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1、第六章第六章 氨吸收式制冷機(jī)氨吸收式制冷機(jī)目的、要求目的、要求 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 吸收式制冷是液體汽化法制冷的一種。吸收式制冷是液體汽化法制冷的一種。 它以耗費(fèi)低溫?zé)崮茏鳛檠a(bǔ)償實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán),它以耗費(fèi)低溫?zé)崮茏鳛檠a(bǔ)償實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán),對(duì)有余熱場(chǎng)所熱能的綜合利用,以及對(duì)于太對(duì)有余熱場(chǎng)所熱能的綜合利用,以及對(duì)于太陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用都有重要的意義。陽(yáng)能的開(kāi)發(fā)和運(yùn)用都有重要的意義。1.1.吸收式制冷的兩個(gè)循環(huán)吸收式制冷的兩個(gè)循環(huán) 制冷劑逆循環(huán)制冷劑逆循環(huán) 吸收劑溶液正循環(huán)吸收劑溶液正循環(huán)利用吸收方式氣體制冷劑回復(fù)液體形狀制冷劑蒸發(fā)吸收熱量制冷吸收式制冷吸收式制冷泵泵吸吸收收器器換熱器換熱器發(fā)發(fā)生生器器蒸

2、發(fā)器蒸發(fā)器節(jié)流閥節(jié)流閥QL載冷體載冷體水水低檔次蒸汽TR、QR冷凝器冷凝器QH水水2 2、蒸氣緊縮式與吸收式制冷機(jī)的比較、蒸氣緊縮式與吸收式制冷機(jī)的比較吸收式制冷機(jī)是一種以熱能為主要?jiǎng)恿Φ闹评錂C(jī) 。蒸汽緊縮制冷循環(huán):緊縮機(jī)耗費(fèi)機(jī)械功吸收式制冷循環(huán):吸收器,發(fā)生器,換熱器,泵 耗費(fèi)低檔次熱量 吸收式和蒸汽緊縮式制冷機(jī)任務(wù)原理吸收式和蒸汽緊縮式制冷機(jī)任務(wù)原理a a吸收式制冷機(jī)吸收式制冷機(jī) b b蒸汽緊縮式制冷機(jī)蒸汽緊縮式制冷機(jī)E E 一蒸發(fā)器一蒸發(fā)器 C C 一冷凝器一冷凝器 EV EV 一膨脹閥一膨脹閥 CO CO 一緊縮機(jī)一緊縮機(jī) G G 一發(fā)生器一發(fā)生器 A A 一吸收器一吸收器 P P 一

3、溶液泵一溶液泵3.3.熱力系數(shù)熱力系數(shù) 吸收式制冷機(jī)采用蒸發(fā)器中的制冷吸收式制冷機(jī)采用蒸發(fā)器中的制冷量量Q0Q0與發(fā)生器的耗熱量與發(fā)生器的耗熱量QgQg之比來(lái)衡量它之比來(lái)衡量它運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性。這一比值稱為吸收式制運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性。這一比值稱為吸收式制冷機(jī)的熱力系數(shù)冷機(jī)的熱力系數(shù). g0QQ4 4 吸收式制冷循環(huán)工質(zhì)的選擇要求吸收式制冷循環(huán)工質(zhì)的選擇要求 與蒸汽緊縮式制冷根本一樣,應(yīng)具有較大與蒸汽緊縮式制冷根本一樣,應(yīng)具有較大的單位容積制冷量,任務(wù)壓力不應(yīng)太高或太低,的單位容積制冷量,任務(wù)壓力不應(yīng)太高或太低,價(jià)廉,無(wú)毒,不爆炸和不腐蝕等性質(zhì)。價(jià)廉,無(wú)毒,不爆炸和不腐蝕等性質(zhì)。5.5.對(duì)吸收劑的選擇要求

