吸收式制冷

第七章吸收式制冷
思考题
1 吸收式制冷机是如何完成制冷循环的？在溴化锂吸收式制冷循环中，制冷剂和吸收剂分别起那些作用？从制冷剂、制冷能源、制冷方式、散热方式等各方面比较吸收式制冷和蒸汽压缩式制冷的异同点。

答：吸收式制冷机包括两个循环回路：制冷剂循环和吸收剂循环。

制冷剂循环中，高压气态制冷器在冷凝器中间冷却介质放热被凝结成液态后，经节流装置减压降温进入蒸发器；在蒸发器中气化为低压气体，同时吸收被冷却介质的热量产生制冷效应。

这些过程与蒸汽压缩式制冷循环是完全一样的。

吸收剂循环中，液态吸收剂在吸收器中吸收来自蒸发器的低压气态制冷剂，变为稀溶液；经溶液泵升压后进图发生器，在其中被加热沸腾，其中沸点低的制冷器气化成高压制冷剂气体，进入冷凝器循环，浓溶液返回吸收器。

吸收式制冷循环中，制冷剂用于制取冷量。

吸收剂可以作为将以产生制冷效应的制冷蒸汽从
2 试分析在吸收式制冷系统中为何双效系统比单效系统的热力系数高。

答：双效系统中高压发生器的溶液气化所产生的高温冷剂水蒸气作用低压发生器加热溶液，再与低压发生器中溶液气化所产生的冷剂蒸汽混合在一起，作为高压制冷剂进入冷凝器。

由于高压发生器中冷剂蒸汽的凝结热已经用在正循环中，使得发生器的耗热量减少，所以热力系数高。

3 简述蒸汽型单效制冷式冷水机组有哪些部件？说明各个部件的作用与工作原理。

为什么说溶液热交换器是一个节能部件？
主要有发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、膨胀阀、减压阀、发生器泵、蒸发器泵、溶液热交换器、冷却水管路、冷冻水管路.
来自吸收器的冷稀溶液与来自发生器的热浓溶液在热交换器中进行热交换，既提高了进入发生器的冷稀溶液的温度，又降低了进入吸收器的热浓溶液的温度，减少了吸收器的冷却负荷与发生器的加热负荷，所以是一个节能部件。

4 为什么在溴化锂吸收式制冷剂中，蒸发器不采用蒸汽压缩式制冷系统中的满液式蒸发结构？
满液式蒸发器中冲一定高度的制冷剂，产生一定的静压，会是下部液体的蒸发温度升高。

5 试分析吸收式制冷机组与蒸汽压缩式制冷机组中冷却水的温度是否越低越好？
否。

吸收式制冷机组中冷却水温度过低会导致吸收器温度降低，从而出口稀溶液温度降低，从而时在溶液热交换器中，与之换热的浓溶液温度降低，低于结晶温度，析出晶体，堵塞管道，使COP降低甚至不能正常运行。

蒸汽压缩式制冷机组，冷却水温度降低，引起冷凝温度降低，从而冷凝压力降低。

根据制冷原理，冷凝压力下降压机的功耗也下降，制冷系数可以提高。

但是冷却水温度太低会导致膨胀阀前后的压力差变小（Pk-Po)。

这样的结果是造成膨胀阀的流量急剧减小，使制冷装置工作失调，制冷量大大降低。

而且冷凝压力低会使油压油温降低，不利于回油。

6 吸收式制冷剂中溴化锂溶液的吸收、发生过程与溴化锂溶液除湿系统的除湿、再生过程有何区别和联系？
吸收式制冷机中，溴化锂同业在发生器中气化，得到的浓溶液返回到吸收器吸收低压气态制冷剂变为稀溶液，又泵打到发生器中形成循环。

溶液除湿系统中除湿器和再生器的循环于此类似。

不同之处在于吸收式制冷中吸收和蒸发出的冷剂水一直在系统中循环，而除湿机中除湿器吸收的水来自于新风，再生器中蒸发出的水排出后，只有浓溶液回到系统中循环。

7 结合目前所学的知识，分析吸收式冷水机组和吸收式热泵的最佳应用场合。

因为吸收式制冷机组和吸收式热泵均需要热源加热发生器完成循环，并且往往能效比并不高，所以系统不应采用商业能源或高品位能源，适用于有低品位热源供应的场合，例如工业废热、自然锅炉、发电厂废气等。

练习题
1
如上简图，溶液中水蒸发掉，浓度从61%到63% 2.
查表得
ℎA=59kcal/kg
ℎB=62kcal/kg
∆h=3 kcal/kg = 12.6 KJ/kg
所以从a到b时放出的热量为12.6 KJ/kg。

3.
吸收式从水中提取的冷量：
Q 水=∅×(1+1
COP c
)=∅×(1+1
1.4
)=1.71∅
离心式从水中提取的冷量：
Q 水=∅×(1+1
COP c
)=∅×(1+1
6
)=1.17∅
∵制冷量和冷却水温差相同，∴比较提取的热量，就可以比较水量。

吸收式冷水机组的冷却水量更大，对于一次能源的利用效率问题，得考虑到一次能源的发电效率，发电效率约为30%的话，离心式冷水机组的一次能源利用率还是会高一些。

4.
(1) 电驱动
Q 夏=1.93×105+1.93×105
COP c
=2.316×105kw∙ℎ
Q 冬=7.76×105+7.76×105
COPℎ
=5.54×105kw∙ℎ
∴冷热不平衡率=2.316
5.54
−1=−0.58吸收式热泵
Q 夏=1.93×105+1.93×105
COP c
=3.68×105kw∙ℎ
Q 冬=7.76×105+7.76×105
COPℎ
=3.45×105kw∙ℎ
∴冷热不平衡率=3.68
3.45
−1=0.067 (2) 电驱动
Q 水=
(Q
夏
+Q
冬
)×3600
∆t×4.2
=1.35×105t
热泵
Q 水=
(Q
夏
+Q
冬
)×3600
∆t×4.2
=1.22×105t
(3)
根据计算，吸收式热泵冷热不平衡率更接近0，也就是更平衡，所需水量两者差不多，选热泵较好。

但是需要注意的是，热泵耗能更多。

5 三氟乙醇沸点-78.4℃，四甘醇二甲醚沸点275.3℃
在发生器中，用低品位热源对溶液加热，沸点较低的三氟乙醇蒸发，低温低压的冷剂蒸汽进入压缩机成为高温高压的蒸汽，在吸收器中被喷淋下来的浓溶液吸收、放热，吸收了冷剂得到的稀溶液又回到了发生器被加热蒸出冷剂，得到的浓溶液用泵打到吸收器中喷淋，在热交换器中被调回稀溶液预热，形成一个循环。

与第二类热泵相同点，都利用了吸收过程放出的热量得到所需的热水。

不同：压缩吸收式热泵中直接利用高温蒸汽被稀溶液吸收放出的热量，利用压缩机输入电能提供能源，而第二类热泵中蒸气经过冷凝器冷凝后再进入蒸发器吸收蒸发后再进行吸收放热，在冷凝器中放出的热没有得到很好的利用。