制冷技术第四章 吸收式制冷循环
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。
吸收式制冷原理与压缩式制冷原理
吸收式制冷原理与压缩式制冷原理制冷技术在现代生活中起到了至关重要的作用，无论是家庭、商业还是工业领域，都离不开制冷设备的应用。
在制冷技术中，吸收式制冷和压缩式制冷是两种常见的原理。
本文将详细介绍吸收式制冷原理和压缩式制冷原理的工作原理、优缺点和应用领域。
一、吸收式制冷原理吸收式制冷是一种基于热力学原理的制冷方法，其核心是利用热能来驱动制冷循环。
吸收式制冷系统由吸收器、发生器、冷凝器、蒸发器和溶液泵等组成。
1. 工作原理吸收式制冷系统的工作原理基于两种不同的流体之间的吸收作用。
一般情况下，吸收剂和制冷剂是两种不同的流体。
制冷剂在蒸发器中吸收热量，变成蒸汽状态，然后进入吸收器。
吸收器中的吸收剂将制冷剂吸收，并形成一种稳定的溶液。
溶液被泵送到发生器中，在高温下分离出制冷剂和吸收剂。
制冷剂进入冷凝器，释放热量并冷凝成液体状态，然后通过节流阀进入蒸发器，循环再次开始。
2. 优缺点吸收式制冷相较于压缩式制冷有一些独特的优点。
首先，吸收式制冷系统无需机械压缩和运转，因此噪音小、振动小，运行稳定可靠。
其次，吸收式制冷系统使用的制冷剂通常为无毒、无污染物质，对环境友好。
另外，吸收式制冷系统具有较大的制冷量，适用于一些大型的制冷设备。
然而，吸收式制冷系统也存在一些缺点。
首先，由于吸收剂和制冷剂的性质不同，需要较高的温度来实现吸收和分离，因此能源消耗较大。
其次，吸收式制冷系统体积较大，需要占用较多的空间。
3. 应用领域吸收式制冷系统多用于工业和商业领域，特别是一些对噪音和振动敏感的场所，如酒店、医院和实验室等。
此外，吸收式制冷系统还广泛应用于太阳能制冷系统，利用太阳能来驱动制冷循环，实现能源的可持续利用。
二、压缩式制冷原理压缩式制冷是一种常见的制冷方法，其核心是通过机械压缩和扩压来实现制冷效果。
压缩式制冷系统由压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀等组成。
1. 工作原理压缩式制冷系统的工作原理基于制冷剂的压缩和膨胀过程。
首先，制冷剂在蒸发器中吸收热量，变成蒸汽状态。
吸收式制冷.
4.1.1 吸收式制冷工作原理1. 吸收式制冷工作原理 吸收式制冷是用热能做动力的制冷方法，他也是利用制冷剂汽化吸热来实现制冷的。
因此，他与蒸汽压缩式制冷有类似之处，所不同的是两者实现把热量从低温处转移到高温处所用的补偿方法不同，蒸汽压缩式制冷用机械功补偿，而吸收式制冷用热能补偿。
为了比较，图4-1同时给出了吸收式和蒸汽压缩式制冷机的工作原理图。
吸收式制冷机所用的工质是由两种沸点不同的物资组成的二元混合物（溶液）。
低沸点的物质是制冷剂，高沸点的物质是吸收剂。
吸收式制冷机中有两个循环------制冷剂循环和溶液循环。
吸收式制冷循环是有发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器、溶液泵以及节流器等组成。
1） 制冷剂循环的完成过程。
由发生器G 出来的制冷剂蒸气（可能含有少量的吸收剂蒸气）在冷凝器C 中冷凝成高压液体，同时释放出冷凝热量；高压液体经膨胀阀EV 节流到蒸发压力，进入蒸发器E 中。
低压制冷剂液体在蒸发器中蒸发成低压蒸汽，并同时从外界吸取热量（实现制冷）。
