制冷原理及设备-第六章 氨水吸收式制冷机
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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A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。
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
整个系统包括 两个回路：
制冷剂回路 溶液回路
机械学院能动教研室
基本原理
(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；
(2)溶液循环 发生器中流出的浓溶液降压后进入吸收器，吸收由蒸发器 产生的冷剂蒸气，形成稀溶液，用泵将稀溶液输送至发生器， 重新加热，形成浓溶液。这些过程的作用相当于蒸气压缩式制 冷循环中压缩机所起的作用。
吸收式制冷机利用溶 液在一定条件下能折出低 沸点组分的蒸汽，在另一 条件下又能强烈吸收低沸 点组分的蒸汽这一特性完 成制冷循环。
机械学院能动教研室
吸收式制冷基本原理
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）
机械学院能动教研室
吸收式制冷基本原理
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。
第六章氨水吸收式制冷机
6.1 概述 6.2 氨水溶液的性质 6.3 单级氨水吸收式制冷机循环过程及其在h-w图上的表示 6.4 氨水吸收式制冷机与蒸气压缩式制冷机性能的比较
机械学院能动教研室
6.1 概 述
吸收式制冷机和蒸汽压缩式制冷机都是利用制冷剂的汽 化潜热制冷的，两者的主要区别在于前者依靠消耗热能作为 补偿实现制冷，后者则通过消耗功作为补偿实现制冷。
部溶液。在低温下，溶液的浓度受到纯水冰、纯氨冰或氨的水合物 NH3·H2O和2NH3·H2O析出的限制。
氨溶于水后有微量的离子化现象出现，即
NH3＋H2O
NH4+＋OH-
故氨水溶液呈弱碱性。
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6.2.2 对有色金属的腐蚀作用
氨水溶液与液氨的性质相似，它无色、有刺激性臭味，对有色金属(除磷青 铜外)有腐蚀作用，所以，氨水吸收式制冷系统中不允许采用铜及铜合金材料。
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基本设备
节流阀
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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基本设备
6.2.3 密度、比热、导热系数、粘度 及表面张力
纯氨液在0℃时的密度为0．64kg／l对氨水 溶液而言，它的密度随温度和浓度的变化而变 化，图6—2给出了这种变化关系。通常也可按 下面的公式近似地加以计算：
0 1 0.35 kg/l (6—1)
式中 ρ0—0℃时密度，ξ′—氨水溶液的浓度
发生器 generator 吸收式制冷机中，通 过加热析出制冷剂的 设备。
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。
机械学院能动教研室
吸收式制冷机中多采用二元溶液作为工质，习惯上称低沸 点组分为制冷剂，高沸点组分为吸收剂。对于液体吸收剂，它 应具有如下特性 ：
氟里昂溶液
硫酸水溶液
制冷剂
氨 水 甲醇 氨 氨 R12、 R22、R21 水
吸收剂
水 溴化锂 溴化锂 硫氰酸钠 氯化钙 矿物质油 二甲替甲酰胺 硫酸
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6.2 氨水溶液的性质
6.2.1 氨在水中的溶解
氨在水中的浓度用质量分数ξ表示，等于溶液中氨的质量与溶液总
质量之比。 水和液氨能以任意比例完全混合，在常温下能形成ξ等于0到1的全
1)具有强烈吸收制冷剂的能力； 2)在相同压力下，它的沸腾温度应比制冷剂的沸腾温度高得多； 3)不应有爆炸、燃烧和对人体有害的危险， 4)对金属材料的腐蚀性较小； 5)价格低廉、易于获得。
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表6-1 制冷剂—吸收剂工质对
名称
氨水溶液 溴化锂水溶液 溴化锂甲醇溶液 硫氰酸钠—氨溶液 氯化钙—氨溶液
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。机械学院能动教研室来自压缩式与吸收式制冷的异同
不同点
工质不同
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
机械学院能动教研室
制冷剂
低沸点组分
基本原理
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。
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吸收式与蒸气压缩式制冷循环的比较
蒸气压缩式制冷
冷凝器
节
压P
流
缩
装
机
置
蒸发器
吸收式制冷循环
冷凝器
膨
制冷剂循环－
胀
逆循环
阀
蒸发器
相当于一个压缩机
发生器
节
吸收剂循环－
流
正循环
装
置
吸收器
泵
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
冷凝器和发生器属于高压侧。冷凝器内的压力是根据冷凝 温度而定的，该温度必须稍高于冷却介质的温度；发生器内的 压力由于要克服管道阻力等的影响而应稍高于冷凝器的压力。 在进行下面的讨论时将忽略这些压差，然而在实际情况中，这 种压差必须加以考虑，特别是在低温装置中，吸收器内一个较 小的压差就能引起浓度的较大差别。
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压缩式与吸收式制冷的异同
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。
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压缩式与吸收式制冷的异同
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
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氨水溶液的密度
氨水溶液的比热
氨水溶液的导热系数
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氨水溶液的粘度
6.3单级氨水吸收式制冷机循环过程及其在h一ξ图上表示
6.3.1 系统中的压力和温度
蒸发器和吸收器属于低压侧。蒸发器内的压力由所希望的 蒸发温度确定，该温度必须稍低于被冷却介质的温度；吸收器 内的压力稍低于蒸发压力，一方面是因为在它们之间存在着管 道的流动阻力，另一方面也是溶液吸收氨蒸汽所必须具有的推 动力。
