第六章 溴化锂吸收式冷热水机组.

qc h10 h11
（3）循环倍率与溶液流量
设稀溶液流量 M w,s（kg/s），浓度为 w 浓溶液流量 M s,s （kg/s），浓度为 s
M w,s Ms,s M r
M w,sw M s,ss (M w,s M r )s
a M w,s Mr
s s w
压缩式制冷 吸收式制冷 单组分或多组分工质 双组分工质对 溴化锂－水 氨－水
吸收剂
高沸点组分
制冷剂
低沸点组分

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总结：
(1)可以利用各种热能（蒸气、废热、余 热、燃油、燃气等）驱动； (2)可以大量节约用电；
(3)结构简单，运动部件少，安全可靠；
(4)对环境和大气臭氧层无害。
冷冻水温度下降，制冷量减小；性能系数降低。 冷冻水流量增加，制冷量变化不大。 LOGO
（4）其他因素的影响 冷却水、冷冻水水质 不凝性气体 冷剂水中溴化锂的含量 表面活性剂
调节
（1）工作蒸汽调节法
（2）凝结水流量调节法 （3）冷却水流量调节法
（4）稀溶液流量调节法

T2 Ts T2 是Ts、T2间逆卡诺
循环制冷系数COPc；
由于Qa+Qc=Qg+Qe
T1 Ts Qg ≥ T1
Q COP e ≤ Qg
T2 T1 Ts · T Ts T2 1
Ts T2 Qe T 2
COPth
T1 Ts T1 是T1、Ts间卡诺循环
1. 防腐蚀问题 溴化锂水溶液对一般金属有腐蚀作用，尤其在有空气存 在的情况下腐蚀更为严重。 2. 抽气设备
定期抽气系统
冷凝器 发生器
自动抽气装置
5
吸收器
9 4 2 3 8 6 7 5
蒸发器
3
2
吸收器
4
1
1
去发生器
图 7-15
抽气装置
图 7-16
自动抽气装置原理图
1-真空泵；2-阻油器；3-辅助吸收器； 4-吸收器泵；5-调节阀

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将低压制冷剂蒸气变为高压制冷剂蒸气时采取的方式不同 蒸气压缩式制冷机通过原动机驱动压缩机完成，吸收式制冷机 则是通过吸收器、溶液泵、发生器和节流阀完成。 提供的冷源温度不同 蒸气压缩式制冷可以提供0℃以下的低温冷源，应用范围广泛； 而吸收式制冷一般只能制取0℃以上的冷水，多用于空调系 统。 工质不同
冷剂水循环过程：
（1）冷凝过程10-11。 （2）节流和蒸发过程 11-12-12'-13-14。
冷剂水节流、加压、喷淋和蒸发过程。

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热力计算
Qe M r qe qe h14 h12 （ （1）制冷量 Q e kW）
（2）冷凝器热负荷Q （ c kW） Qc M r qc

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评价指标：吸收式制冷机所消耗的能量主要是热能，制
冷剂的性能系数（热力系数 ）作为其经济性评价指标。
性能系数COP是吸收式制冷机所制取的制冷量Qe与发生器
消耗的热量Qg与溶液泵消耗的功率Wp两者代数和之比： Qe Q COP Qg Wp Qg
吸收式热泵的制热性能系数COPh是吸收器和冷凝器释放 的总热量与发生器消耗的热量Qg与溶液泵消耗的功率Wp两者 代数和之比： Qh Qa Qc COPh Qg Qg
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（7）制冷性能系数
COP Qe h14 h12 Qg a(h5 h3 ) h10 h5
Qh（kW）
（8）吸收式热泵供热量
Qh Qc Qa M r (qc qa ) qh a(h6 h1 ) h14 h10 h6 h11
吸收式热泵制热性能系数

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理论循环在h-ξ 图上的表示
溶液循环过程：
（1）稀溶液的加压1-2和预热过程2-3。 （2）蒸汽发生过程3-4-5。 （3）浓溶液冷却5-6与节流 6-7。 （4）吸收过程
7 1
＞8→ 8 →9→1。
浓与稀溶液的混合、加压喷淋和吸收过程

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第六章 溴化锂吸收式 冷热水机组
6.1 吸收式制冷和热泵的基本概念
工作原理
制冷剂蒸发
吸收热量制冷
气体制冷剂回复到液体状态 （利用吸收方式）

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吸收式制冷利用溶液在一定条 件下能析出低沸点组分的蒸气，在 另一种条件下又能吸收低沸点组分 这一特性完成制冷循环。 目前吸收式制冷机多用二元溶 液，习惯上称低沸点组分为制冷剂， 高沸点组分为吸收剂。
Qh a(h6 h1 ) h14 h10 h6 h11 COPh a(h5 h3 ) h10 h5 Qg

