吸收式空调基本知识概述
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。
第八章吸收式制冷
本原理。蒸气压缩式制冷的整个工作循环包括压 缩、冷凝、节流和蒸发四个过程，如图(a)。其中， 压缩机的作用是，一方面不断地将完成了吸热过 程而气化的制冷剂蒸气从蒸发器中抽吸出来，使 蒸发器维持低压状态，便于蒸发吸热过程能持续 不断地进行下去；另一方面，通过压缩作用，提 高气态制冷剂的压力和温度，为制冷剂蒸气向冷 却介质(空气或冷却水)释放热量创造条件。
制冷剂。
对于吸收剂循环来讲，可以将吸收器、发生 器和溶液泵看做是一个“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。 值得注意的是，吸收过程是将冷剂蒸气转化为液 体的过程，和冷凝过程一样为放热过程，故需要 由冷却介质带走其吸收热。
一、二元溶液的基本特性 两种互相不起化学作用的物质组成的均匀
混合物称二元溶液。所谓均匀混合物是指其内 部各种物理性质，如压力、温度、浓度、密度 等在整个混合物中各处都完全一致，不能用纯 机械的沉淀法或离心法将它们分离为原组成物 质；所有气态混合物都是均匀混合物。用作吸 收式制冷机工质对的混合物，在使用的温度和 浓度范围内都应当是均匀混合物。
(三)二元溶液的比焓-浓度图
对二元溶 液进行实际分 析计算时，常 用比焓-浓度图。 图示为具有典 型性的氨水溶 液的比焓-浓度 图。
比焓-浓度图的横坐标为氨水的质量浓度ξl， 纵坐标为溶液温度t，图中给出了氨水溶液的饱和压 力p(kPa)、饱和蒸气比焓hv(kJ／kg)、饱和液体比焓 h1(kJ／kg)和氨蒸气浓度ξv(kg NH3／kg vapor)等 参数线族。
或 由式(8-2)和(8-4)可得
制冷与空调-第13讲 吸收式制冷系统
三、单效溴化锂吸收式制冷理论循环
1、单效溴化锂吸收式制冷机的流程
至冷却塔 H2O
溴化锂跟H2O分离
冷 冻 水 回 路
蒸 汽 型
冷 却 水 回 路
直 燃 型
热 源 回 路
制 冷 剂 回 路
热 水 型
溶 液 回 路
余 热 型
冷凝器 节 流
H2O蒸发制冷
发生器
高温蒸汽
溴化锂 浓溶液
节流
溴化 锂稀 溶液
溶液泵 溴化锂跟水混合
pk p0
辅助线
9“
7
10
6→6a为浓溶液由湿蒸气变为饱和液状态， 6a→1为状态为6a的饱和液在压力P0下与状 态10的冷剂水蒸汽放热混合为稀溶液的过程。
89 饱和液体线 3g 9‘
t4
4 6a
pk
t2 3
5 6 p0
2 1
ξw
ξs
ξ
三、单40℃ p=0.93MPa
A
二、溴化锂吸收式制冷机的分类
1.按用途分类：冷水机组、冷热水机组、热泵机组 2.按驱动热源分类：蒸汽型、直燃型、热水型 3.按驱动热源的利用方式分类：单效、双效、多效 4.按溶液循环流程分类：串联流程、并联流程 5．按机组结构分类 1）单筒型，机组的主要换热器（发生器、冷凝器、蒸发器、吸 收器）布置在一个筒体内。 2）双筒型，机组的主要换热器布置在二个筒体内。 3）三筒或多筒型，机组的主要换热器布置在三个或多个筒体内 。
①吸收器：吸收制冷剂蒸汽； ②发生器：加热、释放制冷剂； ③溶液热交换器：内部能量利用，提高效率； ④溶液泵：加压作用。
一、吸收式制冷的基本原理
吸收式与压缩式的比较 共同点：
高压制冷剂蒸气在冷凝器中冷 凝后，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。
溴化锂吸收式制冷机相关知识
