吸收式制冷基本原理課件

吸收式制冷的基本原理

1吸收式制冷的基本原理

1一.吸收式制冷的基本原理

（一）制冷方法：屬液體氣化法（二）工作原理：通過消耗熱能實(shí)現(xiàn)熱量由低溫物體向高溫物體的轉(zhuǎn)移（圖8-1）制冷劑循環(huán)（逆循環(huán)）吸收劑循環(huán)（正循環(huán)）吸收式制冷循環(huán)2一.吸收式制冷的基本原理（一）制冷方法：屬液體氣化法（二）吸收式制冷與蒸氣壓縮式制冷的比較3吸收式制冷與蒸氣壓縮式制冷的比較3——吸收式制冷機(jī)所制取的制冷量φ0與所消耗的熱量φg之比。二、吸收式制冷機(jī)的熱力系數(shù)

式中：φ0－吸收式制冷機(jī)所制取的制冷量；

φk－吸收式制冷機(jī)所消耗的熱量。1、定義

3.最大熱力系數(shù)2.定義式蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)：逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)最大εmax；吸收式制冷系統(tǒng)：也存在最大熱力系數(shù)ζmax：4——吸收式制冷機(jī)所制取的制冷量φ0與所消耗的熱量φg之比。二吸收式制冷系統(tǒng)與外界的能量交換設(shè)：該吸收式制冷循環(huán)是可逆的；熱媒溫度、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、環(huán)境溫度均為常量

根據(jù)熱力學(xué)第一定律：系統(tǒng)對周圍環(huán)境的放熱量蒸發(fā)器中被冷卻物質(zhì)引起的熵增為：周圍環(huán)境引起的熵增為：由熱力學(xué)第二定律可知：系統(tǒng)引起外界總熵的變化應(yīng)大于或等于零：即：發(fā)生器熱媒引起的熵增為：吸收式制冷系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)引起外界熵的變化為：5吸收式制冷系統(tǒng)與外界的能量交換設(shè)：根據(jù)熱力學(xué)第吸收式制冷機(jī)的最大熱力系數(shù)忽略泵的功耗，即P=0工作在Tg與Te之間的卡諾循環(huán)的熱效率；工作在To和Te

之間的逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)ζmax↑=f(Tg↑,Te↓,To↑）4、熱力完善度（ηa）即：ηa=ζ/ζmax——熱力系數(shù)ζ與最大熱力系數(shù)ζmax之比6吸收式制冷機(jī)的最大熱力系數(shù)忽略泵的功耗，即P=0工作在Tg與本章重點(diǎn)內(nèi)容1.概念：熱力系數(shù)；熱力完善度；吸收劑溶液；制冷劑——吸收劑溶液；2.吸收式制冷與常規(guī)蒸汽壓縮式制冷相比有何不同之處？3.請推導(dǎo)吸收式制冷系統(tǒng)最大熱力系數(shù)的表達(dá)式。4.可否直接用蒸汽壓縮式制冷的制冷系數(shù)與吸收式制冷的熱力系數(shù)比較兩種制冷系統(tǒng)性能的優(yōu)劣？7本章重點(diǎn)內(nèi)容1.概念：熱力系數(shù)；熱力完善度；吸收劑溶液；制冷第二節(jié)溴化鋰水溶液的特性一、溴化鋰水溶液的特性無水溴化鋰性質(zhì)和食鹽相似，化學(xué)性能穩(wěn)定；無毒，對皮膚無刺激；溴化鋰水溶液對一般金屬有腐蝕性。溴化鋰具有極強(qiáng)吸水性，其濃溶液是很好的吸收劑。溴化鋰的沸點(diǎn)（1265℃）很高，加熱時(shí)只有水氣化，系統(tǒng)

簡單，熱力系數(shù)較高。以水為制冷劑，蒸發(fā)溫度>0℃。系統(tǒng)對真空度要求高。8第二節(jié)溴化鋰水溶液的特性一、溴化鋰水溶液的特性8(一)、溴化鋰水溶液的壓力－飽和溫度圖

