4-2吸收式制冷技术

1993：开利公司，GAX技术可能成为美国
和世界范围内的主流产品，并取得了生产 许可证
要求热源温度高－燃气吸收式热泵
09:1917BAK7、辅助制冷剂吸收制冷循环
冷剂
既不溶于主制冷剂也不溶于吸收溶液
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在吸收制冷循环的主制冷剂中加入辅助制
冷热水机组（热泵机组）：交替或同时供应冷
水和热水
工质对
氨/水：采用NH3/H2O工质对（氨吸收式）
水/溴化锂：采用H2O/LiBr工质对（溴化锂吸
收式）
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三、吸收式机组的分类 演 示
驱动热源 蒸汽型：利用蒸汽的潜热 热水型：利用热水的显热 直燃型：利用燃料的燃烧热 余热型：利用工业或生活余热
1、三效溴化锂吸收式制冷系统
冷剂蒸汽凝结热被多次利用
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空调工况COP可达1.8，比双效要高33%，
其一次能源消耗量比电力驱动蒸汽压缩制 冷还低 没有全面投放市场的主要原因：
溴化锂溶液在高温时对金属的腐蚀性很强
添加剂（辛醇）在高温下要分解 高压发生器压力较高，一些国家的法规不允许
工作沸点又接近于主制冷剂工作沸点
不参与循环的发生、吸收过程
蒸发器（混合蒸汽）→吸收器（制冷剂被
吸收） → 辅助制冷剂分压力↑ → 达到饱和 压力时冷凝 辅助制冷剂→制冷量↑、COP ↑
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8、吸收/压缩混合循环
压缩制冷循环＋吸收制冷循环
电力不足时完全吸收制冷循环 压缩制冷循环→ COP ↑
水/溴化锂系统＝I型热泵
水/溴化锂系统的吸收热、氨/水吸收式制
冷循环的冷凝热得以利用→COP↑
系统复杂
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5、双级复合式吸收制冷/热泵循环
型热泵→提升用热温度
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水/溴化锂吸收式I型热泵＋氨/水吸收式I
利用了所有加入的热量，同时从低温环境
压缩制冷循环COP较高 吸收压力↑ →溶液循环浓度差↑
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9、附加发电功能的循环
锅炉排热加热制冷循环的发生器
可实现冷热电联供
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两类热泵
驱动热源 TH
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输出热源 TU
Qg Qg+Q0
第一类 热泵 输出热源 TU 驱动热源 TH
Q g- Q 0 Qg
第二类 热泵
Q0
低温热源 TL
Q0
低温热源 TL
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四、吸收制冷（制热）循环的研究
低温级发生器吸热→制冷量 COP值可达2.0左右 高温级吸收器、低温级发生器负压下运行
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4、单纯复合式吸收制冷循环
制冷剂、溶液不混合
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复合式吸收制冷循环是由两个工质对组成，
扩大了溴化锂制冷系统的使用范围，T0↓
化锂机组的生产、使用大国
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二、吸收式制冷原理
化
冷凝、节流、蒸发 发生 氨水 （浓溶液） 加热 氨气 氨水 （稀溶液）
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利用工质对不同温度下吸收气体能力的变
氨气 氨水稀溶液 吸收氨气
冷却 吸收
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溴化锂吸收式制冷原理 演示
制冷系统压力相当
高温氨/水吸收式制冷循环的冷凝热未利用
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3、降压发生复叠式吸收制冷循环
↓
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利用发生器内发生压力↓→溶液的饱和温度
当发生压力降到一定值后，冷源所具有的温
度T0 →使发生器内的溶液发生沸腾而分离
10、常温热输送循环
和热水，必须予以保温
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通常地区冷热联供系统中所输送的是冷水
常温热输送循环不必保温（NIP－Non
Insulation Pipe）
三重管安全、紧凑
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11、浓度差蓄能循环
在常温下储存
潜热储存，储存热量比显热大得多
§4-2 吸收式制冷技术研究进展
一、吸收式制冷技术的发展历程
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1810：J.Leslie－硫酸/水(H2SO4/H2O) 吸收式制冰
装置
1859：F.Carre－氨/水(NH3/H2O)吸收式制冷机
1954：Carrier公司－溴化锂吸收式冷水机组 1960s：美国和日本—双效溴化锂吸收式冷水机组、
三、吸收式机组的分类
低温热源利用方式