第一章 溴冷机的工作原理一、吸收式制冷技术图1－1表示吸收式制冷的工作原理。
吸收式制冷机由发生器1、冷凝器2、蒸发器3、冷剂泵4、溶液泵5、吸收器6及溶液热交换器7等部件组成。
工作介质除制取冷量的制冷剂外，还有吸收、解吸制冷剂的吸收剂，二者组成工质对。
在发生器中工质对被加热介质加热，解吸出制冷剂蒸汽。
制冷剂蒸汽在冷凝器中被冷凝冷却成液体，然后降压进入蒸发器吸热蒸发，产生制冷效应。
蒸发产生的制冷剂蒸汽进入吸收器，被来自发生器的工质对吸收，再由溶液泵加压后送入发生器，如此循环不息制取冷量。
为提高机组的热效率，设有溶液热交换器；为增强蒸发器的传热效果设有冷剂泵。
由于它是利用工质对的质量分数(浓度)变化，完成制冷剂的循环，因而被称为吸收式制冷。
目前常用的吸收式制冷有氨水吸收式与溴化锂水溶液吸收式两种。
而应用最广泛的是以水为制冷剂、溴化锂溶液为吸收剂，以制取5℃以上冷水为目的的溴化锂吸收式冷水机组。
二、溴化锂吸收式制冷机的一般特点1、主要优点1）利用热能为动力，不但能源利用范围广，而且具有两个重要特点：①能利用低势热能(余热、废热)，使溴化锂吸收式制冷机可以大量节约能耗；②以热能为动力，溴化锂吸收式制冷机比利用电能为动力的压缩式制冷机可以明显节约电耗。
以一台3500KW 的制冷机为例，压缩式制冷机耗电约600KW ，而溴化锂吸收式制冷机仅耗电10多KW 。
在电力比较紧缺的地区，使用这种机型有着现实意义。
图1－1 吸收式制冷机原理图2）运转安静，整个机组除功率较小的屏蔽泵外，无其他运动部件，噪声值仅75－80dB(A)。
3）以溴化锂水溶液为工质，无臭、无毒，有利于满足环保要求。
特别是蒙特利尔协议书签订后，国际止禁用氟氯烃化合物，迫切要求寻找代用工质。
除对新工质的开发研究外，对不含氟氯烃化合物的溴化锂水溶液的发展更加重视。
4）制冷机在真空状态下运行，无高压爆炸危险，安全可靠。
5）制冷量调节范围广。
在20－100%的负荷内可进行冷量的无级调节，并且随着负荷的变化调节溶液循环量，有着优良的调节特性。
第8章 吸收式制冷及设备.
节流装置
清华大学建筑学院建筑技术科学系
“热力压缩机”
2、吸收式制冷工质对的特性
（1）两组分的沸点不同
（2）吸收剂对制冷剂要有强烈的吸收性 能
（3）吸收式制冷工质对二元溶液的质量 分数
对二元溶液来说，除了需知道压力和温 度外，还需知道其组成溶液的成分，而 溶液的组分常用质量分数ξ来表示。
如果已知吸收式制冷工质对的二元溶液
6、热力计算
热力计算的原始数据：制冷量φ0，加 热介质温度th，冷却水温度tw和冷冻水 温度tcw。
tw2
Φa
tw1
5 1
溶液热 交换器
2
图8.5 单级溴化锂吸收式制冷装置流程
溶液热交换器的作用是使发生器出 来的热浓溶液将热量传给吸收器出来的 冷稀溶液，以减少发生器的耗热量，同 时减少吸收器的冷却水消耗量，以提高 制冷机的经济性。
采取这一措施可使循环的热力系数 提高大约50%。
❖ 在溴化锂吸收式制冷装置中，冷却水 系统如果采用串联式，则冷却水首先 通过吸收器，出来后再去冷凝器冷却。 采用这种串联冷却水系统，由于进出 溴化锂吸收式制冷机的冷却水温差大， 因此冷却塔应选用中温型。
8.1.3 溴化锂吸收式制冷
1945年美国CARLIN公司制成第一台制 冷量为每小时45万千卡(523.3kW)的溴化 锂吸收式制冷机。由于它具有不少优点， 如噪音小，无振动，无磨擦等，因而得 到了迅速的发展，特别是在空调制冷方 面占有显著地位。
1、溴化锂水溶液的特性