第二節(jié)溴化鋰水溶液的特性溴化鋰水溶液蒸汽壓圖純水的壓力－飽和溫度關(guān)系結(jié)晶線

溴化鋰溶液沸騰時(shí)，只有水被汽化，故溶液的蒸氣壓為水蒸氣的分壓。由圖可知：一定溫度下溶液的水蒸氣飽和分壓力低于純水的飽和分壓力，并且濃度越高，分壓力越低：結(jié)晶線表明在不同溫度下的飽和濃度。溫度越低，飽和濃度也越低。溴化鋰溶液的濃度過高或溶液溫度過低均易形成結(jié)晶。(機(jī)組運(yùn)行時(shí)應(yīng)防止發(fā)生結(jié)晶)9(一)、溴化鋰水溶液的壓力－飽和溫度圖第二節(jié)溴化鋰水溶液(二)溴化鋰水溶液的比焓－濃度圖

飽和液態(tài)和過冷液態(tài)的比焓在h－ξ圖上可根據(jù)等溫線和等濃度線的交點(diǎn)確定。在溴化鋰溶液的h－ξ圖上只有液相區(qū)，氣態(tài)為純水蒸汽，集中在ξ＝0的縱軸上。由于平衡時(shí)氣液同溫度，可通過某等壓輔助線和等焓線交點(diǎn)確定。

當(dāng)壓力較低時(shí)，壓力對液體的比焓和混合熱的影響很小，可認(rèn)為溶液的比焓只是溫度和濃度的函數(shù)。等溫液線等壓飽和液液線10(二)溴化鋰水溶液的比焓－濃度圖飽和液態(tài)和過冷液態(tài)的比焓在第三節(jié)溴化鋰吸收式制冷機(jī)

一、

溴化鋰吸收式制冷機(jī)的特點(diǎn)

(1)不需要設(shè)置蒸汽精餾設(shè)備，系統(tǒng)簡單，熱力系數(shù)較高；(2)可以利用各種熱能驅(qū)動(dòng)，節(jié)約用電；(3)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動(dòng)部件少，安全可靠；(4)對大氣臭氧層無害，噪音較低。(5)一次能源消耗量大于壓縮式，提倡利用廢熱制冷。11第三節(jié)溴化鋰吸收式制冷機(jī)一、溴化鋰吸收式制冷機(jī)三、單效溴化鋰吸收式制冷理論循環(huán)

12三、單效溴化鋰吸收式制冷理論循環(huán)12決定吸收式制冷熱力過程的外部條件是三個(gè)溫度：熱源溫度th、冷卻介質(zhì)溫度tw、被冷卻介質(zhì)溫度tcw

tcw決定p0（t0）

tw決定pk（tk）及吸收器內(nèi)溶液的最低溫度t1

th決定發(fā)生器內(nèi)溶液的最高溫度t4

則:p0和t1決定吸收器內(nèi)稀溶液的濃度ξw;

pk和t4決定發(fā)生器內(nèi)濃溶液的濃度ξs。13決定吸收式制冷熱力過程的外部條件是三個(gè)溫度：13第三節(jié)溴化鋰吸收式制冷機(jī)溶液的循環(huán)倍率f

定義：系統(tǒng)中每產(chǎn)生1kg的制冷劑所需要的制冷劑－吸收劑的千克數(shù)。F，ξw

DF－D，ξs

fkg1kg

設(shè)從吸收器進(jìn)入發(fā)生器的稀溶液流量為F，發(fā)生器中產(chǎn)生的水蒸汽的質(zhì)量流量為D，則由發(fā)生器進(jìn)入吸收器的濃溶液流量為F－D，根據(jù)發(fā)生器內(nèi)溴化鋰的質(zhì)平衡方程可導(dǎo)出：“放氣范圍”（4%—5%）

14第三節(jié)溴化鋰吸收式制冷機(jī)溶液的循環(huán)倍率fF，ξwDF(3)理想溴化鋰吸收式制冷循環(huán)的熱力系數(shù)

第三節(jié)溴化鋰吸收式制冷機(jī)

可見：循環(huán)倍率對吸收式制冷的熱力系數(shù)影響很大，為增大熱力系數(shù)，需減小循環(huán)倍率。

為減小循環(huán)倍率，需增大放氣范圍及減小濃溶液濃度。15(3)理想溴化鋰吸收式制冷循環(huán)的熱力系數(shù)第三

雙筒形單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖16雙筒形單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖16

溴化鋰吸收式制冷機(jī)的主要附加措施1、防腐蝕問題

一方面確保機(jī)組的密封性維持機(jī)組內(nèi)高真空，長期不運(yùn)行時(shí)可充入氮?dú)猓涣硪环矫嬖谌芤褐屑尤刖徫g劑。2、抽真空裝置3、防結(jié)晶問題4、制冷量的調(diào)節(jié)（10%-100%）