a)b )CE EV EVG A E C EV COP图4-1 吸收式和蒸发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-蒸发器C-冷凝器EV-膨胀阀CO 压缩机G-发生器A-吸收器P-溶液泵低压制冷剂蒸气进入吸收器A中，而后由吸收器、发生器组成的溶液循环将低压制冷剂蒸气转变成高压蒸气。
2)溶液循环过程。
在吸收器中，由发生器来的稀溶液（若溶液的浓度以制冷剂的含量计）吸收蒸发器来的制冷剂蒸气，而成为浓溶液，吸收过程释放出来的热量用冷却水带走。
由吸收器出来的浓溶液经溶液泵P提高压力，并输送到发生器G中。
在发生器中利用外热源对浓溶液加热，其中低沸点的制冷剂蒸气被蒸发出来（可能有少量的吸收剂蒸气被蒸发出来），而浓溶液成为稀溶液。
溶液经吸收器→发生器→吸收器的循环，实现了将低压制冷蒸气转变为高压制冷剂蒸气。
不难看到，吸收式制冷机中制冷剂循环的冷凝、蒸发、节流三个过程与蒸汽压缩式制冷机是相同的，所不同的是低压蒸气转变为高压蒸气的方法，蒸气压缩式制冷是利用压缩机来实现的，消耗机械能；吸收式制冷机是利用吸收器、发生器等组成的溶液循环来实现的，消耗热能。
吸收式制冷机的制冷循环流程
吸收式制冷机的制冷循环流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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吸收式制冷机组的冷媒水循环流程
吸收冷却器单元中的水循环过程在总体冷却性能中发挥着关键作用。
在这一过程中，制冷剂水吸收热量，然后通过冷凝器释放，从而产生
冷却水，用于多种用途。
过程从冷冻水进入吸收器开始。
在这个阶段，制冷剂的水从外部来源
吸收热量，经常通过带有二级水循环的热交换器。
这种吸收过程导致
制冷剂水温度下降和蒸汽压力增加。
吸收的热能转移到制冷剂上，然
后从现在冷却的水中分离出来，形成一种高能溶液。
高能溶液然后移动到发电机上，冷冻剂由天然气、蒸汽或废热等热源
煮沸。
这种沸腾过程导致制冷剂释放其吸收的热能并蒸发，导致压力
和温度增加。
剩下的弱溶液随后被泵回吸收器，以便循环继续。
高压和高温蒸汽然后移动到冷凝器，将吸收的热释放到冷却水中。
这
导致制冷剂蒸汽回缩为液态，而冷却水吸收释放的热量。
现在的液态
制冷剂然后进入膨胀阀，其压力降低，导致温度下降，导致循环重新
开始。
关于吸收冷却器的一个有趣的事实是，它们能够将废热作为主要能源。
这使得它们具有很高的能效和环保性，因为它们可以利用各种工业工
艺或可再生能源产生的低级热量。
吸收冷却器单元的水循环过程是为冷却目的产生冷却水的关键组成部
分。
了解这一过程对于优化各种应用的吸收冷却器的性能和效率至关重要。
4 吸收式制冷原理
吸收式制冷循环及其它制冷循环PPT演示文稿
（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。
为钠了）解，决它这具一有缺比陷热，容可和采粘用度NH小3，-N热aS导CN率（和氨气—化硫潜氰热酸 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，
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.
