制冷技术第21讲吸收式制冷设计

太阳能吸收式制冷的工作原理太阳能吸收式制冷技术是一种利用太阳能光热转换为冷量的热力学过程，实现低温制冷的能源技术。

它是一种基于物质传递的过程，通过在吸热器表面使用太阳能，使液态生成气体，并从吸附器中输出热量，从而向外界提供低温的制冷。

太阳能吸收式制冷系统通常由吸热器、发生器、冷凝器和蒸发器等几个主要部分组成。

其中吸热器是负责接收太阳能的装置，发生器是产生制冷剂氨的装置，冷凝器和蒸发器则是实现制冷过程的关键装置。

机理上，从湿空气中吸取水分后，氨与水在发生器中混合反应，生成氨水混合物；然后将氨水混合物流入蒸发器膨胀，使其蒸发变相。

过程中液态氨沿着管子进入冷凝器，在与空气接触后迅速冷却，并排出高温的水蒸气。

最后经由吸热器，吸收新鲜空气中的热量，开始新一轮的制冷扫尾。

太阳能吸收式制冷的工作原理基于物质传递，是一种非机械的制冷方式。

相比于机械制冷技术，太阳能吸收式制冷技术无需电力，不会产生噪音和震动，环保无污染。

此外，太阳能吸收制冷技术并不利用化石燃料，它所依赖的太阳能也是一种无限的自然资源。

因此，太阳能吸收制冷技术越来越受到人们的青睐。

然而，太阳能吸收式制冷技术也存在着一些局限性。

其中之一就是制冷新鲜的氨混合溶液必须具有较高的精细度和纯度，这就需要进行较长时间的气液分离过程，加之氨水长期与空气相接触，容易出现分解。

此外，该技术的制冷效率受到气温、气湿度和太阳辐射等外界因素的影响，需要在设计时考虑合理的运作范围。

因此，在应用该技术时，需要对设备进行有效的维护和管理。

总体来说，太阳能吸收式制冷技术是一项可持续、无噪音、环保的制冷技术。

尽管存在着一些局限性，但是，随着技术的不断发展，太阳能吸收式制冷技术必将应用于更广泛的领域，为人类创造更加绿色的生活环境。

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0φ与消耗的热量g φ之比。

gφζφ=(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 (b )(a )0g a k e P φφφφφ++=+=(7-2) 00g e S S S S ∆=∆+∆+∆≥ (7-3)0gegeS T T T φφφ∆=--+≥(7-4)g e e ggT T T T P T T φφ--≥- (7-5))()(000T T T T T T e g e g g --≤=φφζ (7-6)最大热力系数ζmax 为c c 0max εηζ=--=T T T T T T e ge g(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maxa ζηζ=(7-7)第二节 二元溶液的特性一、二元溶液的基本特性B A v v V )1(1ξξ-+=(7-8)两种液体混合前的比焓k蒸发器冷媒环境发生器热媒图7-2 吸收式制冷系统与外界的能量交换图7-3 可逆吸收式制冷循环B A h h h )1(1ξξ-+=(7-9)混合后的比焓ξξξξq h h q h h B A ∆+-+=∆+=)1(12(7-10)溴化锂与水混合，以及水与氨混合时都会放热，即混合热为负值。

吸收式制冷系统，制冷剂液态在蒸发器中吸热蒸发，所形成的蒸气被吸收剂所吸收，在此之后，吸收了制冷剂蒸气的吸收剂由溶液泵送至发生器，在发生器中被加热，而分离出制冷剂蒸气，该蒸气在冷凝器中被冷凝成液体，再经节流后进入蒸发器。

简单的说，制冷剂液态在蒸发器中吸热蒸发，所形成的蒸气被吸收剂所吸收，在此之后，吸收了制冷剂蒸气的吸收剂由溶液泵送至发生器，在发生器中被加热，而分离出制冷剂蒸气，该蒸气在冷凝器中被冷凝成液体，再经节流后进入蒸发器。

详细的说，吸收式制冷是以消耗热能，依靠液态制冷剂在蒸发器内汽化、吸热，迫使热量不断由低温传向高温的制冷技术。

是常用的制冷方法之一。

采用不同沸点且能相互溶解的两种物质所构成的二元溶液为工质(以高沸点者为吸收剂、低沸点者为制冷剂)，并利用该溶液的饱和浓度随温度与压力而变化的特点进行制冷循环。

整个制冷系统由吸收器、循环泵、发生器、冷凝器、节流阀和蒸发器等主要设备组成。

当二元溶液在发生器中受热时，其中制冷剂大量汽化成高压蒸汽与吸收剂分离。

此蒸汽进入冷凝器中被凝结为液态; 液态制冷剂经节流阀节流后进入蒸发器，在低压、低温条件下发生汽化吸取被冷却物体热量而制取低温; 形成的低压制冷剂蒸汽与来自发生器经过减压的液态吸收剂一起流入吸收器，在吸收器中被冷却，吸收剂即吸收制冷剂蒸汽重新形成二元溶液，再由循环泵送往发生器内加热，如此循环不已。

