針對高效吸收式制冷工質(zhì)對的篩選問題,為了尋求一個新的突破口來提高吸收式制冷系數(shù),對單級吸收式制冷系統(tǒng)中工質(zhì)對的循環(huán)和能量轉(zhuǎn)移過程進行了理論分析。通過將溶液焓"拆分"為溶質(zhì)焓、溶劑焓和過量焓,發(fā)現(xiàn)過量焓可以影響吸收式制冷的制冷系數(shù),并且既可以有利于亦可以抑制吸收式制冷的制冷系數(shù);通過對比分析100%和0%兩種極端回熱換熱器工況下的制冷系數(shù),發(fā)現(xiàn)過量焓對吸收式制冷的影響與回熱換熱器的效率相關。為定量分析過量焓對制冷系數(shù)的影響,對H₂O/LiBr、R134a/[HMIM][Tf₂N]和R1234yf/[HMIM][BF₄]3種工質(zhì)對的吸收式制冷系統(tǒng)進行熱力學模擬,結果表明:回熱換熱器效率較高時,由于過量焓的作用,R1234yf/[HMIM][BF₄]的制冷系數(shù)將反高于H₂O/LiBr。 

【文章來源】：西安交通大學學報. 2020,54(10)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

單級吸收式制冷系統(tǒng)圖

吸收式制冷系統(tǒng)工作時，能量變化如圖2所示。溶液的焓由制冷劑焓、吸收劑焓和過量焓組成。在循環(huán)中，溶液中的制冷劑只有部分（r1）參與制冷的循環(huán)，另一部分（r2）則始終保持在溶液中，僅僅被加熱冷卻。圖中3點和4點分別為發(fā)生器的進出口，溫度壓力相等；1點和6點分別為吸收器的進出口，溫度壓力相等。所以得到當回熱換熱器的效率為100%時，可以得到系統(tǒng)的制冷系數(shù)為

當發(fā)生器的溫度為350 K、蒸發(fā)器溫度為278K、吸收器和冷凝器溫度均為298K時，系統(tǒng)的制冷系數(shù)隨換熱器的效率變化規(guī)律如圖3和表1所示。當換熱器效率很低時，無論是實際情況還是忽略過量焓的作用，H2O/LiBr的效率都最高。當換熱器效率接近100%時，R134a/[HMIM][Tf2N]和R1234yf/[HMIM][BF4]的制冷系數(shù)隨回熱換熱器效率增高而迅速提高。當回熱換熱器效率為100%時，由于過量焓的作用，R1234yf/[HMIM][BF4]的制冷系數(shù)最高，可以達到0.97，高于H2O/LiBr的制冷系數(shù)。通過圖3可以發(fā)現(xiàn)：(1)過量焓可以提高制冷系數(shù)，也可以抑制制冷系數(shù)；(2)對于R1234yf/[HMIM][BF4]和R134a/[HMIM][Tf2N]系統(tǒng)，過量焓起到積極作用；(3)對于H2O/LiBr系統(tǒng)，過量焓卻是抑制作用。在回熱換熱器效率為100%時，式（14）證明吸收劑熱容將不再影響系統(tǒng)的制冷系數(shù)。為更直觀研究過量焓的作用，圖4給出了系統(tǒng)中不同位置的制冷劑摩爾焓。當考慮過量焓時，過量焓的作用已經(jīng)被折合到制冷劑的摩爾焓中。單位摩爾制冷劑的制冷量Δhe=h9-h8。忽略過量焓的作用時，加熱所需要的熱量為Δhg=h7-h1（參考式（14）），制冷系數(shù)ηCOP=(h9-h8）/（h7-h1）。此時，圖3和圖4一致，ηCOP由大到小的順序為H2O/LiBr、R134a/[HMIM][Tf2N]、R1234yf/[HMIM][BF4]。但是，由于過量焓的作用，制冷劑從吸收器到發(fā)生器的實際加熱過程從原過程1-3-7變化為1*-3*-7。對于H2O/LiBr，過量焓使吸收器出口的總焓降低（h1*<h1），因此實際需要更多的熱量加熱溶液（（h7-h1*)>(h7-h1））。對于R134a/[HMIM][Tf2N]和R1234yf/[HMIM][BF4]，過量焓使吸收器出口處溶液的總焓增大（h1*>h1），因此溶液在發(fā)生器加熱時實際所需要的熱量減少（（h7-h1*)<(h7-h1）），從而制冷系數(shù)得到提升。R1234yf/[HMIM][BF4]的過量焓的作用最大，實際制冷系數(shù)最高。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]離子液體型新工質(zhì)對吸收式制冷循環(huán)[J]. 梁世強,趙杰,王立,淮秀蘭.  工程熱物理學報. 2010(10)

博士論文
[1]離子液體吸收式制冷工質(zhì)對基礎物性與循環(huán)特性研究[D]. 陳偉.中國科學院研究生院（工程熱物理研究所） 2014



本文編號：3578057