溴化锂是无色粒状结晶物，性质和食盐相似， 化学稳定性好，在大气中不会变质、分解或 挥发，此外，溴化锂无毒（有镇静作用）， 对皮肤无剌激。无水溴化锂的主要物性：
5、溴化锂吸收式制冷机的溶液循环倍 率
第八章--吸收式制冷
气中不变质、分解、挥发。无毒，对皮肤无刺激。
➢通常固体溴化锂含一个或两个结晶水。 ➢溴化锂水溶液对一般金属有腐蚀性。 ➢溴化锂的沸点比水高很多，溴化锂水溶液发生沸腾时只有水汽化，生成
纯制冷剂，故不需设蒸汽精馏设备，系统简单，热力系数较高。其主要弱点 在于以水为制冷剂，蒸发温度不能太低。并且系统对真空度要求较高。
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第一节 吸收式制冷的基本原理
可见：
➢吸收式制冷机的最大热力系数等于工作在Tg与Te之间的卡诺循环的热效率
与工作在T0和Te 之间的逆卡诺循环的制冷系数的乘积。
➢最大热力系数随热源温度的升高、环境温度的降低及被冷却介质温度的
升高而增大。
因此，可逆吸收式制冷循环可看成卡诺循环 与逆卡诺循环构成的联合循环，如右图所示。故 吸收式制冷与由热机驱动的压缩式制冷机相比， 只要外界的温度条件相同，二者的理想的最大热 力系数是相同的。
第八章 吸收式制冷
能源与动力学院建筑环境与设备工程系
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第一节 吸收式制冷的基本原理
蒸
气
压
缩
式 制 冷
节 流 装 置
的
基
本
原
理
冷凝器
蒸发器
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压P
缩 机
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第一节 吸收式制冷的基本原理
一、吸收式制冷的基本原理
利用浓溶液吸 收制冷剂蒸气
吸收器
发生器
利用热源使溶液 中的制冷剂气化
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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第一节 吸收式制冷的基本原理
1吸收式空调基本知
1.以热能为动力，电能耗用较少，且对热源要求不 高。能利用各种低势热能和废汽、废热、高于 75℃的热水以及地热、太阳能等，有利于热源的 综合利用。具有很好的节电、节能效果，经济性 好。
2.天然气为绿色能源，减少大气污染，符合国家环 保政策；能起到能源“削峰填谷”的作用。
3.整个机组除功率很小的屏蔽泵外，没有其他运动 部件，振动小、噪声低、运行比较安静。
4.能效比
(1)EER是空调器的制冷性能系数，也 称能效比，表示空调器的单位功率制冷量。
• (2)COP是空调器的制热性能系数，表 示空调器的单位功率制热量。
• (3)数学表达式为：EER=制冷量/制冷 消耗功率 COP=制热量/制热消耗功率
• (4)EER和COP越高，空调器能耗越小， 性能比越高。
成本和维护工作量 极其巨大。
环保
机外水系 统控制
溴化锂纯天然盐类物 氟利昂或氟利昂的
质，无毒无害，无污 替代品，有毒有害，
染，性能稳定，无泄 易泄露，每年需添
露、挥发。
加10%左右，会污
染环境。
使用绿色能源：天然 使用电，而我国电
气、蒸汽、废热、太 力80%为火电，对
阳能等。
环境污染严重。
具有机外水系统变频 无 节电控制功能。而机 外水系统电耗消耗有 空调主机运行费用的 三分之一强。
项目
吸收式空调