按工质不同，主要有氨-水吸收式制冷和水-溴化锂吸收式制冷两类。

吸收式制冷具有直接利用热能来制冷，耗电甚少，噪音低，安全性高，调节范围广和使用寿命长等一系列优点。

适用于有热源或有余热可供利用的某些场合。

吸收式制冷以自然存在的水或氨等为制冷剂，对环境和大气臭氧层无害；以热能为驱动能源，除了利用锅炉蒸气、燃料产生的热能外，还可以利用余热、废热、太阳能等低品位热能，在同一机组中还可以实现制冷和制热（采暖）的双重目的。

整套装置除了泵和阀件外，绝大部分是换热器，运转安静，振动小；同时，制冷机在真空状态下运行，结构简单，安全可靠，安装方便。

吸附式制冷的制冷原理吸附制冷系统是以热能为动力的能量转换系统。

其道理是：一定的固体吸附剂对某种制冷剂气体具有吸附作用。

吸附能力随吸附温度的不同而不同。

周期性地冷却和加热吸附剂，使之交替吸附和解析。

解析时，释放出制冷剂气体，并使之凝为液体；吸附时，制冷级液体蒸发，产生制冷作用。

所以，吸附制冷的工作介质是吸附剂-制冷剂工质对，工质对有多种，按吸附的机理说，有物理吸附与化学吸附之别。

以常见的沸石-水吸附对为例。

沸石是一种铝硅酸盐矿物，它能够吸附水蒸气，且吸附能力的变化对温度特别敏感。

因而它们是较理想的吸附制冷工质对之一。

图1示出一个利用太阳能驱动的沸石-水吸附制冷系统原理。

它包括吸附床、冷凝器和蒸发器，用管道连接成一个封闭的系统。

吸附床是充装了吸附剂（沸石）的金属盒；制冷剂液体（水）贮集在蒸发器中。

白天，吸附床受到日照加热，沸石温度升高，产生解吸作用。

从沸石中脱附出水蒸气，系统内的水蒸气压力上升，达到与环境温度对应的饱和压力时，水蒸气在冷凝器中凝结，同时放出潜热，凝水贮存在蒸发器中。

夜间，吸附床冷下来，沸石温度逐渐降低，它吸附水蒸气的能力逐步提高，造成系统内气体压力降低，同时，蒸发器中的水不断蒸发出来，用以补充沸石对水蒸气的吸附。

蒸发过程吸热，达到制冷的目的。

如果采用其它热源，只要保证能够交替地加热和冷却吸附床，使沸石周期性地解析和吸附，同样能达到制冷的目的。

由上可知，吸附制冷属于液体汽化制冷。

与蒸气压缩式制冷机相类比，吸附床起到压缩机的作用。

但上述吸附系统只能间歇制冷。

吸附器处于吸附过程中产生冷效应，吸附结束后必须有一个解析过程使吸附剂状态还原，这时将停止制冷。

为了连续制冷，可以采用两个吸附器。

美国学者乔纳斯（Jones）还提出用三个或四个吸附器进行系统循环，不仅实现连续制冷，还可以利用一个吸附床的排热去加热另一个吸附床，从而使热能充分利用。

现在对吸附制冷的研究正在不断深入和发展。

为了使吸附制冷成为一种使用话的制冷方式，人们在吸附工质对及其吸附机理、改善吸附床传热传质、以及吸附制冷的系统结构方面进行不懈的努力。

一、制冷技术1、吸收式制冷吸收式制冷是利用某些具有特殊性质的工质对，通过一种物质对另一种物质的吸收和释放，产生物质的状态变化，从而伴随吸热和放热过程。

吸收式制冷的原理：常用的工质对有氨水和水/溴化锂。

吸收制冷的基本原理一般分为以下五个步骤：（1）利用工作热源（如水蒸气、热水及燃气等）在发生器中加热由溶液泵从吸收器输送来的具有一定浓度的溶液，并使溶液中的大部分低沸点制冷剂蒸发出来。