▪ 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
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
吸收式制冷循环及其它制冷循环
吸收式制冷循环性能评价
• 吸收式制冷循环的性能评价主要包括制冷效率、COP（系数性能）、放热温度、 发生温度等参数。
• 制冷效率是评价吸收式制冷循环性能的重要指标，它表示单位质量或单位体积 的制冷剂在循环中所能产生的冷量。
• COP是评价制冷循环经济性的重要指标，它表示制冷循环输出的冷量与输入的 热量之比。COP值越高，表示制冷循环的经济性越好。
压缩过程
低压低温气体被压缩机吸入并 压缩，提高其压力和温度。
冷凝过程
高温高压气体进入冷凝器，将 热量释放给冷却介质（如水或 空气），气体冷凝成高压液体
。
气体膨胀式制冷循环原理
膨胀过程
高压气体通过膨胀机构（如膨 胀阀或膨胀机）进行绝热膨胀
，压力和温度降低。
冷却过程
膨胀后的低压低温气体进入冷却 器（如蒸发器），吸收被冷却物 体的热量，使物体温度降低。
能耗
蒸汽喷射式制冷循环的能耗主要 包括发生器的加热能耗和冷凝器 的冷却能耗。由于喷射器本身没 有运动部件，因此其能耗相对较
低。
环保性
蒸汽喷射式制冷循环使用的制冷 剂多为环保型制冷剂，对环境无 污染。同时，由于利用蒸汽作为 工作介质，因此还具有节能环保
的优点。
PART 04
气体膨胀式制冷循环
REPORTING
制冷循环工作原理
压缩过程
冷凝过程
制冷剂在压缩机中被压缩成高温高压气体 ，增加其内能。
高温高压的制冷剂气体进入冷凝器，通过 散热将热量传递给外界环境，制冷剂冷凝 成高压液体。
节流过程
蒸发过程
高压液体制冷剂通过节流阀降压，变成低 温低压的液体制冷剂。
低温低压的液体制冷剂进入蒸发器，吸收 被冷却物体的热量而蒸发，变成低温低压 的气体，完成一个制冷循环。
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机组特征
制 冷 原 理 与 装 置
单效制冷机使用能源广泛， 可以采用各种工业余热， 废热，也可以采用地热、 太阳能等作为驱动热源， 在能源的综合利用和梯级 利用方面有着显著的优势。 而且具有负荷及热源自动 跟踪功能，确保机组处于 最佳运行状态。 单效制冷机的驱动热源为 低品位热源，其COP在 0.65-0.7. 如果业主具备 高品位的热源，应选择远 大直燃机或蒸汽双效制冷 机，其COP在1.31以上。
2
MLiBr /MH O MLiBr 100%
2、溶液的摩尔分数
制 冷 原 理 与 装 置
溶液中某一组分的摩尔分数为
i Ni /N1 N2 Nn 100%
ni M i / M
双组分的吸收式制冷工质对是一种二元溶 液，其摩尔分数 是以溶液中溶质的摩尔百 分数表示的。 溴化锂溶液的摩尔分数为
a qmf (qmf qmd ) r a
令 qmf qmd qmf qmd ( qmf qmd 1) r
a，则
a
r a
r
循环倍率a: 表示发生器中每产生1kg水蒸气需要 的溴化锂稀溶液的循环量 放气范围： ξ r- ξ a
三、双级与双效溴化锂吸收式循环
制 冷 原 理 与 装 置
NLiBr /( NH O NLiBr ) 100%
2
3.
制 冷 原 理 与 装 置
溶液的相平衡
(1)气液相平衡
双组分的吸收式制冷工质对气液相平 衡状态方程式为
F p, T , 0
（2）溶液的p—t图
制 冷 原 理 与 装 置
溴化锂溶液的p—t图，图中标出等质量 分数线簇，左侧的 0 线代表水的特 性，并标出了水的饱和温度 t’。
制 冷 原 理 与 装 置
用途
工质对
驱动 热源
