4-2吸收式制冷技术

BACKTianjinUniversityofCommerce18:411§4-2吸收式制冷技术研究进展一、吸收式制冷技术的发展历程1810：J.Leslie－硫酸/水(H2SO4/H2O)吸收式制冰装置1859：F.Carre－氨/水(NH3/H2O)吸收式制冷机1954：Carrier公司－溴化锂吸收式冷水机组1960s：美国和日本—双效溴化锂吸收式冷水机组、直燃型溴化锂吸收式冷热水机组BACKTianjinUniversityofCommerce18:412一、吸收式制冷技术的发展历程1973年的中东石油危机、1987年蒙特利尔协议－－收式制冷技术得到了进一步的发展1990s：直燃型多效溴化锂吸收式制冷机、高效氨/水GAX循环吸收式制冷机和小型氨/水吸收式制冷机进入了商业化开发阶段BACKTianjinUniversityofCommerce18:413我国吸收式制冷技术的发展历程1966年制成了蒸汽型单效溴化锂吸收式冷水机组1982年开始蒸汽型双效溴化锂吸收式冷水机组的商业化生产1992年制成直燃型双效溴化锂吸收式冷热水机组目前实际生产3500～4500台/年，已成为溴化锂机组的生产、使用大国BACKTianjinUniversityofCommerce18:414二、吸收式制冷原理利用工质对不同温度下吸收气体能力的变化氨水（浓溶液）加热氨气氨水（稀溶液）氨水稀溶液吸收氨气冷凝、节流、蒸发冷却氨气发生吸收BACKTianjinUniversityofCommerce18:415溴化锂吸收式制冷原理演示LiBr水（稀溶液）加热水蒸汽LiBr水（浓溶液）LiBr水稀溶液吸收水蒸汽冷凝、节流、蒸发冷却水蒸汽发生吸收BACKTianjinUniversityofCommerce18:416三、吸收式机组的分类用途：冷水机组：供应冷水冷热水机组（热泵机组）：交替或同时供应冷水和热水工质对氨/水：采用NH3/H2O工质对（氨吸收式）水/溴化锂：采用H2O/LiBr工质对（溴化锂吸收式）BACKTianjinUniversityofCommerce18:417三、吸收式机组的分类演示驱动热源蒸汽型：利用蒸汽的潜热热水型：利用热水的显热直燃型：利用燃料的燃烧热余热型：利用工业或生活余热驱动热源的利用方式单效：热源在机组内被直接利用一次双效：热源在机组内直接和间接地二次利用多效：驱动热源在机组内被直接和间接地多次利用多级发生：驱动热源在多个压力不同的发生器内被多次直接利用BACKTianjinUniversityofCommerce18:418三、吸收式机组的分类低温热源利用方式第一类热泵：从低温热源吸热，输出热的温度低于驱动热源－提升热的量第二类热泵：向低温热源放热，输出热的温度高于驱动热源－提升热的质（温度）多级吸收：有多个蒸发温度，吸收剂在多个不同压力下吸收BACKTianjinUniversityofCommerce18:419两类热泵驱动热源TH低温热源TL第一类热泵输出热源TU第二类热泵低温热源TL驱动热源TH输出热源TUQg+Q0QgQ0QgQg-Q0Q0BACKTianjinUniversityofCommerce18:4110四、吸收制冷（制热）循环的研究提高循环的性能系数，降低能源的消耗冷剂蒸汽凝结热的多次利用吸收热的利用三效溴化锂吸收式冷水机组、复叠循环、复合循环、GAX循环及辅助循环扩大其功能，增加其应用范围吸收/压缩循环、附有发电机的循环BACKTianjinUniversityofCommerce18:41111、三效溴化锂吸收式制冷系统冷剂蒸汽凝结热被多次利用空调工况COP可达1.8，比双效要高33%，其一次能源消耗量比电力驱动蒸汽压缩制冷还低没有全面投放市场的主要原因：溴化锂溶液在高温时对金属的腐蚀性很强添加剂（辛醇）在高温下要分解高压发生器压力较高，一些国家的法规不允许使用BACKTianjinUniversityofCommerce18:41122、单纯复叠式吸收制冷循环（氨/水）高温高压氨/水吸收式循环＝I型热泵高温高压氨/水吸收式循环的吸收热得以利用发生器和冷凝器的工作压力很高不利于降低设备的成本不利于系统运行的安全目前国外正在研究新型吸收制冷工质对（TFE/NMP、TFE/E181