吸收式热泵的工作原理

第3章吸收式热泵的工作原理第3章吸收式热泵的工作原理3.1吸收式热泵概述3.2吸收式热泵的工质对第3章吸收式热泵的工作原理3.1吸收式热泵概述3.1.1吸收式热泵的工作过程3.1.2吸收式热泵的分类3.1.3吸收式热泵的热力系数返回首页第3章吸收式热泵的工作原理3.1.1吸收式热泵的工作过程概述主要特点：用吸收装置替压缩机，消耗热能实现致冷与供热。装置：主要由吸收器、水泵、发生器、减压阀、冷凝器、节流阀、蒸发器、精馏器、分凝器、过冷器、回热器等组成。工作流程与原理：制冷剂循环和溶液循环。两种二元溶液及特点：氨水溶液和溴化锂水溶液。这两种二元溶液的致冷温度范围不同，前者在+1～-45℃；后者致冷温度只能在0℃以上，所以它被广泛应用在空调热泵中。概述性能：吸收式热泵循环的效率也用热能利用系数ξ来衡量：ξ=收益/代价=Q2/Q1（最大的热能利用系数是工作在T1和TS两热源间的卡诺热机效率与工作在TS和T2两个热源间的卡诺逆循环致冷系数的乘积。）特点：优点：吸收式热泵装置的优点是可利用较低温度的热能如低压蒸汽、热水、烟气以及某些工艺气体的余热或太阳能等，对综合利用热能有实际意义。缺点是：吸收过程的复杂性，也使得其热能利用系数不高。第3章吸收式热泵的工作原理使用范围蒸汽：大于30kpa；热水：高于80；供冷热量：大于350kw时，采用LiBr吸收式电力增容困难，无合适热源，要求振动小的建筑，采用直燃式LiBr吸收式无其他供热负荷时，不应专配锅炉驱动的LiBr吸收式第3章吸收式热泵的工作原理类型及特征一般形式：制热性能系数小；但从消耗初级能源的能源利用系数来看，燃气吸收式热泵优于电动机驱动的压缩式热泵，劣于内燃机驱动的压缩式热泵。te降低时，供热量降的少。再吸收式热泵：压比小，制热系数小。两级吸收式热泵：压力差大时，不需提高高位热源温度实现热泵循环；或在较低的高温热源温度下实现单级无法实现的循环。绝热吸收式热泵：有效利用大量的把温度较低的废热，变废为宝。第3章吸收式热泵的工作原理3.1.2吸收式热泵的分类吸收式热泵的种类繁多，可以按其工质对、驱动热源及其利用方式、制热目的、溶液循环流程以及机组结构等进行分类。1．按工质对划分（1）水-溴化锂热泵水为制冷剂，溴化锂为吸收剂。（2）氨-水热泵氨为制冷剂，水为吸收剂。第3章吸收式热泵的工作原理2．按驱动热源划分（1）蒸汽型热泵以蒸汽的潜热为驱动热源。（2）热水型热泵以热水的显热为驱动热源。热水包括工业余、废热水、地热水或太阳能热水。（3）直燃型热泵以燃料的燃烧热为驱动热源。可分为燃油型、燃气型或多燃料型。第3章吸收式热泵的工作原理（4）余热型热泵以工业余热为驱动热源。（5）复合热源型热泵如热水与直燃型复合、热水与蒸汽型复合、蒸汽与直燃型复合等形式。第3章吸收式热泵的工作原理3．按驱动热源的利用方式划分（1）单效热泵驱动热源在机组内被直接利用一次。（2）双效热泵驱动热源在机组内被直接和间接地利用两次。（3）多效热泵驱动热源在机组内被直接和间接地利用多次。（4）多级热泵驱动热源在多个压力不同的发生器内依次被直接利用。第3章吸收式热泵的工作原理4．按制热目的划分（1）第一类吸收式热泵也称增热型热泵,是利用少量的高温热源热能，产生大量的中温有用热能。即利用高温热能驱动,把低温热源的热能提高到中温，从而提高热能的利用效率。第3章吸收式热泵的工作原理（2）第二类吸收式热泵也称升温型热泵,是利用大量的中温热源热能产生少量的高温有用热能。即利用中低温热能驱动,用大量中温热源和低温热源的热势差，制取热量少于但温度高于中温热源的热量，将部分中低热能转移到更高温的品位上，从而提高了热能的利用品位。第3章吸收式热泵的工作原理第3章吸收式热泵的工作原理5．按溶液循环流程划分（1）串联式溶液先进入高压发生器，再进入低压发生器，然后流回吸收器。（2）倒串联式溶液先进入低压发生器，再进入高压发生器，然后流回吸收器。（3）并联式溶液同时进入高压发生器和低压发生器，然后流回吸收器。（4）串并联式溶液同时进入高压发生器和低压发生器，流出高压发生器的溶液再进入低压发生器，然后流回吸收器。第3章吸收式热泵的工作原理6．按机组结构划分（1）单筒式机组的主要热交换器布置在一个筒体内。（2）双筒式机组的主要热交换器布置在二个筒体内。（3）三筒式机组的主要热交换器布置在三个筒体内。（4）多筒式机组的主要热交换器布置在多个简体内。