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
整个系统包括 两个回路：
制冷剂回路 溶液回路
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基本原理
(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；
(2)溶液循环 发生器中流出的浓溶液降压后进入吸收器，吸收由蒸发器 产生的冷剂蒸气，形成稀溶液，用泵将稀溶液输送至发生器， 重新加热，形成浓溶液。这些过程的作用相当于蒸气压缩式制 冷循环中压缩机所起的作用。
吸收式制冷机利用溶 液在一定条件下能折出低 沸点组分的蒸汽，在另一 条件下又能强烈吸收低沸 点组分的蒸汽这一特性完 成制冷循环。
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吸收式制冷基本原理
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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吸收式制冷基本原理
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。
第六章氨水吸收式制冷机
6.1 概述 6.2 氨水溶液的性质 6.3 单级氨水吸收式制冷机循环过程及其在h-w图上的表示 6.4 氨水吸收式制冷机与蒸气压缩式制冷机性能的比较
机械学院能动教研室
6.1 概 述
吸收式制冷机和蒸汽压缩式制冷机都是利用制冷剂的汽 化潜热制冷的，两者的主要区别在于前者依靠消耗热能作为 补偿实现制冷，后者则通过消耗功作为补偿实现制冷。
部溶液。在低温下，溶液的浓度受到纯水冰、纯氨冰或氨的水合物 NH3·H2O和2NH3·H2O析出的限制。
氨溶于水后有微量的离子化现象出现，即
NH3＋H2O
NH4+＋OH-
故氨水溶液呈弱碱性。
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6.2.2 对有色金属的腐蚀作用
氨水溶液与液氨的性质相似，它无色、有刺激性臭味，对有色金属(除磷青 铜外)有腐蚀作用，所以，氨水吸收式制冷系统中不允许采用铜及铜合金材料。
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基本设备
节流阀
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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基本设备
6.2.3 密度、比热、导热系数、粘度 及表面张力
纯氨液在0℃时的密度为0．64kg／l对氨水 溶液而言，它的密度随温度和浓度的变化而变 化，图6—2给出了这种变化关系。通常也可按 下面的公式近似地加以计算：
0 1 0.35 kg/l (6—1)
式中 ρ0—0℃时密度，ξ′—氨水溶液的浓度
发生器 generator 吸收式制冷机中，通 过加热析出制冷剂的 设备。
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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吸收式制冷机中多采用二元溶液作为工质，习惯上称低沸 点组分为制冷剂，高沸点组分为吸收剂。对于液体吸收剂，它 应具有如下特性 ：
氟里昂溶液
硫酸水溶液
制冷剂
氨 水 甲醇 氨 氨 R12、 R22、R21 水
吸收剂
水 溴化锂 溴化锂 硫氰酸钠 氯化钙 矿物质油 二甲替甲酰胺 硫酸
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6.2 氨水溶液的性质
6.2.1 氨在水中的溶解
氨在水中的浓度用质量分数ξ表示，等于溶液中氨的质量与溶液总
质量之比。 水和液氨能以任意比例完全混合，在常温下能形成ξ等于0到1的全
1)具有强烈吸收制冷剂的能力； 2)在相同压力下，它的沸腾温度应比制冷剂的沸腾温度高得多； 3)不应有爆炸、燃烧和对人体有害的危险， 4)对金属材料的腐蚀性较小； 5)价格低廉、易于获得。
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表6-1 制冷剂—吸收剂工质对
名称
氨水溶液 溴化锂水溶液 溴化锂甲醇溶液 硫氰酸钠—氨溶液 氯化钙—氨溶液
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。机械学院能动教研室来自压缩式与吸收式制冷的异同
不同点
工质不同
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
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制冷剂
低沸点组分
基本原理
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。
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吸收式与蒸气压缩式制冷循环的比较
蒸气压缩式制冷
冷凝器
节
压P
流
缩
装
机
置
蒸发器
吸收式制冷循环
冷凝器
膨
制冷剂循环－
胀
逆循环
阀
蒸发器
相当于一个压缩机
发生器
节
吸收剂循环－
流
正循环
装
置
吸收器
泵
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
冷凝器和发生器属于高压侧。冷凝器内的压力是根据冷凝 温度而定的，该温度必须稍高于冷却介质的温度；发生器内的 压力由于要克服管道阻力等的影响而应稍高于冷凝器的压力。 在进行下面的讨论时将忽略这些压差，然而在实际情况中，这 种压差必须加以考虑，特别是在低温装置中，吸收器内一个较 小的压差就能引起浓度的较大差别。
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压缩式与吸收式制冷的异同
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。
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压缩式与吸收式制冷的异同
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
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氨水溶液的密度
氨水溶液的比热
氨水溶液的导热系数
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氨水溶液的粘度
6.3单级氨水吸收式制冷机循环过程及其在h一ξ图上表示
6.3.1 系统中的压力和温度
蒸发器和吸收器属于低压侧。蒸发器内的压力由所希望的 蒸发温度确定，该温度必须稍低于被冷却介质的温度；吸收器 内的压力稍低于蒸发压力，一方面是因为在它们之间存在着管 道的流动阻力，另一方面也是溶液吸收氨蒸汽所必须具有的推 动力。