4、對(duì)吸收劑的選擇要求 1 1吸收劑應(yīng)具有劇烈吸收制冷劑的才干吸收劑應(yīng)具有劇烈吸收制冷劑的才干2 2吸收劑和制冷劑的沸點(diǎn)相差越大越好。吸收劑和制冷劑的沸點(diǎn)相差越大越好。3 3吸收劑應(yīng)具有較大的熱導(dǎo)率,較小的密度和粘度,吸收劑應(yīng)具有較大的熱導(dǎo)率,較小的密度和粘度,較小的比熱,以提高制冷循環(huán)的任務(wù)效率。較小的比熱,以提高制冷循環(huán)的任務(wù)效率。4 4在化學(xué)性質(zhì)方面要求無(wú)毒在化學(xué)性質(zhì)方面要求無(wú)毒不熄滅不熄滅不爆炸,對(duì)不爆炸,對(duì)制冷機(jī)的金屬資料無(wú)腐蝕和具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性。制冷機(jī)的金屬資料無(wú)腐蝕和具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性。5 5吸收式制冷循環(huán)工質(zhì)對(duì)所組成的二元溶液,必需吸收式制冷循環(huán)工質(zhì)對(duì)所組成的二元溶液,必需是

5、非共沸溶液。是非共沸溶液。6.6.吸收式制冷機(jī)的工質(zhì)對(duì)吸收式制冷機(jī)的工質(zhì)對(duì) 1. 1.以水作為制冷劑的工質(zhì)對(duì)以水作為制冷劑的工質(zhì)對(duì) 2.2.以氨為制冷劑的工質(zhì)對(duì)以氨為制冷劑的工質(zhì)對(duì)低沸點(diǎn)組分為制冷劑氨,高沸點(diǎn)組分低沸點(diǎn)組分為制冷劑氨,高沸點(diǎn)組分為吸收劑水。吸收器能劇烈吸收氨蒸氣,為吸收劑水。吸收器能劇烈吸收氨蒸氣,發(fā)生器能析出氨氣。發(fā)生器能析出氨氣。 3.3.乙醇作為制冷劑的工質(zhì)對(duì)乙醇作為制冷劑的工質(zhì)對(duì) 4.4.以氟利昂為制冷劑的工質(zhì)對(duì)以氟利昂為制冷劑的工質(zhì)對(duì) 到目前為止,實(shí)踐上運(yùn)用的還只限于氨到目前為止,實(shí)踐上運(yùn)用的還只限于氨- -水溶液與溴化鋰水溶液與溴化鋰- -水溶液兩種。水溶液兩種。

6、第二節(jié)第二節(jié) 氨水溶液的性質(zhì)氨水溶液的性質(zhì) 6.2.2 6.2.2 氨對(duì)有色金屬的腐蝕作用氨對(duì)有色金屬的腐蝕作用對(duì)有色金屬有腐蝕作用,不能用銅及銅合金資料。對(duì)有色金屬有腐蝕作用,不能用銅及銅合金資料。6.2.36.2.3密度、比熱容、導(dǎo)熱率、粘度及外表張力密度、比熱容、導(dǎo)熱率、粘度及外表張力 密度:密度:=1-0.35 =1-0.35 隨隨,。 比熱容:隨比熱容:隨,cc。 導(dǎo)熱率:導(dǎo)熱率: 隨隨,。 粘度:先隨粘度:先隨,;后隨;后隨,。外表張力:隨外表張力:隨,外表張力,外表張力。 6.2.16.2.1氨在水中的溶解氨在水中的溶解質(zhì)量分?jǐn)?shù):質(zhì)量分?jǐn)?shù):=0=01 1氨的質(zhì)量氨的質(zhì)量/ /溶液

7、總質(zhì)量溶液總質(zhì)量第三節(jié)第三節(jié) 單級(jí)氨水吸收式制冷機(jī)循環(huán)過(guò)程單級(jí)氨水吸收式制冷機(jī)循環(huán)過(guò)程及其在及其在h-h-圖上的表示圖上的表示6 63 31 1系統(tǒng)中的壓力和溫度系統(tǒng)中的壓力和溫度系統(tǒng)由低壓側(cè)和高壓側(cè)組成。系統(tǒng)由低壓側(cè)和高壓側(cè)組成。低壓側(cè):蒸發(fā)器低壓側(cè):蒸發(fā)器P0P0,t0t0和吸收器和吸收器P0/P0/ P0/ P0P0/ PkPk/ Pk 忽略上述壓差。吸收器和冷凝器的溫度由冷忽略上述壓差。吸收器和冷凝器的溫度由冷卻水溫決議,發(fā)生器的溫度由加熱介質(zhì)溫度卻水溫決議,發(fā)生器的溫度由加熱介質(zhì)溫度決議。決議。6.3.26.3.2單級(jí)氨水吸收式制冷機(jī)的循環(huán)過(guò)程單級(jí)氨水吸收式制冷機(jī)的循環(huán)過(guò)程設(shè)精餾塔提

