吸收式制冷.

  • 格式:doc
  • 大小:30.82 KB
  • 文档页数:3

4.1.1 吸收式制冷工作原理

1. 吸收式制冷工作原理 吸收式制冷是用热能做动力的制冷方法,他也是利用制冷剂汽化吸热来实现制冷的。因此,他与蒸汽压缩式制冷有类似之处,所不同的是两者实现把热量从低温处转移到高温处所用的补偿方法不同,蒸汽压缩式制冷用机械功补偿,而吸收式制冷用热能补偿。为了比较,图4-1同时给出了吸收式和蒸汽压缩式制冷机的工作原理图。吸收式制冷机所用的工质是由两种沸点不同的物资组成的二元混合物(溶液)。低沸点的物质是制冷剂,高沸点的物质是吸收剂。吸收式制冷机中有两个循环------制冷剂循环和溶液循环。

吸收式制冷循环是有发生器、吸收器、冷凝器、蒸发器、溶液泵以及节流器等组成。

1) 制冷剂循环的完成过程。 由发生器G出来的制冷剂蒸气(可能含有少量的吸收剂蒸气)在冷凝器C中冷凝成高压液体,同时释放出冷凝热量;高压液体经膨胀阀EV节流到蒸发压力,进入蒸发器E中。低压制冷剂液体在蒸发器中蒸发成低压蒸汽,并同时从外界吸取热量(实现制冷)。

a)

b) C

E EV

EV G

A

E C

EV CO P 图4-1 吸收式和蒸发压缩式制冷机工作原理

a)吸收式制冷机 b)蒸汽压缩式制冷机

E-蒸发器 C-冷凝器 EV-膨胀阀 CO 压缩机 G-发生器 A-吸收器 P-溶液泵

低压制冷剂蒸气进入吸收器A中,而后由吸收器、发生器组成的溶液循环将低压制冷剂蒸气转变成高压蒸气。

2)溶液循环过程。 在吸收器中,由发生器来的稀溶液(若溶液的浓度以制冷剂的含量计)吸收蒸发器来的制冷剂蒸气,而成为浓溶液,吸收过程释放出来的热量用冷却水带走。由吸收器出来的浓溶液经溶液泵P提高压力,并输送到发生器G中。在发生器中利用外热源对浓溶液加热,其中低沸点的制冷剂蒸气被蒸发出来(可能有少量的吸收剂蒸气被蒸发出来),而浓溶液成为稀溶液。溶液经吸收器→发生器→吸收器的循环,实现了将低压制冷蒸气转变为高压制冷剂蒸气。

不难看到,吸收式制冷机中制冷剂循环的冷凝、蒸发、节流三个过程与蒸汽压缩式制冷机是相同的,所不同的是低压蒸气转变为高压蒸气的方法,蒸气压缩式制冷是利用压缩机来实现的,消耗机械能;吸收式制冷机是利用吸收器、发生器等组成的溶液循环来实现的,消耗热能。很显然,发生器-吸收器组起着压缩机的作用,故称为“热化学压缩器”。

吸收式制冷机中所用的二元混合物主要有两种—氨水溶液和溴化锂水溶液。氨水溶液中氨为制冷剂,水为吸收剂。溴化锂水溶液中水为制冷剂,溴化锂为吸收剂。在空调工程中,目前普遍采用的是溴化锂水溶液,这种制冷机称为溴化锂吸收式制冷机。

2.吸收式制冷循环的热力系数和热力完善度

1) 热力系数是吸收式制冷机的效率,热力系数的定义为

ζ=Qe/Qg

式中 Qe —吸收式制冷机的制冷量,即蒸发器中吸取的热量(kW)

Qg —发生器中消耗的热量(kW)

2)最大热力系数是指制取冷量Qe 所需要的最少热量Qg ,可有热力学第二定律求得

ζmax= Qe/Qg =ηc.εc

式中 ηc—卡诺循环热效率

εc—逆卡诺循环制冷系数

由于实际循环中的不可逆性的存在,所以实际循环热力系数ζ<ζmax,热力系数与最大热力系数之比称为热力完善度,以β表示,其数值永远小于1.

Β=ζ/ζmax

4.1.2 吸收式制冷机的工质对

1.吸收式制冷循环工质对的选择要求

(1)吸收式制冷循环对制冷剂的选择:其要求与蒸汽压缩式制冷基本相同,应具有较大的单位容积制冷量,工作压力不应太高或太低,价廉,无毒,不爆炸和不腐蚀等性质。

(2)对吸收剂的选择应具有以下要求:

1)吸收剂应具有强烈吸收制冷剂的能力,这种能力越强,在制冷机中所需要的吸收剂循环量越少;发生器工作热源的加热量、在吸收器中冷却介质带走的热量以及泵的耗功率也随之减少。 2)作为吸收剂和制冷剂的两种物质,它们的沸点希望相差越大越好。吸收剂的沸点越高,越难挥发,在发生器中蒸发出来的制冷剂纯度就越高。如果吸收剂不是一种极难挥发的物质,则发生器中蒸发出来的将不全是制冷剂,这就必须通过蒸馏的方法将这部分吸收剂出去,否者将影响制冷效果。使用蒸馏的方法将吸收剂和制冷剂分开,这不仅需要专用的精馏设备,而且精馏效率也会影响制冷循环的工作效率。

3)吸收剂也希望具有及殴打的热导率,较小的密度和粘度,而且应具有较小的比热容,以提高制冷循环的工作效率。

4)吸收剂的化学性质应具有较好的稳定性,要求无毒,不燃烧,不爆炸,对制冷机的材料无腐蚀。

5)吸收式制冷循环工质对所组成的二元溶液,必须是非共沸溶液。