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第一类热泵：从低温热源吸热，输出热的温度低于
驱动热源－提升热的量
第二类热泵：向低温热源放热，输出热的温度高于
驱动热源－提升热的质（温度）
多级吸收：有多个蒸发温度，吸收剂在多个不同压
力下吸收
冷剂蒸汽凝结热的多次利用 吸收热的利用
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提高循环的性能系数，降低能源的消耗
三效溴化锂吸收式冷水机组、复叠循环、复合
循环、GAX循环及辅助循环
扩大其功能，增加其应用范围
吸收/压缩循环、附有发电机的循环
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吸收器：
纵槽管、花瓣管、F管
发生器：
低肋管、微细多孔管
溶液热交换器：
小孔径的无缝钢管，管内设有来复线或填以钢丝 大波纹小孔径高效传热管
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（TFE/NMP、TFE/E181）以取代氨/水工质对
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3、中压双效复叠式吸收制冷循环（氨/水）
高温氨/水吸收式制冷循环＋中温氨/水吸
收式制冷循环
两个系统的冷凝器和蒸发器共用 高温吸收式制冷循环的吸收热得以利用 COP > 1.0，系统压力与常规氨/水吸收式
中吸收热量→ COP ↑
采用冷、热联供方式，则能量利用率更高 在居民区或大厦内采用氨/水吸收式制冷系
统尚有争议
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6、GAX吸收制冷循环
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1984～1985：菲利普公司，GAX循环燃气
吸收式热泵的试验样机，其供冷COP＝ 0.7～0.9，供热COP＝1.6～1.8
多元工质系 H2O /LiBr＋无机盐→空冷化 溶解度↑→防结晶 H2O /LiBr＋ 异辛醇（活性剂）→强化溶液的 吸收过程 溴化锂溶液的表面张力↓→溶液膜厚度↓
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六、高效传热管的研究与开发
蒸发器：
低肋管 、C管
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驱动热源的利用方式 单效：热源在机组内被直接利用一次 双效：热源在机组内直接和间接地二次利用 多效：驱动热源在机组内被直接和间接地多次利用 多级发生：驱动热源在多个压力不同的发生器内被多 次直接利用
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机组难以小型化、风冷化氨/水吸收式制冷 系统
氨/水吸收式制冷系统 氨有毒性 易燃易爆性
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新型吸收式制冷工质对
取代氨制冷剂新型制冷剂 甲胺(CH3NH2)＋H2O 三氟乙醇(TFE)＋NMP （E181）
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我国吸收式制冷技术的发展历程
水机组
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1966年制成了蒸汽型单效溴化锂吸收式冷
1982年开始蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水
机组的商业化生产
1992年制成直燃型双效溴化锂吸收式冷热
水机组
目前实际生产3500～4500台/年，已成为溴
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发生 水蒸 汽 LiBr水 （稀溶液） 加热 冷凝、节流、蒸发 水蒸 汽 LiBr水 （浓溶液） 冷却 LiBr水稀溶液 吸收水蒸汽
吸收
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三、吸收式机组的分类
用途 ：
冷水机组 ：供应冷水
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与吸收/压缩混合循环联合使用可实现电力
削峰填谷作用
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五、吸收式制冷工质对的研究
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目前已投入使用的吸收式制冷系统 水/溴化锂吸收式制冷系统
制冷温度不能低于5℃ 溴化锂存在结晶线，水/溴化锂吸收式制冷
直燃型溴化锂吸收式冷热水机组
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一、吸收式制冷技术的发展历程
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1973年的中东石油危机 、1987年蒙特利尔
协议－－收式制冷技术得到了进一步的发 展
1990s：直燃型多效溴化锂吸收式制冷机、
高效氨/水GAX循环吸收式制冷机和小型氨/ 水吸收式制冷机进入了商业化开发阶段
使用
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2、单纯复叠式吸收制冷循环（氨/水）
高温高压氨/水吸收式循环 ＝I型热泵
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高温高压氨/水吸收式循环的吸收热得以利用 发生器和冷凝器的工作压力很高
不利于降低设备的成本 不利于系统运行的安全
目前国外正在研究新型吸收制冷工质对