吸收式热泵课堂讲义

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1、吸收式热泵的原理S1001W139李成市政工程2010级建筑给排水方向老师好！同学们好！我们知道，热泵是按逆循环工作的，这一点与致冷机相同。按照驱动热泵工作原理的不同，我们可以把热泵分为吸收式热泵、蒸气压缩式热泵、化学热泵、蒸气喷射式热泵、温差电热泵等几种。今天我想跟大家一起学习其中的有关“吸收式热泵原理”的知识。吸收式热泵是用热能驱动工质循环，实现对热能的“泵送”功能，这种热泵比较适用于有废热或者可通过煤、气、油及其它燃料可获得低成本热能的场合。１、吸收式热泵的基本构成吸收式热泵是由吸收器、发

2、生器、冷凝器、蒸发器、节流阀、溶液泵、溶液阀、溶液热交换器这8大部件组成封闭环路，封闭环路内充以工质对。吸收式热泵中各组成部分的基本情况是这样的：（1）工质对：一般是循环工质和吸收剂组成的二元非共沸混合物，其中循环工质（制冷剂）的沸点低，吸收剂的沸点高，而且这两种物质的沸点应该具有较大的差值。因为只有这样才能保证两组分能够分离。循环工质在吸收剂中应该具有较大的溶解度，相应地，工质对溶液对循环工质的吸收能力要比较强。（2）发生器：利用热水、蒸汽或燃料火焰加热发生器里的工质对溶液，使其中的低沸点循环

3、工质变为蒸汽，而高沸点吸收剂仍然保持为液态。（3）吸收器：利用工质对溶液对循环工质较强的吸收能力，把蒸发器中产生的循环工质抽吸到吸收器里。（4）冷凝器：由发生器进来的循环工质蒸汽在冷凝器中冷凝为液体，同时放出热量。（5）节流阀：阀前压力、温度较高的循环工质液体经节流阀后变为压力、温度较低的循环工质饱和气、饱和液混合物，也就是湿蒸汽。（6）蒸发器：低压、低温循环工质湿蒸汽在蒸发器中吸收低温热源的热量，变为饱和气。（7）溶液泵：它不断地6将吸收器中的工质对稀溶液送入发生器，保持吸收器、发生器中的溶液

4、量。（1）溶液阀：它的作用是调节由发生器中流入吸收器的溶液量。（2）溶液热交换器：它是流出吸收器的稀溶液与流出发生器的浓溶液进行热交换的部件，使进入吸收器中的稀溶液温度降低，提高吸收器中溶液的吸收能力；使进入发生器的稀溶液温度升高，节省发生器中的高温热能消耗。１、吸收式热泵的工作过程吸收式热泵的基本工作过程是这样的：高温热能加热发生器中的工质对溶液，产生高温高压的循环工质蒸气，进入冷凝器；在冷凝器中循环工质凝结放热变为高温高压的循环工质液体，进入节流阀；经节流阀后变为低温低压的循环工质饱和气与饱

5、和液的混合物，进入蒸发器；在蒸发器中循环工质吸收低温热源的热量变为蒸气，进入吸收器；在吸收器中循环工质蒸气被工质对溶液吸收，吸收了循环工质蒸气的工质对稀溶液经热交换器升温后被不断“泵送”到发生器，同时产生了循环工质蒸气的发生器中的浓溶液经热交换器降温后被不断放入吸收器，维持发生器和吸收器中的液位、浓度和温度的稳定，实现吸收式热泵的连续运转。对比图1所示的吸收式热泵与图2所示的蒸气压缩式热泵，吸收式热泵虚线框内的部分与蒸气压缩式热泵的压缩机的功能相当，即发生器、吸收器、溶液泵、溶液阀、溶液热交换器

6、的组合体起到了压缩机的作用，但它是由热能驱动，因此有时也把这个组合体称为热压缩机。它们都实现了对工质的升压和升温的过程。6图1吸收式热泵的基本构成1—吸收器；2—溶液泵；3—溶液阀；4—溶液热交换器；5—发生器；6—冷凝器；7—节流阀；8—蒸发器图2蒸汽压缩式热泵的基本构成61—压缩机；2—冷凝器；3—节流阀；4—蒸发器１、吸收式热泵的热平衡我们用热力学第一定律来分析吸收式热泵的热平衡，进入热泵的能量有发生器的加热量QG、蒸发器从低温热源吸收的热量QE以及泵消耗的功WP；热泵输出的能量有冷凝器的

7、放热量QC、吸收器的放热量QA以及吸收式热泵的各种热损失QS（如保温不良引起的散热，对发生器直接燃烧加热时废烟气带走的热量等）。由这些我们可以得到一个热平衡的等式：QG+QE+WP=QA+QC+QS如果不考虑泵消耗的功率，上面的式子变为：QG+QE=QA+QC对用户有用的热量是冷凝器放出的热量和吸收器放出的热量，用QU表示，则：QU=QA+QC下面的图3表达了各部分能量的大致比例。图3吸收式热泵的能流图２、吸收式热泵的供热系数吸收式热泵的效率（制热系数）通常用供热系数来表示，表达式为：供热系数=

8、用户获得的有用能量/消耗的能量6用公式表示时，就是：式中WP—泵所消耗的功，简要分析时可忽略不计；QG—发生器的加热量；QA—吸收器的放热量；QC—冷凝器的放热量。１、吸收式热泵的分类（1）按工质对划分可以分为H2O-LiBr热泵，NH3-H2O热泵等。（2）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：驱动热源被直接和间接地利用两次。3）多效热泵：驱动热源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。（3）按机组结构