改變加熱介質(zhì)的溫度及稀溶液的循環(huán)量(借助三通閥)。

17溴化鋰吸收式制冷機(jī)的主要附加措施17吸收式制冷的基本原理

18吸收式制冷的基本原理

1一.吸收式制冷的基本原理

（一）制冷方法：屬液體氣化法（二）工作原理：通過消耗熱能實(shí)現(xiàn)熱量由低溫物體向高溫物體的轉(zhuǎn)移（圖8-1）制冷劑循環(huán)（逆循環(huán)）吸收劑循環(huán)（正循環(huán)）吸收式制冷循環(huán)19一.吸收式制冷的基本原理（一）制冷方法：屬液體氣化法（二）吸收式制冷與蒸氣壓縮式制冷的比較20吸收式制冷與蒸氣壓縮式制冷的比較3——吸收式制冷機(jī)所制取的制冷量φ0與所消耗的熱量φg之比。二、吸收式制冷機(jī)的熱力系數(shù)

式中：φ0－吸收式制冷機(jī)所制取的制冷量；

φk－吸收式制冷機(jī)所消耗的熱量。1、定義

3.最大熱力系數(shù)2.定義式蒸氣壓縮式制冷系統(tǒng)：逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)最大εmax；吸收式制冷系統(tǒng)：也存在最大熱力系數(shù)ζmax：21——吸收式制冷機(jī)所制取的制冷量φ0與所消耗的熱量φg之比。二吸收式制冷系統(tǒng)與外界的能量交換設(shè)：該吸收式制冷循環(huán)是可逆的；熱媒溫度、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、環(huán)境溫度均為常量

根據(jù)熱力學(xué)第一定律：系統(tǒng)對周圍環(huán)境的放熱量蒸發(fā)器中被冷卻物質(zhì)引起的熵增為：周圍環(huán)境引起的熵增為：由熱力學(xué)第二定律可知：系統(tǒng)引起外界總熵的變化應(yīng)大于或等于零：即：發(fā)生器熱媒引起的熵增為：吸收式制冷系統(tǒng)單位時(shí)間內(nèi)引起外界熵的變化為：22吸收式制冷系統(tǒng)與外界的能量交換設(shè)：根據(jù)熱力學(xué)第吸收式制冷機(jī)的最大熱力系數(shù)忽略泵的功耗，即P=0工作在Tg與Te之間的卡諾循環(huán)的熱效率；工作在To和Te

之間的逆卡諾循環(huán)的制冷系數(shù)ζmax↑=f(Tg↑,Te↓,To↑）4、熱力完善度（ηa）即：ηa=ζ/ζmax——熱力系數(shù)ζ與最大熱力系數(shù)ζmax之比23吸收式制冷機(jī)的最大熱力系數(shù)忽略泵的功耗，即P=0工作在Tg與本章重點(diǎn)內(nèi)容1.概念：熱力系數(shù)；熱力完善度；吸收劑溶液；制冷劑——吸收劑溶液；2.吸收式制冷與常規(guī)蒸汽壓縮式制冷相比有何不同之處？3.請推導(dǎo)吸收式制冷系統(tǒng)最大熱力系數(shù)的表達(dá)式。4.可否直接用蒸汽壓縮式制冷的制冷系數(shù)與吸收式制冷的熱力系數(shù)比較兩種制冷系統(tǒng)性能的優(yōu)劣？24本章重點(diǎn)內(nèi)容1.概念：熱力系數(shù)；熱力完善度；吸收劑溶液；制冷第二節(jié)溴化鋰水溶液的特性一、溴化鋰水溶液的特性無水溴化鋰性質(zhì)和食鹽相似，化學(xué)性能穩(wěn)定；無毒，對皮膚無刺激；溴化鋰水溶液對一般金屬有腐蝕性。溴化鋰具有極強(qiáng)吸水性，其濃溶液是很好的吸收劑。溴化鋰的沸點(diǎn)（1265℃）很高，加熱時(shí)只有水氣化，系統(tǒng)

簡單，熱力系數(shù)較高。以水為制冷劑，蒸發(fā)溫度>0℃。系統(tǒng)對真空度要求高。25第二節(jié)溴化鋰水溶液的特性一、溴化鋰水溶液的特性8(一)、溴化鋰水溶液的壓力－飽和溫度圖

