吸收式制冷基本原理
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＝s－ w
“放气范围”（4 %—5 %）
1kg
D F－D， ξs
F，ξw
f kg
第三节 溴化锂吸收式制冷机
(3) 理想溴化锂吸收式制冷循环的热力系数
0 Dh10 h9 h10 h9 g F h4 h3 Dh7 h4 f h4 h3 h7 h4
吸收式制冷的基本原理
一.吸收式制冷的基本原理
（一）制冷方法：属液体气化法
（二）工作原理： 通过消耗热能实现热量由低温物体向高温物体的转移（图8-1）
制冷剂循环 （逆循环）
吸收剂ຫໍສະໝຸດ Baidu环 （正循环）
吸收式制冷循环
吸收式制冷与蒸气压缩式制冷的比较
比较内容
1.消耗能源 的形式 2.制冷工质
蒸汽压缩式 制冷
结晶线
溴化锂溶液的浓度过高或
溶液温度过低均易形成结 溴化锂水溶液蒸汽压图
晶。(机组运行时应防止发生结晶)
(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－ξ图上可根据等温线和等浓 度线的交点确定。
＝
0 g
(8 1)
式中：φ 0－吸收式制冷机所制取的制冷量；
φ k－吸收式制冷机所消耗的热量。
3.最大热力系数 蒸气压缩式制冷系统：逆卡诺循环的制冷系数最大ε 吸收式制冷系统：也存在最大热力系数ζ max：
max；
根据热力学第一定律：
g 0 P a k e
设：
第二节 溴化锂水溶液的特性
(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 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：
纯水的压力－饱和温度关系
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。
3.系统组成 4.循环个数
“四大件” 制冷循环1个 逆循环
“六大件”: 发生器，冷凝器，膨胀阀，蒸发器，吸收器，溶液泵 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。 2.定义式
等压饱和液液线 等温液线
在溴化锂溶液的h－ξ图上只有
液相区，气态为纯水蒸汽，集中 在ξ＝0的纵轴上。由于平衡时气 液同温度，可通过某等压辅助线 和等焓线交点确定。
第三节 溴化锂吸收式制冷机
一、 溴化锂吸收式制冷机的特点
(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，节约用电； (3) 结构简单，运动部件少，安全可靠； (4) 对大气臭氧层无害，噪音较低。 (5)一次能源消耗量大于压缩式，提倡利用废热制冷。
(8 2)
系统对周围环 境的放热量
该吸收式制冷循环是可逆的； 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： 蒸发器中被冷却物质引起的熵增为：S 0 0 吸收式制冷系统与外界的能量交换 T 0 周围环境引起的熵增为： S e 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： 发生器热媒引起的熵增为： S g
机械能或电能 多为单一工质 （R717,R718 ,R22,R134a 等） （低品位）热能
吸收式制冷
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 冻水或工艺用冷却水 吸收剂 制冷剂
三、单效溴化锂吸收式制冷理论循环
决定吸收式制冷热力过程的外部条件是三个温度： 热源温度th、冷却介质温度tw、被冷却介质温度tcw tcw决定p0（t0） tw决定pk（tk）及吸收器内溶液的最低温度t1 th决定发生器内溶液的最高温度t4 则:p0和t1决定吸收器内稀溶液的浓度ξw; pk和t4决定发生器内浓溶液的浓度ξs。
g
Tg
即： S S g S0 Se
g
Tg
(8 3)
(8 4)
0
T0
e
Te
0
S
g
Tg
0
T0
e
Te
0
(8 4)
g 0 P a k e
(8 2)
g
Tg Te Tg
0
0 T0 Tg Te g Tg Te T0
第三节 溴化锂吸收式制冷机
(2) 溶液的循环倍率f
定义：系统中每产生1kg的制冷剂所需要的制冷剂－吸收剂的千克数。 设从吸收器进入发生器的稀溶液流量为F，发生器中产生的水蒸 汽的质量流量为D，则由发生器进入吸收器的浓溶液流量为 F－D，根 据发生器内溴化锂的质平衡方程可导出：
s F f D s w
第二节 溴化锂水溶液的特性
一、溴化锂水溶液的特性
无水溴化锂性质和食盐相似，化学性能稳定；无毒，对皮
肤无刺激；溴化锂水溶液对一般金属有腐蚀性。
溴化锂具有极强吸水性，其浓溶液是很好的吸收剂。 溴化锂的沸点（1265℃）很高，加热时只有水气化，系统
简单，热力系数较高。
以水为制冷剂，蒸发温度>0℃。系统对真空度要求高。
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。 2、抽真空装置 3、防结晶问题 4、制冷量的调节（10 % -100 % ） 改变加热介质的温度及稀溶液的循环量(借助 三通阀)。 •
Tg Te Tg
Te T0 P T0
忽略泵的功 耗，即P=0
(8 5)
(8 6)
(8 6' )
工作在To和Te 之 间的逆卡诺循环 的制冷系数
吸收式制冷机的最大热力系数 max
T0 C C Te T0
工作在Tg与Te之间的 卡诺循环的热效率；
4、热力完善度（ηa）
——热力系数ζ 与最大热力系数ζ ζ max ↑ =f(Tg↑,Te↓, To↑） 即：ηa= ζ / ζmax
max之比
本章重点内容
• 1.概念：热力系数；热力完善度；吸收剂溶液；制冷剂——吸收剂溶液； • 2.吸收式制冷与常规蒸汽压缩式制冷相比有何不同之处？ • 3.请推导吸收式制冷系统最大热力系数的表达式。 • 4.可否直接用蒸汽压缩式制冷的制冷系数与吸收式制冷的热力系数比较两 种制冷系统性能的优劣？