第3章吸收式热泵的工作原理(a)(b)(c)(d)图3—15单筒型结构布置方式1—蒸发器；2—吸收器；3—发生器；4—冷凝器第3章吸收式热泵的工作原理图3—17双筒型结构布置方式1—蒸发器；2—吸收器；3—发生器；4—冷凝器；5—热交换器(a)(b)(c)(d)第3章吸收式热泵的工作原理3.1.3吸收式热泵的热力系数QgQcQaQgQhccCOPTTeTeTgTTgQgQcQa00第3章吸收式热泵的工作原理3.2吸收式热泵的工质对3.2.1工质对的选择3.2.2溴化锂水溶液的性质返回首页第3章吸收式热泵的工作原理3.2.1工质对的选择吸收式热泵中常用的工质对通常是二组分溶液。1.工质对的种类以水作为制冷剂以醇作为制冷剂以氨作为制冷剂以氟利昂作为制冷剂第3章吸收式热泵的工作原理返回本节1.对工质对的要求吸收式热泵对制冷剂的要求和压缩式热泵基本相同。对吸收剂则要求具有一些特别的性质（P73）。第3章吸收式热泵的工作原理3.2.2溴化锂水溶液的性质返回本节1．溴化锂水溶液的物理性质一般性质、溶解度、密度、质量定压热容、饱和蒸气压表面张力、粘度、热导率2．溴化锂溶液的热力状态图压力-温度(p-t)图、比焓-浓度(h-ξ)图第3章吸收式热泵的工作原理3.3吸收式热泵的循环及其计算3.3.1吸收式热泵循环3.3.2单效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算3.3.3双效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算返回首页第3章吸收式热泵的工作原理3.3.1吸收式热泵循环TSTgTaTcT0循环5—6—7—8—5为制冷循环循环1—2—3—4—1为动力循环第3章吸收式热泵的工作原理3.3.2单效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算1．单效溴化锂吸收式热泵的理论循环发生器冷凝器蒸发器吸收器溶液热交换器热水（回水）热水（供水）10第3章吸收式热泵的工作原理浓度（%）比焓（Kj/kg）饱和液线气态平衡辅助线第3章吸收式热泵的工作原理2．热力计算确定各循环节点参数各设备的单位热负荷各设备的热负荷热力系数第3章吸收式热泵的工作原理3.3.3双效溴化锂吸收式热泵的循环及其计算1．双效溴化锂吸收式热泵的理论循环双效(也称两效)吸收式热泵有两个发生器，第一发生器中产生的制冷剂蒸汽，又用作第二发生器的热源，因此，热力系数可明显提高。但是，由于第一发生器中溶液的温度升高，其腐蚀性增强；高、低压部分的压差增大，机组结构也比较复杂。第3章吸收式热泵的工作原理第一发生器第二发生器热水（供水）低温热源溶液泵热水（回水）冷剂泵节流阀第一热交换器第二热交换器冷凝器蒸发器吸收器第3章吸收式热泵的工作原理质量分数（%）焓第3章吸收式热泵的工作原理3.4溴化锂吸收式热泵机组3.4.1单效溴化锂吸收式热泵机组的结构3.4.2双效溴化锂吸收式热泵机组的结构返回首页第3章吸收式热泵的工作原理3.4.1单效溴化锂吸收式热泵机组的结构溴化锂吸收式热泵机组是由各种换热器，并辅以屏蔽泵、真空阀门、管道、抽气装置、控制装置等组合而成。按照各换热器的布置方式分为单筒型、双筒型或三筒型结构。第3章吸收式热泵的工作原理单效溴化锂吸收式热泵机组由下列九个主要部分构成：蒸发器借助制冷剂水的蒸发来从低温热源吸收热量。吸收器吸收制冷剂蒸汽，保持蒸发压力恒定，同时放出吸收热。第3章吸收式热泵的工作原理发生器使稀溶液沸腾产生制冷剂蒸汽，稀溶液同时被浓缩。冷凝器使制冷剂蒸汽冷凝，放出凝结热。溶液热交换器在稀溶液和浓溶液间进行热交换，提高机组热效率。液泵和制冷剂泵输送溴化锂溶液和制冷剂水。抽气装置抽除影响吸收与冷凝效果的不凝性气体。控制装置有热量控制装置、液位控制装置等。安全装置确保安全运转所用的装置。第3章吸收式热泵的工作原理(a)(b)(c)(d)第3章吸收式热泵的工作原理蒸汽或高温水热水（供水）热水（回水）低温热源浓溶液稀溶液冷剂水中间溶液冷剂蒸汽第3章吸收式热泵的工作原理(a)(b)(c)(d)第3章吸收式热泵的工作原理返回本节第3章吸收式热泵的工作原理3.4.2双效溴化锂吸收式热泵机组的结构热水热水（回水）蒸汽低温热源第3章吸收式热泵的工作原理热水（供水）热水（回水）低温热源蒸汽第3章吸收式热泵的工作原理3.5溴化锂吸收式热泵的安装调试与维护3.5.1溴化锂吸收式热泵的安装3.5.2溴化锂吸收式热泵的调试3.5.3溴化锂吸收式热泵的维护返回首页第3章吸收式热泵的工作原理3.5.1溴化锂吸收式热泵的安装第3章吸收式热泵的工作原理3.5.2溴化锂吸收式热泵的调试第3章吸收式热泵的工作原理3.5.3溴化锂吸收式热泵的维护