8、高氨蒸氣的濃度。含提餾段、精餾段、設(shè)精餾塔提高氨蒸氣的濃度。含提餾段、精餾段、發(fā)生器、回流冷凝器。發(fā)生器、回流冷凝器。流程圖:流程圖:1a(1a(r,f) r,f) 過(guò)冷過(guò)冷PkPk發(fā)生器得蒸氣發(fā)生器得蒸氣3 3 提餾段提餾段1 1(d(d,1+R),1+R)精餾段和精餾段和回流冷凝器得回流冷凝器得 高濃度氨蒸氣高濃度氨蒸氣(Ra(Ra 1)51)5 冷凝器冷凝液體冷凝器冷凝液體Pk 6Pk 6節(jié)流閥節(jié)流節(jié)流閥節(jié)流7P0 7P0 蒸發(fā)器蒸發(fā)器8 8稀溶液稀溶液aa,f-1f-122溶液熱交換器降溫溶液熱交換器降溫Pk2aPk2a節(jié)流閥節(jié)流節(jié)流閥節(jié)流3P03P0吸收器吸收器(r,f)r,f)44

9、液泵升壓液泵升壓Pk Pk 過(guò)冷過(guò)冷4a4a溶液熱交換器加熱溶液熱交換器加熱1a1a6.3.3 6.3.3 循環(huán)過(guò)程在循環(huán)過(guò)程在h-h-圖上的表示圖上的表示 %闡明闡明1 1溶液的蒸發(fā)和冷凝在定溶液的蒸發(fā)和冷凝在定壓下進(jìn)展,但不是定溫,由壓下進(jìn)展,但不是定溫,由于在冷凝時(shí)隨著溶液中低沸于在冷凝時(shí)隨著溶液中低沸點(diǎn)組分的增多,溶液的飽和點(diǎn)組分的增多,溶液的飽和溫度降低;在蒸發(fā)時(shí)隨著溶溫度降低;在蒸發(fā)時(shí)隨著溶液中低沸點(diǎn)組分的減少,溶液中低沸點(diǎn)組分的減少,溶液的飽和溫度提高。濕蒸氣液的飽和溫度提高。濕蒸氣的干度越大,蒸發(fā)溫度越高。的干度越大,蒸發(fā)溫度越高。闡明闡明 2 2溶液熱交換器:提高進(jìn)入發(fā)生器的

10、濃溶液溶液熱交換器:提高進(jìn)入發(fā)生器的濃溶液流量流量f f的溫度,減少加熱蒸氣的耗費(fèi)量;的溫度,減少加熱蒸氣的耗費(fèi)量;降低進(jìn)入吸收器的稀溶液流量降低進(jìn)入吸收器的稀溶液流量f-1f-1的溫度,的溫度,減少冷卻水的耗費(fèi)量。減少冷卻水的耗費(fèi)量。 3 3氣氣- -液熱交換器:用蒸發(fā)器的濕蒸氣使冷凝液熱交換器:用蒸發(fā)器的濕蒸氣使冷凝器液體過(guò)冷。但添加了吸收器的冷卻水量。器液體過(guò)冷。但添加了吸收器的冷卻水量。 4 4系統(tǒng)制取的最低溫度與加熱熱源的溫度和系統(tǒng)制取的最低溫度與加熱熱源的溫度和冷卻水溫度有關(guān)。冷卻水溫度有關(guān)。t0-25t0-25。第四節(jié)第四節(jié) 氨水吸收式制冷機(jī)與蒸氣緊縮式氨水吸收式制冷機(jī)與蒸氣緊縮

11、式制冷機(jī)的性能比較制冷機(jī)的性能比較 6.4.16.4.1性能比較性能比較 蒸氣緊縮式制冷機(jī)耗費(fèi)功;吸收式制蒸氣緊縮式制冷機(jī)耗費(fèi)功;吸收式制冷機(jī)耗費(fèi)熱量,其熱力系數(shù)低于前者。存冷機(jī)耗費(fèi)熱量,其熱力系數(shù)低于前者。存在更多的不可逆過(guò)程。在更多的不可逆過(guò)程。吸收式制冷機(jī)在較低溫下運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低。吸收式制冷機(jī)在較低溫下運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用較低。6.4.2 6.4.2 氨水吸收式制冷機(jī)的特點(diǎn)氨水吸收式制冷機(jī)的特點(diǎn)1 11212第五節(jié)第五節(jié) 吸收吸收- -分散式制冷機(jī)分散式制冷機(jī) 6 65 51 1概述概述 家用或醫(yī)療用冰箱采用三組分循環(huán)工質(zhì)的家用或醫(yī)療用冰箱采用三組分循環(huán)工質(zhì)的吸收式制冷機(jī),制冷量吸收式制冷機(jī),制冷量0

