吸收式熱泵工作原理

3.1吸收式熱泵概述3.1.1吸收式熱泵的工作過程3.1.2吸收式熱泵的分類3.1.3吸收式熱泵的熱力系數(shù)返回首頁第一頁，共44頁。3.1.1吸收式熱泵的工作過程第二頁，共44頁。概述主要特點：用吸收裝置替壓縮機(jī)，消耗熱能實現(xiàn)致冷與供熱。裝置：主要由吸收器、水泵、發(fā)生器、減壓閥、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、精餾器、分凝器、過冷器、回?zé)崞鞯冉M成。工作流程與原理：制冷劑循環(huán)和溶液循環(huán)。兩種二元溶液及特點：氨水溶液和溴化鋰水溶液。這兩種二元溶液的致冷溫度范圍不同，前者在+1～-45℃；后者致冷溫度只能在0℃以上，所以它被廣泛應(yīng)用在空調(diào)熱泵中。第三頁，共44頁。概述性能：吸收式熱泵循環(huán)的效率也用熱能利用系數(shù)ξ來衡量：ξ=收益/代價=Q2/Q1（最大的熱能利用系數(shù)是工作在T1和TS兩熱源間的卡諾熱機(jī)效率與工作在TS和T2兩個熱源間的卡諾逆循環(huán)致冷系數(shù)的乘積。）特點：優(yōu)點：吸收式熱泵裝置的優(yōu)點是可利用較低溫度的熱能如低壓蒸汽、熱水、煙氣以及某些工藝氣體的余熱或太陽能等，對綜合利用熱能有實際意義。缺點是：吸收過程的復(fù)雜性，也使得其熱能利用系數(shù)不高。第四頁，共44頁。使用范圍蒸汽：大于30kpa；熱水：高于80；供冷熱量：大于350kw時，采用LiBr吸收式電力增容困難，無合適熱源，要求振動小的建筑，采用直燃式LiBr吸收式無其他供熱負(fù)荷時，不應(yīng)專配鍋爐驅(qū)動的LiBr吸收式第五頁，共44頁。類型及特征一般形式：制熱性能系數(shù)??；但從消耗初級能源的能源利用系數(shù)來看，燃?xì)馕帐綗岜脙?yōu)于電動機(jī)驅(qū)動的壓縮式熱泵，劣于內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動的壓縮式熱泵。te降低時，供熱量降的少。再吸收式熱泵：壓比小，制熱系數(shù)小。兩級吸收式熱泵：壓力差大時，不需提高高位熱源溫度實現(xiàn)熱泵循環(huán)；或在較低的高溫?zé)嵩礈囟认聦崿F(xiàn)單級無法實現(xiàn)的循環(huán)。絕熱吸收式熱泵：有效利用大量的把溫度較低的廢熱，變廢為寶。第六頁，共44頁。3.1.2吸收式熱泵的分類吸收式熱泵的種類繁多，可以按其工質(zhì)對、驅(qū)動熱源及其利用方式、制熱目的、溶液循環(huán)流程以及機(jī)組結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分類。1．按工質(zhì)對劃分（1）水-溴化鋰熱泵水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑。（2）氨-水熱泵氨為制冷劑，水為吸收劑。

第七頁，共44頁。2．按驅(qū)動熱源劃分（1）蒸汽型熱泵以蒸汽的潛熱為驅(qū)動熱源。（2）熱水型熱泵以熱水的顯熱為驅(qū)動熱源。熱水包括工業(yè)余、廢熱水、地?zé)崴蛱柲軣崴?。?）直燃型熱泵以燃料的燃燒熱為驅(qū)動熱源。可分為燃油型、燃?xì)庑突蚨嗳剂闲?。第八頁，?4頁。（4）余熱型熱泵以工業(yè)余熱為驅(qū)動熱源。（5）復(fù)合熱源型熱泵如熱水與直燃型復(fù)合、熱水與蒸汽型復(fù)合、蒸汽與直燃型復(fù)合等形式。第九頁，共44頁。3．按驅(qū)動熱源的利用方式劃分（1）單效熱泵驅(qū)動熱源在機(jī)組內(nèi)被直接利用一次。（2）雙效熱泵驅(qū)動熱源在機(jī)組內(nèi)被直接和間接地利用兩次。（3）多效熱泵驅(qū)動熱源在機(jī)組內(nèi)被直接和間接地利用多次。（4）多級熱泵驅(qū)動熱源在多個壓力不同的發(fā)生器內(nèi)依次被直接利用。第十頁，共44頁。4．按制熱目的劃分（1）第一類吸收式熱泵也稱增熱型熱泵,是利用少量的高溫?zé)嵩礋崮?，產(chǎn)生大量的中溫有用熱能。即利用高溫?zé)崮茯?qū)動,把低溫?zé)嵩吹臒崮芴岣叩街袦?，從而提高熱能的利用效率。第十一頁，?4頁。（2）第二類吸收式熱泵也稱升溫型熱泵,是利用大量的中溫?zé)嵩礋崮墚a(chǎn)生少量的高溫有用熱能。即利用中低溫?zé)崮茯?qū)動,用大量中溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩吹臒釀莶?，制取熱量少于但溫度高于中溫?zé)嵩吹臒崃?，將部分中低熱能轉(zhuǎn)移到更高溫的品位上，從而提高了熱能的利用品位。第十二頁，共44頁。第十三頁，共44頁。5．按溶液循環(huán)流程劃分（1）串聯(lián)式溶液先進(jìn)入高壓發(fā)生器，再進(jìn)入低壓發(fā)生器，然后流回吸收器。（2）倒串聯(lián)式溶液先進(jìn)入低壓發(fā)生器，再進(jìn)入高壓發(fā)生器，然后流回吸收器。（3）并聯(lián)式溶液同時進(jìn)入高壓發(fā)生器和低壓發(fā)生器，然后流回吸收器。（4）串并聯(lián)式溶液同時進(jìn)入高壓發(fā)生器和低壓發(fā)生器，流出高壓發(fā)生器的溶液再進(jìn)入低壓發(fā)生器，然后流回吸收器。