“放气范围”（4 %—5 %）
1kg
D F－D， ξs
F，ξw
f kg
第三节 溴化锂吸收式制冷机
(3) 理想溴化锂吸收式制冷循环的热力系数
0 Dh10 h9 h10 h9 g F h4 h3 Dh7 h4 f h4 h3 h7 h4
吸收式制冷的基本原理
一.吸收式制冷的基本原理
（一）制冷方法：属液体气化法
（二）工作原理： 通过消耗热能实现热量由低温物体向高温物体的转移（图8-1）
制冷剂循环 （逆循环）
吸收剂ຫໍສະໝຸດ Baidu环 （正循环）
吸收式制冷循环
吸收式制冷与蒸气压缩式制冷的比较
比较内容
1.消耗能源 的形式 2.制冷工质
蒸汽压缩式 制冷
结晶线
溴化锂溶液的浓度过高或
溶液温度过低均易形成结 溴化锂水溶液蒸汽压图
晶。(机组运行时应防止发生结晶)
(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－ξ图上可根据等温线和等浓 度线的交点确定。
＝
0 g
(8 1)
式中：φ 0－吸收式制冷机所制取的制冷量；
φ k－吸收式制冷机所消耗的热量。
3.最大热力系数 蒸气压缩式制冷系统：逆卡诺循环的制冷系数最大ε 吸收式制冷系统：也存在最大热力系数ζ max：
max；
根据热力学第一定律：
g 0 P a k e
设：
第二节 溴化锂水溶液的特性
(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 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：
纯水的压力－饱和温度关系
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。
3.系统组成 4.循环个数
“四大件” 制冷循环1个 逆循环
“六大件”: 发生器，冷凝器，膨胀阀，蒸发器，吸收器，溶液泵 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。 2.定义式
等压饱和液液线 等温液线
在溴化锂溶液的h－ξ图上只有
液相区，气态为纯水蒸汽，集中 在ξ＝0的纵轴上。由于平衡时气 液同温度，可通过某等压辅助线 和等焓线交点确定。
第三节 溴化锂吸收式制冷机
一、 溴化锂吸收式制冷机的特点
(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，节约用电； (3) 结构简单，运动部件少，安全可靠； (4) 对大气臭氧层无害，噪音较低。 (5)一次能源消耗量大于压缩式，提倡利用废热制冷。
(8 2)
系统对周围环 境的放热量
该吸收式制冷循环是可逆的； 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： 蒸发器中被冷却物质引起的熵增为：S 0 0 吸收式制冷系统与外界的能量交换 T 0 周围环境引起的熵增为： S e 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： 发生器热媒引起的熵增为： S g
机械能或电能 多为单一工质 （R717,R718 ,R22,R134a 等） （低品位）热能
吸收式制冷
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 冻水或工艺用冷却水 吸收剂 制冷剂
三、单效溴化锂吸收式制冷理论循环
决定吸收式制冷热力过程的外部条件是三个温度： 热源温度th、冷却介质温度tw、被冷却介质温度tcw tcw决定p0（t0） tw决定pk（tk）及吸收器内溶液的最低温度t1 th决定发生器内溶液的最高温度t4 则:p0和t1决定吸收器内稀溶液的浓度ξw; pk和t4决定发生器内浓溶液的浓度ξs。
g
Tg
即： S S g S0 Se
g
Tg
(8 3)
(8 4)
0
T0
e
Te
0
S
g
Tg
0
T0
e
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0
(8 4)
g 0 P a k e
(8 2)
g
Tg Te Tg
0
0 T0 Tg Te g Tg Te T0
第三节 溴化锂吸收式制冷机
(2) 溶液的循环倍率f
定义：系统中每产生1kg的制冷剂所需要的制冷剂－吸收剂的千克数。 设从吸收器进入发生器的稀溶液流量为F，发生器中产生的水蒸 汽的质量流量为D，则由发生器进入吸收器的浓溶液流量为 F－D，根 据发生器内溴化锂的质平衡方程可导出：
s F f D s w
第二节 溴化锂水溶液的特性
一、溴化锂水溶液的特性
无水溴化锂性质和食盐相似，化学性能稳定；无毒，对皮
肤无刺激；溴化锂水溶液对一般金属有腐蚀性。
溴化锂具有极强吸水性，其浓溶液是很好的吸收剂。 溴化锂的沸点（1265℃）很高，加热时只有水气化，系统
简单，热力系数较高。
以水为制冷剂，蒸发温度>0℃。系统对真空度要求高。
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。 2、抽真空装置 3、防结晶问题 4、制冷量的调节（10 % -100 % ） 改变加热介质的温度及稀溶液的循环量(借助 三通阀)。 •
Tg Te Tg
Te T0 P T0
忽略泵的功 耗，即P=0
(8 5)
(8 6)
(8 6' )
工作在To和Te 之 间的逆卡诺循环 的制冷系数
吸收式制冷机的最大热力系数 max
T0 C C Te T0
工作在Tg与Te之间的 卡诺循环的热效率；
4、热力完善度（ηa）
——热力系数ζ 与最大热力系数ζ ζ max ↑ =f(Tg↑,Te↓, To↑） 即：ηa= ζ / ζmax
max之比
本章重点内容
• 1.概念：热力系数；热力完善度；吸收剂溶液；制冷剂——吸收剂溶液； • 2.吸收式制冷与常规蒸汽压缩式制冷相比有何不同之处？ • 3.请推导吸收式制冷系统最大热力系数的表达式。 • 4.可否直接用蒸汽压缩式制冷的制冷系数与吸收式制冷的热力系数比较两 种制冷系统性能的优劣？