冷循环， 对有余热场所热能的综合利用，以及对于太 阳能的开发和应用都有重要的意义。
1.吸收式制冷的两个循环
制冷剂逆循环 吸收剂溶液正循环
制冷剂蒸发 吸收热量制冷
利用吸收方式 气体制冷剂回复液体状态
吸收式制冷
冷凝器 水 节流阀
QH
发 低品位蒸 生 汽T Q R、 R 器
换热器 水 吸 收 器 泵
蒸发器
QL载冷体
2、蒸气压缩式与吸收式制冷机的比较
吸收式制冷机是一种以热能为主要动力的制冷机 。
特点：
1）制冷剂为NH3 ，吸收剂为氨水，氢气为平衡 气体。 2）无溶液泵，流动靠密度差（对发生器加热）， 高度差（发生器与吸收器），管路倾斜（冷凝 器、蒸发器）。 3）无膨胀阀，蒸发器与冷凝器液体压力相同， 为了使蒸发器中的氨液蒸发，通入氢气吸收溶 液中的氨。
6.5.2 工作过程
（1）氨水溶液的循环 贮液器的浓溶液→溶液热交换器→发生器→ ①氨蒸气→精馏器分离水→冷凝器 ②稀溶液→发生器外套→溶液热交换器内管→ 吸收器（稀溶液）
6.吸收式制冷机的工质对
1.以水作为制冷剂的工质对 2.以氨为制冷剂的工质对
（低沸点组分为制冷剂（氨），高沸点组分为吸收剂 （水）。吸收器能强烈吸收氨蒸气，发生器能析出氨气）。
3.乙醇作为制冷剂的工质对 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。
蒸汽压缩制冷循环：压缩机（消耗机械功）
吸收式制冷循环：吸收器，发生器，换热器，泵
（消耗低品位热量）
吸收式和蒸汽压缩式制冷机工作原理 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
3.热力系数
吸收式制冷机采用蒸发器中的制冷量Q0 与发生器的耗热量Qg之比来衡量它运行的经 济性。这一比值称为吸收式制冷机的热力系 数.. ＝ Q0
Байду номын сангаас 第二节 氨水溶液的性质
6.2.1氨在水中的溶解 质量分数：ξ=0～1氨的质量/溶液总质量
6.2.2 氨对有色金属的腐蚀作用 对有色金属有腐蚀作用，不能用铜及铜合金材料。 6.2.3密度、比热容、导热率、粘度及表面张力 ① 密度：ρ=1-0.35ξ 随ξ↑，ρ↓。 ② 比热容：随ξ↑，c↑。 ③ 导热率： 随ξ↑，λ↓。 ④ 粘度：先随ξ↑，μ↑；后随ξ↑，μ↓。 ⑤表面张力：随ξ↑，表面张力↓。
6.3.3 循环过程在h-ξ图上的表示
说明
1）溶液的蒸发和冷凝在定 压下进行，但不是定温，因 为在冷凝时随着溶液中低沸 点组分的增多，溶液的饱和 温度降低；在蒸发时随着溶 液中低沸点组分的减少，溶 液的饱和温度提高。湿蒸气 的干度越大，蒸发温度越高。
%
说明
2）溶液热交换器：提高进入发生器的浓溶液 （流量f）的温度，减少加热蒸气的消耗量； 降低进入吸收器的稀溶液（流量f-1）的温度， 减少冷却水的消耗量。 3）气-液热交换器：用蒸发器的湿蒸气使冷凝 器液体过冷。但增加了吸收器的冷却水量。 4）系统制取的最低温度与加热热源的温度和 冷却水温度有关。t0≥-25℃。
6.3.2单级氨水吸收式制冷机的循环过程
设精馏塔提高氨蒸气的浓度。含提馏段、精馏段、 发生器、回流冷凝器。 流程图：1a(ξr,f) 过冷Pk→发生器得蒸气 3 →提馏段1(ξd,1+R)→精馏段和回流冷凝器得 ①高浓度氨蒸气(ξRa 1)5 →冷凝器冷凝液体 Pk 6→节流阀节流7P0→ 蒸发器8 ② 稀 溶液 （ ξa ， f-1 ） 2→ 溶 液热 交 换器 降 温 Pk2a→节流阀节流3P0→吸收器(ξ r,f) 4→液泵升压Pk 过冷4a→溶液热交换器加热1a
第四节 氨水吸收式制冷机与蒸气压缩式 制冷机的性能比较
6.4.1性能比较
蒸气压缩式制冷机消耗功；吸收式制冷机消 耗热量，其热力系数低于前者。存在更多的不可 逆过程。 吸收式制冷机在较低温下运行费用较低。
6.4.2 氨水吸收式制冷机的特点
（1）～（12）
第五节 吸收-扩散式制冷机
6．5．1概述
家用或医疗用冰箱采用三组分循环工质的吸收 式制冷机，制冷量0.1kW，冰箱容积为25升～250升。
第三节 单级氨水吸收式制冷机循环过程 及其在h-ξ图上的表示
6．3．1系统中的压力和温度 系统由低压侧和高压侧组成。 低压侧：蒸发器（P0 ，t0 ）和吸收器（P0/ ） P0/ <P0 高压侧：冷凝器（Pk ，tk ）和发生器（Pk/ ） Pk/ >Pk 忽略上述压差。吸收器和冷凝器的温度由冷 却水温决定，发生器的温度由加热介质温度 决定。
Qg
4 吸收式制冷循环工质的选择要求
与蒸汽压缩式制冷基本相同，应具有较大 的单位容积制冷量，工作压力不应太高或太低， 价廉，无毒，不爆炸和不腐蚀等性质。
5.对吸收剂的选择要求
1）吸收剂应具有强烈吸收制冷剂的能力 2）吸收剂和制冷剂的沸点相差越大越好。 3）吸收剂应具有较大的热导率，较小的密度和粘 度，较小的比热，以提高制冷循环的工作效率。 4）在化学性质方面要求无毒﹑不燃烧﹑不爆炸， 对制冷机的金属材料无腐蚀和具有较好的化学稳定 性。 5）吸收式制冷循环工质对所组成的二元溶液，必 须是非共沸溶液。