制 驱动热 冷 源的利用 方式 原 理 与 装 置 低温
热源
驱动热源在机组内被直接利用一次 单效 驱动热源在机组内被直接和间接地 双效 二次利用 多效 驱动热源在机组内被直接和间接地 多级发 多次利用 生 驱动热源在多个压力不同的发生器 内被多次直接利用 以水冷却散热或作为热泵的低温热 源 以空气冷却散热或作为热泵的低温 热源 以各类余热作为热泵的低温热源
制 冷 原 理 与 装 置
在图中确定与饱和LiBr-H2O溶液A 点对应的水蒸气点状态
制 冷 原 理 与 装 置
二元溶液的混合、加压和节流
3、液固相平衡
制 冷 原 理 与 装 置
在一定的温度下, 溶质在溶剂中 的溶解量是有限的。这时的溶液称为 饱和溶液, 这时的温度称为 结晶温度。 图2-134为溴化锂溶液的液固相平衡图。 等质量分数线簇右下方的一条中，制冷剂的蒸发 或冷凝过程是在 恒定的 蒸发温度或冷凝温度下 进行的。
在蒸发过程中: 制冷剂吸收蒸发潜热，由液体蒸发成气体
在冷凝过程中: 制冷剂排放冷凝潜热，由蒸气冷凝成液体
2、吸收与发生过程
制 冷 原 理 与 装 置
在吸收式制冷循环中，制冷剂 蒸气的吸收或发生过程是在 恒定的 压力下进行的
制 冷 原 理 与 装 置
2．单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机 组的主要部件和结构型式
主要部件 热 源 回 路 冷 却 水 回 路
冷 水 回 路
冷 剂 水 回 路
溶 液 回 路
制 冷 原 理 与 装 置
结构型式
单 筒 类 型
双 筒 类 型
三 筒 类 型
制 冷 原 理 与 装 置
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.工质对（二元溶液）： 两种可以相互吸收的液体形成的溶液。 2.吸收式制冷常用工质对： 溴化锂水溶液；氨水溶液 3. 工质对的要求：两种液体互溶性好， 且具有不同的沸点 低沸点液体：制冷剂——水、氨 高沸点液体：吸收剂 ——溴化锂、水
工质对的热质传递过程
制 冷 原 理 与 装 置 1、蒸发与冷凝过程
制 冷 一、溴化锂水溶液的特性 原 1. 溴化锂具有强烈的吸水性； 理 2. 溴化锂水溶液具有很强的吸湿性； 与 3. 溴化锂与水的沸点相差很大； 装 4.溶液温度过低或浓度过高，均易发生结晶； 置
5.对金属具有较强的腐蚀性； 6.无毒，对人体无害。
二、单效溴化锂吸收式循环
制 冷 原 理 与 装 置
水 空气 余热
制 冷 原 理 与 装 置
第一类热泵
低温热源 的利用 方式 第二类热泵 多级吸收
向低温热源吸热，输出热的温 度低于驱动热源 向低温热源吸热，输出热的温 度高于驱动热源 吸收剂在多个压力不同的吸收 器内吸收制冷剂，制冷 机组有多个蒸发温度或热泵机 组有多个输出热温度 机组的主要热交换器布置在一 个筒体内 机组的主要热交换器布置在多 个筒体内 主要筒体的轴线按水平布置 主要筒体的轴线按垂直布置
在吸收过程中: 吸收剂浓溶液吸收制冷剂蒸汽变为稀 溶液，排放吸收热
在发生过程中: 吸收剂稀溶液受热析出制冷剂蒸汽,吸 收剂稀溶液变成浓溶液
四、吸收式与压缩式制冷方法的比较
制 冷 原 理 与 装 置
比较项目 压缩式 结 构 压缩机 耗能类型 机械能 吸收式 吸收器、液泵、发生器 热能（蒸汽、燃油、燃 气、废热、余热）
第二节
制 冷 原 理 与 装 置
二元溶液的性质
单一组分工质
压缩式制冷循环
吸收式制冷循环
双组分工质对
1、溶液的质量分数
制 冷 原 理 与 装 置
溶液中某组分的质量百分数为
i
= Mi / (M 1 + M 2 + + M i + + M n) 100 %