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6.3 单效溴化锂吸收式制冷机的性能与调节
性能的影响因素
（1）工作蒸汽压力对性能的影响 当工作蒸汽压力升高，而其他条件不变，这时 将导致溶液的温度升高，蒸汽发生量增加，发生 器出口浓溶液浓度增加，冷凝器热负荷也增加； 但由于冷却水进入机组的流量、温度不变，必然 导致冷凝压力有所升高。在吸收器内，浓溶液吸 收蒸汽的能力增加，吸收器的热负荷增加，因冷 却水流量及进水温度不变，导致吸收器出口冷却 水温度升高，而使稀溶液的温度升高。 虽然工作蒸汽压力的提高对溴化锂吸收式制冷 机的制冷量和性能系数的提高都有利，但太高的 温度，浓溶液浓度太大，容易发生结晶现象。因 此，单效溴化锂吸收式制冷机的工作蒸汽压力一 般控制在0.02~0.1Mpa（表压）；热水温度控制在 90~150℃范围内。
的热效率ηc。
· η COPth COP cc
T1 Ts T2 · T1 Ts T2
理想吸收式制冷机，等号成立

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溴化锂水溶液的热力性质图
溴化锂水溶液——水是制冷剂，溴化锂是吸收剂
（一）溴化锂水溶液的压力－饱和温度图
溴化锂溶液沸腾时，只有水被汽化，故溶液
的蒸气压为水蒸气的分压。由图可知：
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发生器和冷凝器（高 压侧）与蒸发器和吸 收器（低压侧）之间 的压差通过安装在相 应管道上的膨胀阀或 其它节流机构来保持。 在溴化锂吸收式制冷 机中，这一压差相当 小，一般只有6.5～ 8kPa，因而采用U型 管、节流短管或节流 小孔即可。

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发生器 generator 吸收式制冷机中，通 过加热析出制冷剂的 设备。
Qa Qc Qg Qe COPh 1 COP LOGO
理想吸收式制冷的性能系数
设高温热源温度为T1，低温热源温度为T2，环境温度为Ts。
吸收式制冷机的热力循环过程中分别与三个热源进行能量交换。
Qa Qc Qe Qg Sis ≥0 Ts T2 T · 1
1-溶液泵；2-引射器；3-抽气管；4-气液分离室；5-储 气室；6-排气阀；7-排气瓶；8-回流阀；9-压力传感器

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3. 防止结晶问题 结晶现象一般先发生在溶液热交换器的浓溶液侧，因为 此外溶液浓度最高，温度较低，通路窄小。发生结晶后，浓 溶液通路被阻塞，引起吸收器液位下降，发生器液位上升， 直到制冷机不能运行。 为解决热交换器浓溶液侧的结晶问题，在发生器中设有 浓溶液溢流管，或称防晶管。 4. 制冷量的调节 吸收式制冷机的制冷量一般是根据蒸发器出口被冷却介质 的温度，用改变加热介质流量和稀溶液循环量的方法进行调节 的。用这种方法可以实现在10～100％范围内制冷量的无级调 节。
吸收器 absorber 吸收式制冷机中，通 过浓溶液吸收剂在其 中喷雾以吸收来自蒸 发器的制冷剂蒸气的 设备。

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综上所述，溴化锂吸收式制冷机的工作过程可 分为两个部分：
(1)制冷剂循环
发生器中产生的冷剂蒸气在冷凝器中冷凝成冷 剂水，经U形管进入蒸发器，在低压下蒸发，产生制 冷效应。这些过程与蒸气压缩式制冷循环在冷凝器、 节流阀和蒸发器中所产生的过程完全相同；
纯水的压力－饱和温度关系
一定温度下，溶液的水蒸气饱和分压力
低于纯水的饱和分压力，并且浓度越高， 分压力越低。
结晶线表明在不同温度下
的饱和浓度。温度越低，饱
和浓度也越低。
溴化锂溶液的浓度过高或
溶液温度过低均易形成结 晶。（机组运行时应防止发生结晶）
结晶线
溴化锂水溶液的压力－饱和温度图 LOGO
qg a(h5 h3 ) h10 h5
Qh,e（kW）
（6）溶液热交换器负荷
Qh,e M w,s (h3 h2 ) M s,s (h5 h6 )
qh,e Qh,e Mr a(h3 h2 ) (a 1)(h5 h6 )

后，经节流元件节流，温度和压力降低，低温、 低压液体在蒸发器内汽化，实现制冷。
不同点：
消耗的能量不同 蒸发压缩式制冷机消耗机械功，吸收式制冷机消耗的是热能。 吸收制冷剂蒸气的方式不同 利用液体蒸发连续不断地制冷时，需不断地在蒸发器内产生蒸 气。蒸气压缩式用压缩机吸收此蒸气，吸收式制冷机用吸收剂 在吸收器内吸取制冷剂蒸气。
a称为循环倍率

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（4）吸收器热负荷
Qa （kW）
Qa M s,s h6 M w,s h1 M r h14
qa Qa a(h6 h1 ) h14 h6 Mr
（5）发生器热负荷
Qg Mr
Qg （kW）
Qg M r h10 M s,s hs M w,s h3
（二）溴化锂水溶液的比焓－浓度图
当压力较低时，压力对液体的比焓
和混合热的影响很小，可认为溶液的 比焓只是温度和浓度的函数。
等压饱和液液线 等温液线
饱和液态和过冷液态的比焓在h－
ξ 图上可根据等温线和等浓度线的交 点确定。