《吸收式制冷》课件

电压缩式制冷、直燃型吸收式制冷及　

蒸汽型吸收式制冷的技术、经济比较　

北京特泽热力工程设计有限责任公司　朱国升　

【摘要】本文对建筑空调上广泛使用的三种制冷方式进行了较为详细的技术、　经济比较，可为实际制冷方案的确定提供参考。　【关键词】电压缩制冷直燃型吸收式制冷蒸汽型吸收式制冷能源利用率　

１．前言．．　随着社会生产力的发展和人民生活水平　的提高，空调已成为各类建筑不可缺少的重　要组成部分，夏季用于空调制冷的能耗相当　巨大。　现广泛使用的空调制冷方式有：（１）电压　缩式制冷，包括活塞式、螺杆式、离心式压缩　机制冷；（２）直燃型吸收式制冷，有燃油型和　燃气型直燃机；（３）蒸汽（或热水）型吸收式制　冷。它们所消耗的主要能源分别为电、天然气　和蒸汽。　目前北京市的能源供应情况为：电力供　应的峰谷矛盾严重，尤其在空调季该矛盾更　为突出，给电力生产带来很大困难和浪费；天　然气供应虽较以前有很大提高，但仍供不应　求，且天然气作为＿种消耗性能源　不可再　生；很多集中热源厂冬夏季热负荷存在较大　峰谷差，夏季蒸汽使用一直处于低负荷状态，　给安全、高效的蒸汽输配带来不利影响，且不　利于提高热源厂设备利用率和经济效益。　空调制冷方式选择得是否合理及切合实　际，将直接影响社会能源的利用和人类的生　存环境，如选择得当，既可安全可靠地供冷，　还可合理利用和节约能源，改善城市的环境　质量。　本文结合实例，对电压缩制冷、直燃型吸　收式制冷、蒸汽型吸收式制冷三种制冷方式　进行技术、经济比较，可为实际制冷方案的确　定提供参考。　２．某建筑三种制冷方式的技术、经济比较　２．１项目概况　某建筑夏季需空调制冷，其建筑面积为　２００００ｍ２，冷负荷指标为１００Ｗ／ｍ　，其总冷负荷　为２０００ｋＷ（１７２０ｘ１０３ｋｃａｌ／ｈ）。　２．２方案选择　方案１：选用１台制冷量为２０９３ｋＷ　（１８００ｘｌＯ３ｋｃａｌ／ｈ）的水冷螺杆式冷水机组，制冷　剂为Ｒ２２；　方案２：选用１台制冷量为２１ｌＯｋＷ　（１８１５ｘｌＯ３ｋｃａｌ／ｈ）的直燃型双效吸收式冷热水　机组，燃料为天然气；　方案３：选用１台制冷量为２Ｏ４ｏｋＷ　（１７５４ｘｌＯ３ｋｃａｌ／ｈ）的蒸汽型双效吸收式冷水机　组，热源为０．６ＭＰａ饱和蒸汽。　２．３计算参数　２－３．１地区参数　配电设备费：１２００元，ｋＷ用电电价：０．８　元／ｋＷ・ｈ　

第七章 吸收式制冷

思考题

1 吸收式制冷机是如何完成制冷循环的？在溴化锂吸收式制冷循环中，制冷剂和吸收剂分别起那些作用？从制冷剂、制冷能源、制冷方式、散热方式等各方面比较吸收式制冷和蒸汽压缩式制冷的异同点。

答：吸收式制冷机包括两个循环回路：制冷剂循环和吸收剂循环。制冷剂循环中，高压气态制冷器在冷凝器中间冷却介质放热被凝结成液态后，经节流装置减压降温进入蒸发器；在蒸发器中气化为低压气体，同时吸收被冷却介质的热量产生制冷效应。这些过程与蒸汽压缩式制冷循环是完全一样的。吸收剂循环中，液态吸收剂在吸收器中吸收来自蒸发器的低压气态制冷剂，变为稀溶液；经溶液泵升压后进图发生器，在其中被加热沸腾，其中沸点低的制冷器气化成高压制冷剂气体，进入冷凝器循环，浓溶液返回吸收器。

吸收式制冷循环中，制冷剂用于制取冷量。吸收剂可以作为将以产生制冷效应的制冷蒸汽从循环的低压侧输送到高压侧的载体。

蒸汽压缩式制冷 吸收式制冷

制冷剂 氨、氟利昂等纯物质或多种沸点相近物质的混合体 沸点相差较大的二元溶液，如溴化锂溶液

驱动能源 机械能或电能 热能（蒸汽、热水、自燃锅炉）

制冷方式 都为液态制冷剂在低压低温下气化实现制冷

散热方式 放热发生在冷凝器，采用风冷或水冷方式散热 放热发生在冷凝器和发生器中，需要有冷却介质带走热量

2 试分析在吸收式制冷系统中为何双效系统比单效系统的热力系数高。

答：双效系统中高压发生器的溶液气化所产生的高温冷剂水蒸气作用低压发生器加热溶液，再与低压发生器中溶液气化所产生的冷剂蒸汽混合在一起，作为高压制冷剂进入冷凝器。由于高压发生器中冷剂蒸汽的凝结热已经用在正循环中，使得发生器的耗热量减少，所以热力系数高。

3 简述蒸汽型单效制冷式冷水机组有哪些部件？说明各个部件的作用与工作原理。为什么说溶液热交换器是一个节能部件？

主要有发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、膨胀阀、减压阀、发生器泵、蒸发器泵、溶液热交换器、冷却水管路、冷冻水管路.