电冷机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
设计寿命超过20年， 10-13年，设备在 使用寿命 提高了资金的利用 使用过程利用率低，
率，降低了设备折 设备折旧率高。 旧率。
为全换热设备，机 械运动件少，故障 机组维护 率极低，维护工作 量小， 大幅减少用 户维护成本。
机械高速运转装置， 转动件多，每时每 刻处于高速运转中， 易损件多， 维修
吸收式制冷基本原理
“四大件”
“六大件”: 发生器，冷凝器，膨胀阀，蒸发器，吸收器，溶液泵
制冷循环1个 逆循环
两个循环： 1.制冷剂循环——逆循环（同蒸气压缩式制冷）； 2.吸收剂循环——正循环（视为热力压缩机）。
二、吸收式制冷机的热力系数
1、定义
——吸收式制冷机所制取的制冷量φ0与所消耗的热量φg之比。
可见：循环倍率对吸收式制冷的热力系数影响很大，为增 大热力系数，需减小循环倍率。
为减小循环倍率，需增大放气范围及减小浓溶液浓度 。
双 筒 形 单 效 溴 化 锂 吸 收 式 制 冷 机 结 构 简 图
溴化锂吸收式制冷机的主要附加措施
1、防腐蚀问题
一方面确保机组的密封性维持机组内高真空， 长期不运行时可充入氮气；另一方面在溶液中 加入缓蚀剂。
蒸汽压缩式 制冷
机械能或电能 （低品位）热能
吸收式制冷
多为单一工质 （R717,R718
,R22,R134a 等）
为沸点相差较大的物质组成的二元溶液 吸收剂——沸点高者
又名“制冷剂—吸收剂”工质对 制冷剂——沸点低者 常见二元溶液： （1）NH3+H2O——制冷温度：1~-45℃，多用作工艺生产过
程的冷源 制冷剂 吸收剂 （2） LiBr+H2O——制冷温度：>0℃，可用于制取空调用冷
➢该吸收式制冷循环是可逆的； 境的放热量
➢热媒温度、蒸发温度、冷凝温度、环境温度均为常量
吸收式制冷系统单位时间内引起外界熵的变化为：
由蒸周发热发围生力器环器学中境热第被引媒二冷起引定却的起律物熵的可质增熵知引为增：起为：系的：统熵SS引e增g 起为T外ee：T界gg S总0 熵的T变00 化吸应收大式于制或冷系等统于与零外：界的能量交换
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同方川崎逆流循环工作原理图
溴化锂吸收式空调以热能为动力，以水为 制冷剂，溴化锂溶液为吸收剂，制取0℃以上 的冷媒水，可用作空调或生产工艺过程的冷 源。与其他类型的空调相比，具有下述特点：
4.能效比COP
COP=输出能量/输入能量
COP值直接体现节能效果，COP值越高，节 能越明显，运行费用越低；
通常所说的术语有额定COP、综合COP、最 佳COP；
5.空调负荷估算及燃气耗量估算 制冷负荷初步估算：
宾馆客房：70—100W/m2 写字楼、医院： 80—130W/m2 餐饮、商场：150--230W/m2 工厂：200--300W/m2 燃气耗量初步估算：耗量/小时≈机组制冷量/天然 气热值/cop值 天然气热值为8600kcal/m3,cop值为1.25—1.46。
7.安装简便，对安装基础要求低。机器运转时振动 小，无需特殊基础，只考虑静负荷即可。可安装 在室内、室外、底层、楼层或屋顶。安装时只需 作一般校平，按要求连接气、水、电即可。
8.操作、维修保养方便。机组中除屏蔽泵、真空泵 和燃烧器等附属设备外，几乎都是换热设备，机 组性能稳定，操作比较简单 。
目前在中国生产吸收式空调的主要厂家有：远 大、双良、同方川崎、三洋、荏原、开利、 乐 星（LS)。
2.冷媒
