第八章 吸收式制冷(课堂PPT)

根据热力学第一定律： g 0 P a k e 假设：
➢该吸收式制冷循环是可逆的； ➢发生器热媒温度、蒸发温度、冷凝
温度、环境温度均为常量。 则：
发生器热媒引起的熵增为：
Sg
g
Tg
2
吸收器 冷凝器
吸收式制冷系统与外界的能量交换
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第一节 吸收式制冷的基本原理
蒸发器中被冷却物质引起的熵增为：
2
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第一节 吸收式制冷的基本原理
一、吸收式制冷机的热力系数
1、吸收式制冷机热力系数ζ的定义 吸收式制冷机所制取的制冷量与所消耗的热量之比，即：
＝0 k
式中：Ø0－吸收式制冷机所制取的制冷量； Øk－吸收式制冷机所消耗的热量。
2、吸收式制冷机热力系数分析 (1)吸收式制冷系统与外界的能量交换
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第一节 吸收式制冷的基本原理
1→2：泵的加压过程，来自吸收器 的稀溶液由压力P0下的饱和液变为压力 Pk下的过冷液，浓度不变，温度近似不 变，点1与点2基本重合。
0 g
T0 Tg
Tg Te
Te
T0
则吸收式制冷机的最大热力系数ζmax为：
max
T0 Tg
Tg Te
Te T0
Tg Te Tg
T0 Te T0
c c
2
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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
目前，溴化锂吸收式制冷机发展迅速，在大型空调制冷系统和低品 位热能利用方面占有重要地位。
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第三节 单效溴化锂吸收式制冷机
一、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(见flash)
单效溴化锂吸收式制冷机的流程
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第三节 单效溴化锂吸收式制冷机
2、单效溴化锂吸收式制冷机理论循环
➢溴化锂溶液的浓度过高或
结晶线
溶液温度过低均易形成结
晶。(机组运行时应防止发生结晶)
溴化锂水溶液蒸汽压图
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第二节 二元溶液的特性
(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。
➢饱和液态和过冷液态的比焓在h－
溴 化
ξ图上可根据等温线和等浓度线的交
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。
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第二节 二元溶液的特性
(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 纯水的压力－饱和温度关系 的蒸气压为水蒸气的分压。由图可知：
➢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。
S0
0
T0
周围环境引起的熵增为：
Se
e
Te
由热力学第二定律可知：系统引起外界总熵的变化应大于或等于零， 即：
S g 0 e 0
Tg T0 Te
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第一节 吸收式制冷的基本原理
将能量平衡方城代入上式，有：
g
Tg Te Tg
0
Te T0 T0
P
若忽略泵的功耗，则吸收式制冷机的热力系数为：
➢ 溴化锂水溶液的浓度指溶液中溴化锂的质量浓度；
(在溴化锂吸收式制冷机中，吸收剂是浓溶液。)
➢ 氨水溶液的浓度指溶液中氨的质量浓度。
(在氨吸收式制冷机中，吸收剂是稀溶液。)
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第二节 二元溶液的特性
一、溴化锂水溶液的特性
溴化锂－水溶液是目前空调用吸收式制冷机采用的工质对。 溴化锂的性质：
➢无水溴化锂为无色粒状结晶物，性质和食盐相似，化学稳定性好，在大
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
2
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
低压制冷剂(气液共存)
节流阀
压缩式制冷机的制冷系数应乘以驱动压缩 机的动力装置的热效率后，才能与吸收式制 冷机的热力系数相比。
可逆吸收式制冷循环
2百度文库
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第二节 二元溶液的特性
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第二节 二元溶液的特性
在吸收式制冷循环中，制冷剂－吸收剂工质对(二元混合物)的特 性是关键问题，工质对的特性受溶液浓度的影响。
对于吸收式制冷机通常规定：
冷凝器
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第一节 吸收式制冷的基本原理
1、吸收式制冷循环
相当于一个压缩机
冷凝器
发生器
膨
制冷剂循环－
胀
逆循环
阀
蒸发器
节
吸收剂循环－
流
正循环
装
置
吸收器
泵
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第一节 吸收式制冷的基本原理 2、吸收式制冷机的构成
膨蒸
冷
胀发
凝
阀器
器
与蒸气压缩式制 冷系统完全相同
发吸 生收 器器
节 泵溶 流液 装 置
相当于“热力压缩机” 吸收器相当于吸气侧 发生器相当于压出侧
锂 水
点确定。
溶
➢在溴化锂溶液的h－ξ图上只有液
液 的
相区，气态为纯水蒸汽，集中在ξ＝
比 焓
0的纵轴上。由于平衡时气液同温度，
－
可通过某等压辅助线和等焓线交点
浓 度
确定。
图
2
等压饱和液液线 等温液线
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第三节 单效溴化锂吸收式制冷机
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第三节 单效溴化锂吸收式制冷机
溴化锂吸收式制冷机的优点 (1)不需要设置蒸汽精馏设备，系统简单，热力系数较高； (2)可以利用各种热能驱动，节约大量用电； (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。
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
3、制冷剂－吸收剂溶液
在吸收器中，吸收剂吸收制冷剂蒸气而形成的溶液称之为制冷剂－ 吸收剂溶液。(也称之为制冷剂－吸收剂工质对)
在吸收式制冷机中，吸收剂通常以二元溶液的形式参与循环，吸收剂溶液与 制冷剂－吸收剂溶液的区别在于前者所含制冷剂的浓度比后者低。
常用的制冷剂－吸收剂工质对： 水－溴化锂 水－氯化锂 氨－水