（2）制冷剂蒸气进入冷凝器中，又被冷却介质冷凝成制冷剂液体，再经节流器降压到蒸发压力。

（3）制冷剂经节流进入蒸发器中，吸收被冷却系统中的热量而激化成蒸发压力下的制冷剂蒸气。

（4）在发生器A中经发生过程剩余的溶液（高沸点的吸收剂以及少量未蒸发的制冷剂）经吸收剂节流器降到蒸发压力进入吸收器中，与从蒸发器出来的低压制冷剂蒸气相混合，并吸收低压制冷剂蒸气并恢复到原来的浓度。

（5）吸收过程往往是一个放热过程，故需在吸收器中用冷却水来冷却混合溶液。

在吸收器中恢复了浓度的溶液又经溶液泵升压后送入发生器中继续循环。

吸收式制冷机利用溶液在一定条件下能析出低沸点组分的蒸气，在另一条件下又能强烈地吸收低沸点组分蒸气这一特性完成制冷循环。

目前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，二者组成工质对。

原理图：吸收式制冷的特点：吸收式制冷以自然存在的水或氨等为制冷剂，对环境和大气臭氧层无害；以热能为驱动能源，除了利用锅炉蒸气、燃料产生的热能外，还可以利用余热、废热、太阳能等低品位热能，在同一机组中还可以实现制冷和制热（采暖）的双重目的。

整套装置除了泵和阀件外，绝大部分是换热器，运转安静，振动小；同时，制冷机在真空状态下运行，结构简单，安全可靠，安装方便。

在当前能源紧缺，电力供应紧张，环境问题日益严峻的形势下，吸收式制冷技术以其特有的优势已经受到广泛的关注。

(1) 无原动力，直接使用热原理，因此机器坚固亦无震动，少噪音，能安装于任何地点，从地室一直到屋顶均可。

吸收式制冷机原理# 吸收式制冷机原理## 1. 引言你有没有想过，商场、酒店里那些大型的制冷设备是怎么工作的呢？它们可不像我们家里的小空调，这里面可有不少学问呢。

今天，咱们就来一起探索吸收式制冷机背后的原理，从基础概念到实际应用，全方位搞懂它是怎么制冷的。

这其中呀，我们会讲到它的基本理论，运行机制，在生活和工业中的应用，还有大家可能存在的一些误解等内容哦。

## 2. 核心原理### 2.1基本概念与理论背景吸收式制冷机的原理其实来源于一些基础的物理和化学知识。

简单来说，它是利用两种物质之间的吸收和解析特性来制冷的。

这种原理的发展历程也挺长的，从早期科学家们对物质吸收特性的研究，到逐步将其应用到制冷技术上。

这里有几个核心概念得先明白。

首先是吸收剂和制冷剂，就像一对搭档。

吸收剂就像是一个特别能容纳东西的大容器，而制冷剂就是要被容纳的东西。

比如说，常见的吸收剂 - 制冷剂组合有溴化锂 - 水。

溴化锂就像一块大海绵，对水有很强的吸收能力。

### 2.2运行机制与过程分析那它到底是怎么工作的呢？咱们一步一步来看。

第一步，在发生器里，通过加热，让吸收剂和制冷剂的混合溶液温度升高。

这就好比是给一个装满水的锅加热，水开始沸腾一样。

这个时候，制冷剂就会从混合溶液中大量地跑出来，变成气态。

就像水烧开变成水蒸气一样。

第二步，气态的制冷剂进入冷凝器。

冷凝器是个什么地方呢？就像是一个冷却器，气态的制冷剂在这里被冷却，重新变成液态。

这就像水蒸气遇到冷的锅盖又变成水滴一样。

第三步，液态的制冷剂通过节流阀。

节流阀就像是一个控制流量的小关卡，液态制冷剂经过这里后，压力降低，温度也跟着降低了，就像水从一个粗的水管突然进入一个很细的水管，水压降低，水流速度也会变化一样。

第四步，低温低压的液态制冷剂进入蒸发器。

蒸发器是制冷的关键地方，在这里液态制冷剂开始蒸发，吸收周围的热量，从而让周围的温度降低。

这就好比是冰块融化的时候会吸收周围的热量一样。

吸收式制冷技术吸收式制冷是利用某些具有特殊性质的工质对，通过一种物质对另一种物质的吸收和释放，产生物质的状态变化，从而伴随吸热和放热过程。

目前常用的工质对有氨水和水/溴化锂。

其基本工作原理（以溴化锂制冷机为例）如下图。

吸收式制冷循环吸收式制冷装置由发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、循环泵、节流阀等部件组成，工作介质包括制取冷量的制冷剂和吸收、解吸制冷剂的吸收剂，二者组成工质对。