双组分的吸收式制冷工质对是一种二元溶液, 其质量分数 是以溶液中溶质的质量百分数表 示的。 溴化锂溶液的质量分数为
冷凝压力低 工况特点 冷凝压力高 制冷工质 制 冷 剂 （ 氨 、 氟 里 昂 工质对：吸收剂-制冷剂 ） （溴化锂-水、水-氨）
在 压缩式 制冷循环中
制 冷 原 理 与 装 置
利用 压缩机 改变制冷剂蒸气压力
在 吸收和吸附式 制冷循环中
利用 液体吸收剂改变制冷剂蒸气压力
五、吸收式制冷热力学原理
一、吸收式制冷原理
制 冷 原 理 与 装 置
1. 属于液体气化制冷方法：制 冷剂气化吸热达到对外制冷 的目的 2. 制冷剂在吸收剂中不同温度 下具有不同溶解度
3.吸收式制冷的系统及工作过程
制 冷 原 理 与 装 置
制冷剂蒸发
吸收热量制冷
气体制冷剂回复液体状态
利用吸收方式
吸收式制冷的工作过程
制 冷 原 理 与 装 置
分类依据、特点和应用
供应0C以下冷量 供应冷水 交替或同时供应冷水和热水 向低温热源吸热，供应热水或蒸 汽或向空间供热 采用NH3/H2O工质对 采用H2O/LiBr工质 以蒸汽的潜热为驱动热源 以燃料的燃烧热为驱动热源 以热水的显热为驱动热源 以工业和生活余热为驱动热源 以其它类型的热源为驱动热源， 如太阳能、地热能等
（4）溶液的p—ξ图
制 冷 原 理 与 装 置
湿蒸气状态C点 是由同压力的 饱和液状态点D 与饱和蒸气状 态E组合而成.
（5）溶液的h—ξ图
制 冷 原 理 与 装 置
一组液体定温线 若干组气体定温线
一组定压饱和气线
一组定压饱和液线
制 冷 原 理 与 装 置
制 冷 原 理 与 装 置
在图中确定与饱和NH3-H2O溶液A 点对应的饱和蒸气点状态
因此吸收式制冷循环的热力系数ζ为:
制 冷 原 理 与 装 置
max
Tg TH Tg
Tc TH Tc
吸收式制冷循环的热力完善度β为:
max
六、经济技术分析
制 冷 原 理 与 装 置
优点：1.工质环保 2.结构简单，运动部件少，安全可靠 3.以热能为动力，节电效果明显 4.可以利用余热废热 缺点：1.价格无优势 2.耗能大，机组笨重 3.热力系数COP低于压缩式制冷循环 4.利用热能促进全球变暖
3、单效溴化锂系统的抽气装置 制 冷 原 理 与 装 置
制 冷 原 理 与 装 置
4、单效溴化锂系统的防结晶装置
5、单效溴化锂系统的动力装置
6、工作过程在h-ξ图上的表示
制 冷 原 理 与 装 置
循环倍率与放气范围
制 冷 原 理 与 装 置
设送往发生器的稀溶液的流量为qmf,浓度为 ξa,产生qmd的冷剂水蒸气,余下的浓溶液流量为 qmf-qmd,浓度为ξr,离开发生器。
制 冷 原 理 与 装 置
a）单效冷水机组的循环流程 b）单效制冷循环 单效双筒蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组的循环流程 1- 冷凝器 2- 发生器 3- 蒸发器 4- 溶液热交换器 5- 引射器 6- 吸收器 7- 溶液泵 8- 冷剂泵
制 冷 原 理 与 装 置
制 冷 原 理 与 装 置
单效蒸汽型溴化锂吸收式冷水机组循 环流程的溶液回路包括下列过程：
制 冷 原 理 与 装 置
溴化锂溶液的液固相平衡图
第三节
制 冷 原 理 与 装 置
吸收式机组
吸收式机组是一种以热能为驱动 能源、以溴化锂溶液或氨水溶液等为 工质对的吸收式制冷或热泵装置。 1、溴化锂吸收式制冷循环
2、氨水吸收式制冷循环
吸收式机组的种类
分类方式 机组名称
制冷机组 冷水机组 冷热水机组 热泵机组 氨—水 溴化锂 蒸汽型 直燃型 热水型 余热型 其它型
氨水溶液的p—t图，图中标出等质量分 数线簇，左侧的 0 线代表氨的特性， 1 线代表水的特性，并 右侧的 在右侧标出了氨的饱和温度 t’。