第二節(jié)溴化鋰水溶液的特性溴化鋰水溶液蒸汽壓圖純水的壓力－飽和溫度關(guān)系結(jié)晶線

溴化鋰溶液沸騰時(shí)，只有水被汽化，故溶液的蒸氣壓為水蒸氣的分壓。由圖可知：一定溫度下溶液的水蒸氣飽和分壓力低于純水的飽和分壓力，并且濃度越高，分壓力越低：結(jié)晶線表明在不同溫度下的飽和濃度。溫度越低，飽和濃度也越低。溴化鋰溶液的濃度過高或溶液溫度過低均易形成結(jié)晶。(機(jī)組運(yùn)行時(shí)應(yīng)防止發(fā)生結(jié)晶)26(一)、溴化鋰水溶液的壓力－飽和溫度圖第二節(jié)溴化鋰水溶液(二)溴化鋰水溶液的比焓－濃度圖

飽和液態(tài)和過冷液態(tài)的比焓在h－ξ圖上可根據(jù)等溫線和等濃度線的交點(diǎn)確定。在溴化鋰溶液的h－ξ圖上只有液相區(qū)，氣態(tài)為純水蒸汽，集中在ξ＝0的縱軸上。由于平衡時(shí)氣液同溫度，可通過某等壓輔助線和等焓線交點(diǎn)確定。

當(dāng)壓力較低時(shí)，壓力對液體的比焓和混合熱的影響很小，可認(rèn)為溶液的比焓只是溫度和濃度的函數(shù)。等溫液線等壓飽和液液線27(二)溴化鋰水溶液的比焓－濃度圖飽和液態(tài)和過冷液態(tài)的比焓在第三節(jié)溴化鋰吸收式制冷機(jī)

一、

溴化鋰吸收式制冷機(jī)的特點(diǎn)

(1)不需要設(shè)置蒸汽精餾設(shè)備，系統(tǒng)簡單，熱力系數(shù)較高；(2)可以利用各種熱能驅(qū)動(dòng)，節(jié)約用電；(3)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動(dòng)部件少，安全可靠；(4)對大氣臭氧層無害，噪音較低。(5)一次能源消耗量大于壓縮式，提倡利用廢熱制冷。28第三節(jié)溴化鋰吸收式制冷機(jī)一、溴化鋰吸收式制冷機(jī)三、單效溴化鋰吸收式制冷理論循環(huán)

29三、單效溴化鋰吸收式制冷理論循環(huán)12決定吸收式制冷熱力過程的外部條件是三個(gè)溫度：熱源溫度th、冷卻介質(zhì)溫度tw、被冷卻介質(zhì)溫度tcw

tcw決定p0（t0）

tw決定pk（tk）及吸收器內(nèi)溶液的最低溫度t1

th決定發(fā)生器內(nèi)溶液的最高溫度t4

則:p0和t1決定吸收器內(nèi)稀溶液的濃度ξw;

pk和t4決定發(fā)生器內(nèi)濃溶液的濃度ξs。30決定吸收式制冷熱力過程的外部條件是三個(gè)溫度：13第三節(jié)溴化鋰吸收式制冷機(jī)溶液的循環(huán)倍率f

定義：系統(tǒng)中每產(chǎn)生1kg的制冷劑所需要的制冷劑－吸收劑的千克數(shù)。F，ξw

DF－D，ξs

fkg1kg

設(shè)從吸收器進(jìn)入發(fā)生器的稀溶液流量為F，發(fā)生器中產(chǎn)生的水蒸汽的質(zhì)量流量為D，則由發(fā)生器進(jìn)入吸收器的濃溶液流量為F－D，根據(jù)發(fā)生器內(nèi)溴化鋰的質(zhì)平衡方程可導(dǎo)出：“放氣范圍”（4%—5%）

31第三節(jié)溴化鋰吸收式制冷機(jī)溶液的循環(huán)倍率fF，ξwDF(3)理想溴化鋰吸收式制冷循環(huán)的熱力系數(shù)

第三節(jié)溴化鋰吸收式制冷機(jī)

可見：循環(huán)倍率對吸收式制冷的熱力系數(shù)影響很大，為增大熱力系數(shù)，需減小循環(huán)倍率。

為減小循環(huán)倍率，需增大放氣范圍及