稀混和溶液在发生器中被加热，分离出一定流量的冷剂蒸气进入冷凝器中，蒸气在冷凝器中被冷却，并凝结成液态；液态冷剂经过节流降压，进入蒸发器，在蒸发器内吸热蒸发，产生冷效应，冷剂由液态变为气态，再进入吸收器中；另外，从发生器流出的浓溶液经换热器和节流降压后进入吸收器，吸收来自蒸发器的冷剂蒸气，吸收过程产生的稀溶液由循环泵加压，经换热器吸热升温后，重新进入发生器，如此循环制冷。

吸收式制冷以自然存在的水或氨等为制冷剂，对环境和大气臭氧层无害；以热能为驱动能源，除了利用锅炉蒸气、燃料产生的热能外，还可以利用余热、废热、太阳能等低品位热能，在同一机组中还可以实现制冷和制热（采暖）的双重目的。

整套装置除了泵和阀件外，绝大部分是换热器，运转安静，振动小；同时，制冷机在真空状态下运行，结构简单，安全可靠，安装方便。

在当前能源紧缺，电力供应紧张，环境问题日益严峻的形势下，吸收式制冷技术以其特有的优势已经受到广泛的关注。

目前，吸收式制冷正在向着小型化、高效化的方向发展，各国对吸收式技术的开发研究主要集中在联合循环、余热利用、吸收式热泵、吸收和发生过程的机理研究、换热结构和换热表面、界面活性剂及缓蚀剂、机组优化设计及经济性分析、系统的特性仿真等方面。

吸收式制冷已经成为制冷技术的主要发展方向之一，有着非常广阔的前景。

热电冷联供系统采用“热电联产、集中供热、提高能源利用率，发展热能阶梯利用技术，热电冷联产技术…”已列入我国《节约能源法》，热电冷三联产技术是一种能源综合利用技术，因其节约能源和减轻环境污染的优势在全世界范围得以发展。

蒸气吸收式制冷原理一、引言制冷技术在现代社会中扮演着重要的角色，它广泛应用于空调、冰箱、冷库等领域。

蒸气吸收式制冷是一种常见的制冷方式，它通过对吸收剂和制冷剂的利用，实现了制冷的效果。

本文将详细介绍蒸气吸收式制冷的原理及其应用。

二、蒸气吸收式制冷的原理蒸气吸收式制冷的原理基于吸收剂和制冷剂之间的化学反应。

制冷剂一般为低温低压的蒸汽，而吸收剂则是一种易于吸收制冷剂的液体。

制冷剂通过蒸发过程吸收空气中的热量，从而达到降低温度的目的。

制冷循环由蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀组成。

蒸发器中的制冷剂吸收剂蒸发，吸收剂吸收制冷剂，形成蒸汽与吸收剂的混合物。

混合物进入压缩机，被压缩成高温高压的气体，然后进入冷凝器。

在冷凝器中，制冷剂通过散热的方式，将热量释放到外界。

此时，制冷剂逐渐冷却并液化，变成高温高压的液体。

液体制冷剂通过膨胀阀进入蒸发器，重新开始循环。

吸收剂在吸收制冷剂之后，形成了富含制冷剂的溶液。

吸收剂通过加热或减压的方式，将制冷剂从溶液中释放出来，重新回到蒸发器中。

这一过程中，吸收剂再次成为可供制冷剂吸收的状态，从而实现了制冷剂的再利用。

三、蒸气吸收式制冷的优势与传统的蒸气压缩式制冷相比，蒸气吸收式制冷具有以下优势：1. 能源效率高：蒸气吸收式制冷利用了吸收剂对制冷剂的吸收作用，实现了制冷剂的再循环利用，从而提高了能源的利用效率。

2. 环保节能：蒸气吸收式制冷使用的制冷剂通常为水和溴化锂等无毒环保物质，相比之下，蒸气压缩式制冷使用的氟利昂等制冷剂对大气臭氧层的破坏更小。

3. 适应性强：蒸气吸收式制冷适用于大范围的温度和压力条件，可以用于低温制冷和高温供热。

四、蒸气吸收式制冷的应用蒸气吸收式制冷技术在许多领域得到了广泛应用。

1. 工业制冷：蒸气吸收式制冷可用于工业冷却水、冷库以及化工生产等领域，满足不同温度要求下的制冷需求。

2. 商业建筑空调：蒸气吸收式制冷可应用于商业建筑空调系统，为大型商场、办公楼等提供舒适的室内环境。