冷冻空调系统中，用以传递热能，产生冷冻 效果的工作流体。
电空调：采用氟系列化学物质，如：R11、 R22、R134等。
吸收式空调：采用水作制冷剂和载冷剂，采 用溴化锂作吸收液。
3.溴化锂溶液主要特性 有咸味，无毒 ，弱碱性；
溴化锂在水中的溶解度随温度的降低而降 低；
有强烈的吸湿性；
对黑色金属和紫铜等材料在有空气存在时 有强烈的腐蚀性，但在真空状态下加入缓 蚀剂，基本上不腐蚀金属。
水机（1800USRT）； ❖ 1997年川重冷热工业制造新SIGMA节能系列吸收式制冷
机（节能40%）； ❖ 2002年川重冷热工业开始销售世界上最高效率的
SigmaAce系列吸收式冷冻机（三效机）。
1.计量单位 冷吨：RT(常用美国冷吨USRT） 大卡/小时：kcal/h(常用万大卡/小时） 千瓦： KW 换算关系：1 USRT=3024 kcal/h 1 万kcal/h=11.63 KW
液体蒸发时必须从周围吸取热量。在正常大气压力条件 下（760毫米汞柱），水要100℃才沸腾蒸发，而在真空环 境下，水可以在温度很低时沸腾，如在密闭的容器里制造 6毫米汞柱的真空条件，水的沸点只有4 ℃。溴化锂溶液 就可以创造这种真空条件，溴化锂是一种吸水性极强的盐 类物质，可以连续不断地将周围的水蒸汽吸收过来，维持 容器中的真空度。吸收式制冷机正是利用溴化锂做吸收剂、 用水做制冷剂、用天然气、柴油、高温蒸汽等燃料做热源 加热浓缩溶液。
发展历程 基本概念 工作原理 机组特点 与电冷机的区别 主要生产厂家简介
7年法国发表吸收冷冻机的理论。 ❖ 1884年利用氨-水组合发明了吸收冷冻机。 ❖ 1929年美国SABEL公司利用溴化锂制作小型冷冻机。 ❖ 1945年美国开利公司制作溴化锂小型冷冻机。 ❖ 1899年川崎重工大阪工厂开始制造锅炉 ❖ 1958年川重冷热工业首次开始生产制作燃气式带外罩型冷
4.以溴化锂溶液为工质，机器在真空状态下运转， 无臭、无毒、无爆炸危险、安全可靠、无公害、 有利于满足环境保护的要求。
5.冷量调节范围宽。随着外界负荷变化，机组可在 10％～100％的范围内进行冷量的无级调节。即 使低负荷运行，热效率几乎不下降，性能稳定， 能很好适应负荷变化的要求。
6.对外界条件变化的适应性强，运行条件范围宽， 不受环境温度影响。
暖房机（冷温风型）。
❖ 1959年川重冷热工业开始制作销售大型吸收冷冻机（国产 化第1号）。
❖ 1964年川重冷热工业在世界首次开始制作销售蒸气式双效 吸收冷冻机。
❖ 1968年川重冷热工业在世界上首次制造并销售直燃双效吸 收式冷温水机；
❖ 1976年川重冷热工业制造世界首台利用发电机排热再回收 型吸收式冷温水机并开始冷热电三联供系统的商业化研究；
❖ 1977年川重冷热工业制造世界首台大型船用吸收式冷冻机 ❖ 1978年川重冷热工业制造单、双效组合太阳能吸收式制冷
机； ❖ 1979年川重冷热工业制造新型逆向溶液循环方式制冷机； ❖ 1984年川重冷热工业开发成功冷温水远程监控运行管理系
统； ❖ 1990年川重冷热工业制造出当时世界上最大的吸收式冷温
1.以热能为动力，电能耗用较少，且对热源要求不 高。能利用各种低势热能和废汽、废热、高于 75℃的热水以及地热、太阳能等，有利于热源的 综合利用。具有很好的节电、节能效果，经济性 好。
2.天然气为绿色能源，减少大气污染，符合国家环 保政策；能起到能源“削峰填谷”的作用。
3.整个机组除功率很小的屏蔽泵外，没有其他运动 部件，振动小、噪声低、运行比较安静。
还有规模较小的如：联丰、特迈施、深蓝等。