1 太阳能吸收式空调系统的研究进展

姓名 王欣 学号 2009020230

摘要：太阳能作为一种清洁能源，应该大力的发展和研究，对于在建筑方面的应用上，如果可以实现通过太阳能为能源，来提供供暖和制冷的话，效率则会大大的提高各种各样的太阳能加热系统已经经过反复的实验验证，但是以太阳能为能源的空调系统，直到近些年才出现相关的研究。以下将介绍近些年来，太阳能溴化锂吸收式制冷系统的研究方向及相关进展。

1 引言

利用可再生能源和其它余热可有效缓解世界范围内的能源紧张和环境污染问题，太阳能是一种清洁、可再生能源，长期以来一直受到科技界的重视。利用太阳能制冷与空气调节是太阳能应用的一个重要方面，是一个极具发展前景的领域，也是当今制冷界技术研究的热点。时至今日，制冷研究者已在太阳能制冷这一领域进行了大量的研究工作，提出了各种不同的制冷方法并取得了初步进展，实现太阳能制冷有两条途径：一是太阳能光电转换，以电制冷，如光电制冷，热电制冷；二是光热转换，以热制冷，如吸收式制冷、吸附式制冷；光电转换的制冷方法由于成本较高所以研究较多实际推广应用较少，而以热制冷由于它的廉价备受青睐。以热制冷的方向有三种：分别是太阳能吸收式制冷和太阳能吸附式制冷，这两种制冷方法都已分别进入试验和应用阶段。

太阳能制冷之所以能成为制冷技术研究的热点是因为它具有自己独特的优点。首先是节能，太阳能是取之不尽，用之不竭的，太阳能制冷用于空调，将大大的减小电力消耗，节约能源；其次是环保，目前压缩式制冷机主要使用CFC类工质因为对大气臭氧层有破坏作用应停止使用，太阳能制冷一般采用非氟烃类的物质作为制冷剂，臭氧层破坏系数和温室效应系数均为零，适合当前环保要求，同时减少燃烧化石能源发电带来的环境污染。

2 太阳能吸收式制冷原理和特点

吸收式制冷是利用溶液浓度的变化来获取冷量的装置，即制冷剂在一定压力下蒸发吸热,再利用吸收剂吸收制冷剂蒸汽。系统简图如图1 所示。自蒸发器出来的低压蒸汽进入吸收器并被吸收剂强烈吸收，吸收过程中放出的热量被冷却水带走，形成的浓溶液由泵送入发生器中被热源加热后蒸发产生高压蒸汽进入冷凝器冷却，而稀溶液减压回流到吸收器完成一个循环。它相当于用吸收器和发生器代替压缩机，消耗的是热能。热源可以利用太阳能、低压蒸汽、热水、燃气等多种形式。

100 第七章 吸收式制冷

吸收式制冷是液体气化制冷的另一种形式，它和蒸气压缩式制冷一样，是利用液态制冷剂在低温低压下气化以达到制冷目的的。所不同的是：蒸气压缩式制冷是靠消耗机械功（或电能）使热量从低温物体向高温物体转移，而吸收式制冷则依靠消耗热能来完成这种非自发过程。

第一节 吸收式制冷的基本原理

一、基本原理

对于吸收剂循环而言，可以将吸收器、发生器和溶液泵看作是一个“热力压缩机”，吸收器相当于压缩机的吸入侧，发生器相当于压缩机的压出侧。吸收剂可视为将已产生制冷效应的制冷剂蒸气从循环的低压侧输送到高压侧的运载液体。

二、吸收式制冷机的热力系数

蒸气压缩式制冷机用制冷系数ε评价其经济性，由于吸收式制冷机所消耗的能量主要是热能，故常以“热力系数”作为其经济性评价指标。热力系数ζ是吸收式制冷机所获得的制冷量0与消耗的热量g之比。

0g (7-1)

图7-1 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 发生器

吸收器 蒸发器 膨胀阀 吸收剂溶液 制冷剂－吸收剂溶液 制冷剂蒸气

φ0 φa P φk φg

1 2

3

4 5 6

7

8

制冷剂蒸气 制冷剂液体

制冷剂气液

(b) 泵 冷凝器

蒸发器 膨胀阀 制冷剂蒸气

φ0 φk

5 6

7

8

制冷剂蒸气 制冷剂液体

制冷剂气液 压缩机 P

(a) 101

0gakeP (7-2)

00geSSSS

(7-3)

000gegeSTTT

(7-4)

000geeggTTTTPTT

(7-5)

)()(000TTTTTTegegg (7-6)

最大热力系数ζmax为

cc00maxTTTTTTegeg (7-6a)

热力系数ζ与最大热力系数ζmax之比称为热力完善度ηa，即