第十四頁，共44頁。6．按機(jī)組結(jié)構(gòu)劃分（1）單筒式機(jī)組的主要熱交換器布置在一個筒體內(nèi)。（2）雙筒式機(jī)組的主要熱交換器布置在二個筒體內(nèi)。（3）三筒式機(jī)組的主要熱交換器布置在三個筒體內(nèi)。（4）多筒式機(jī)組的主要熱交換器布置在多個簡體內(nèi)。第十五頁，共44頁。圖3—15單筒型結(jié)構(gòu)布置方式1—蒸發(fā)器；2—吸收器；3—發(fā)生器；4—冷凝器第十六頁，共44頁。圖3—17雙筒型結(jié)構(gòu)布置方式1—蒸發(fā)器；2—吸收器；3—發(fā)生器；4—冷凝器；5—熱交換器第十七頁，共44頁。3.1.3吸收式熱泵的熱力系數(shù)第十八頁，共44頁。3.2吸收式熱泵的工質(zhì)對3.2.1工質(zhì)對的選擇3.2.2溴化鋰水溶液的性質(zhì)返回首頁第十九頁，共44頁。3.2.1工質(zhì)對的選擇吸收式熱泵中常用的工質(zhì)對通常是二組分溶液。1.工質(zhì)對的種類以水作為制冷劑以醇作為制冷劑以氨作為制冷劑以氟利昂作為制冷劑第二十頁，共44頁。返回本節(jié)1.對工質(zhì)對的要求吸收式熱泵對制冷劑的要求和壓縮式熱泵基本相同。對吸收劑則要求具有一些特別的性質(zhì)（P73）。第二十一頁，共44頁。3.2.2溴化鋰水溶液的性質(zhì)返回本節(jié)1．溴化鋰水溶液的物理性質(zhì)一般性質(zhì)、溶解度、密度、質(zhì)量定壓熱容、飽和蒸氣壓表面張力、粘度、熱導(dǎo)率2．溴化鋰溶液的熱力狀態(tài)圖壓力-溫度(p-t)圖、比焓-濃度(h-ξ)圖第二十二頁，共44頁。3.3吸收式熱泵的循環(huán)及其計算3.3.1吸收式熱泵循環(huán)3.3.2單效溴化鋰吸收式熱泵的循環(huán)及其計算3.3.3雙效溴化鋰吸收式熱泵的循環(huán)及其計算返回首頁第二十三頁，共44頁。3.3.1吸收式熱泵循環(huán)循環(huán)5—6—7—8—5為制冷循環(huán)循環(huán)1—2—3—4—1為動力循環(huán)第二十四頁，共44頁。3.3.2單效溴化鋰吸收式熱泵的循環(huán)及其計算1．單效溴化鋰吸收式熱泵的理論循環(huán)第二十五頁，共44頁。第二十六頁，共44頁。2．熱力計算確定各循環(huán)節(jié)點參數(shù)各設(shè)備的單位熱負(fù)荷各設(shè)備的熱負(fù)荷熱力系數(shù)第二十七頁，共44頁。3.3.3雙效溴化鋰吸收式熱泵的循環(huán)及其計算1．雙效溴化鋰吸收式熱泵的理論循環(huán)雙效(也稱兩效)吸收式熱泵有兩個發(fā)生器，第一發(fā)生器中產(chǎn)生的制冷劑蒸汽，又用作第二發(fā)生器的熱源，因此，熱力系數(shù)可明顯提高。但是，由于第一發(fā)生器中溶液的溫度升高，其腐蝕性增強(qiáng)；高、低壓部分的壓差增大，機(jī)組結(jié)構(gòu)也比較復(fù)雜。第二十八頁，共44頁。第二十九頁，共44頁。第三十頁，共44頁。3.4溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組3.4.1單效溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組的結(jié)構(gòu)3.4.2雙效溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組的結(jié)構(gòu)返回首頁第三十一頁，共44頁。3.4.1單效溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組的結(jié)構(gòu)溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組是由各種換熱器，并輔以屏蔽泵、真空閥門、管道、抽氣裝置、控制裝置等組合而成。按照各換熱器的布置方式分為單筒型、雙筒型或三筒型結(jié)構(gòu)。第三十二頁，共44頁。單效溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組由下列九個主要部分構(gòu)成：蒸發(fā)器借助制冷劑水的蒸發(fā)來從低溫?zé)嵩次諢崃?。吸收器吸收制冷劑蒸汽，保持蒸發(fā)壓力恒定，同時放出吸收熱。第三十三頁，共44頁。發(fā)生器使稀溶液沸騰產(chǎn)生制冷劑蒸汽，稀溶液同時被濃縮。冷凝器使制冷劑蒸汽冷凝，放出凝結(jié)熱。溶液熱交換器在稀溶液和濃溶液間進(jìn)行熱交換，提高機(jī)組熱效率。液泵和制冷劑泵輸送溴化鋰溶液和制冷劑水。抽氣裝置抽除影響吸收與冷凝效果的不凝性氣體?？刂蒲b置有熱量控制裝置、液位控制裝置等。安全裝置確保安全運轉(zhuǎn)所用的裝置。第三十四頁，共44頁。第三十五頁，共44頁。第三十六頁，共44頁。第三十七頁，共44頁。返回本節(jié)第三十八頁，共44頁。3.4.2雙效溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組的結(jié)構(gòu)第三十九頁，共44頁。第四十頁，共44頁。3.5