）以取代氨/水工质对BACKTianjinUniversityofCommerce18:41133、中压双效复叠式吸收制冷循环（氨/水）高温氨/水吸收式制冷循环＋中温氨/水吸收式制冷循环两个系统的冷凝器和蒸发器共用高温吸收式制冷循环的吸收热得以利用COP1.0，系统压力与常规氨/水吸收式制冷系统压力相当高温氨/水吸收式制冷循环的冷凝热未利用BACKTianjinUniversityofCommerce18:41143、降压发生复叠式吸收制冷循环利用发生器内发生压力↓→溶液的饱和温度↓当发生压力降到一定值后，冷源所具有的温度T0→使发生器内的溶液发生沸腾而分离低温级发生器吸热→制冷量COP值可达2.0左右高温级吸收器、低温级发生器负压下运行BACKTianjinUniversityofCommerce18:41154、单纯复合式吸收制冷循环复合式吸收制冷循环是由两个工质对组成，制冷剂、溶液不混合扩大了溴化锂制冷系统的使用范围，T0↓水/溴化锂系统＝I型热泵水/溴化锂系统的吸收热、氨/水吸收式制冷循环的冷凝热得以利用→COP↑系统复杂BACKTianjinUniversityofCommerce18:41165、双级复合式吸收制冷/热泵循环水/溴化锂吸收式I型热泵＋氨/水吸收式I型热泵→提升用热温度利用了所有加入的热量，同时从低温环境中吸收热量→COP↑采用冷、热联供方式，则能量利用率更高在居民区或大厦内采用氨/水吸收式制冷系统尚有争议BACKTianjinUniversityofCommerce18:41176、GAX吸收制冷循环1984～1985：菲利普公司，GAX循环燃气吸收式热泵的试验样机，其供冷COP＝0.7～0.9，供热COP＝1.6～1.81993：开利公司，GAX技术可能成为美国和世界范围内的主流产品，并取得了生产许可证要求热源温度高－燃气吸收式热泵BACKTianjinUniversityofCommerce18:41187、辅助制冷剂吸收制冷循环在吸收制冷循环的主制冷剂中加入辅助制冷剂既不溶于主制冷剂也不溶于吸收溶液工作沸点又接近于主制冷剂工作沸点不参与循环的发生、吸收过程蒸发器（混合蒸汽）→吸收器（制冷剂被吸收）→辅助制冷剂分压力↑→达到饱和压力时冷凝辅助制冷剂→制冷量↑、COP↑BACKTianjinUniversityofCommerce18:41198、吸收/压缩混合循环压缩制冷循环＋吸收制冷循环电力不足时完全吸收制冷循环压缩制冷循环→COP↑压缩制冷循环COP较高吸收压力↑→溶液循环浓度差↑BACKTianjinUniversityofCommerce18:41209、附加发电功能的循环锅炉排热加热制冷循环的发生器可实现冷热电联供BACKTianjinUniversityofCommerce18:412110、常温热输送循环通常地区冷热联供系统中所输送的是冷水和热水，必须予以保温常温热输送循环不必保温（NIP－NonInsulationPipe）三重管安全、紧凑BACKTianjinUniversityofCommerce18:412211、浓度差蓄能循环在常温下储存潜热储存，储存热量比显热大得多与吸收/压缩混合循环联合使用可实现电力削峰填谷作用BACKTianjinUniversityofCommerce18:4123五、吸收式制冷工质对的研究目前已投入使用的吸收式制冷系统水/溴化锂吸收式制冷系统制冷温度不能低于5℃溴化锂存在结晶线，水/溴化锂吸收式制冷机组难以小型化、风冷化氨/水吸收式制冷系统氨/水吸收式制冷系统氨有毒性易燃易爆性BACKTianjinUniversityofCommerce18:4124新型吸收式制冷工质对取代氨制冷剂新型制冷剂甲胺(CH3NH2)＋H2O三氟乙醇(TFE)＋NMP（E181）多元工质系H2O/LiBr＋无机盐→空冷化溶解度↑→防结晶H2O/LiBr＋异辛醇（活性剂）→强化溶液的吸收过程溴化锂溶液的表面张力↓→溶液膜厚度↓BACKTianjinUniversityofCommerce18:4125六、高效传热管的研究与开发蒸发器：低肋管、C管吸收器：纵槽管、花瓣管、F管发生器：低肋管、微细多孔管溶液热交换器：小孔径的无缝钢管，管内设有来复线或填以钢丝大波纹小孔径高效传热管