12、.1kW0.1kW,冰箱容積為,冰箱容積為2525升升250250升。升。特點(diǎn):特點(diǎn): 1 1制冷劑為制冷劑為NH3NH3,吸收劑為氨水,氫氣為平衡,吸收劑為氨水,氫氣為平衡氣體。氣體。 2 2無(wú)溶液泵,流動(dòng)靠密度差對(duì)發(fā)生器加熱,無(wú)溶液泵,流動(dòng)靠密度差對(duì)發(fā)生器加熱,高度差發(fā)生器與吸收器,管路傾斜冷凝高度差發(fā)生器與吸收器,管路傾斜冷凝器、蒸發(fā)器。器、蒸發(fā)器。 3 3無(wú)膨脹閥,蒸發(fā)器與冷凝器液體壓力一樣,無(wú)膨脹閥,蒸發(fā)器與冷凝器液體壓力一樣,為了使蒸發(fā)器中的氨液蒸發(fā),通入氫氣吸收溶為了使蒸發(fā)器中的氨液蒸發(fā),通入氫氣吸收溶液中的氨。液中的氨。6.5.2 6.5.2 任務(wù)過(guò)程任務(wù)過(guò)程 1 1氨水溶液的

13、循環(huán)氨水溶液的循環(huán)貯液器的濃溶液貯液器的濃溶液溶液熱交換器溶液熱交換器發(fā)生器發(fā)生器氨蒸氣氨蒸氣精餾器分別水精餾器分別水冷凝器冷凝器 稀溶液稀溶液發(fā)生器外套發(fā)生器外套溶液熱交換器內(nèi)管溶液熱交換器內(nèi)管吸收器稀溶液吸收器稀溶液6.5.2 6.5.2 任務(wù)過(guò)程任務(wù)過(guò)程 2 2氨、氫氣循環(huán)氨、氫氣循環(huán)發(fā)生器的氨蒸氣發(fā)生器的氨蒸氣精餾器分別水精餾器分別水冷凝器冷凝器( (液液氨氨)蒸發(fā)器蒸發(fā)器( (與氫氣混和,氨蒸發(fā)與氫氣混和,氨蒸發(fā))下部氣下部氣體熱交換器體熱交換器(H2(H2、NH3NH3混合氣混合氣)貯液器貯液器( (上行上行)吸收器吸收器NH3NH3被吸收成濃溶液被吸收成濃溶液前往貯液器前往貯液器

14、 H2H2上行上行下部氣體熱交換器下部氣體熱交換器蒸發(fā)器蒸發(fā)器吸收吸收- -分散式制冷機(jī)系統(tǒng)表示圖分散式制冷機(jī)系統(tǒng)表示圖吸收吸收- -分散式制冷機(jī)分散式制冷機(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn)1 1合理設(shè)計(jì)構(gòu)造合理設(shè)計(jì)構(gòu)造2 2加熱器加熱量適中:過(guò)多使蒸氣中水分增多;過(guò)加熱器加熱量適中:過(guò)多使蒸氣中水分增多;過(guò)少使氨蒸氣量少。少使氨蒸氣量少。3 3蒸發(fā)器與氣體熱交換器可設(shè)計(jì)為雙管構(gòu)造蒸發(fā)器與氣體熱交換器可設(shè)計(jì)為雙管構(gòu)造4 4強(qiáng)化吸收器的散熱效果。強(qiáng)化吸收器的散熱效果。電加熱吸收式冰箱熱力系數(shù)低電加熱吸收式冰箱熱力系數(shù)低0.20.20.40.4,但可利用,但可利用其它能源,如太陽(yáng)能。其它能源,如太陽(yáng)能。 思索題思索題 1. 1. 吸收式制冷的能量補(bǔ)償是什么?吸收式制冷的能量補(bǔ)償是什么?2. 2. 吸收式制冷的根本組成有那些設(shè)備吸收式制冷的根

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