吸收式制冷技術(shù)作為一種以熱能為驅(qū)動力、對臭氧層無破壞作用的制冷方式,近年來越來越受到工業(yè)界及相關(guān)科研工作者的重視。太陽能吸收式制冷因?yàn)榭捎行У乩玫推肺粺嵩春涂稍偕茉?成為了近年來吸收式制冷技術(shù)研究的重點(diǎn)。但由于受熱源溫度的限制,太陽能吸收式制冷系統(tǒng)的制冷系數(shù)不能得到有效提高,從而得到廣泛應(yīng)用。為了提高太陽能吸收式制冷系統(tǒng)的性能,本文從溴化鋰溶液的特性著手,根據(jù)旋流理論在國內(nèi)首次提出了利用流體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,降低吸收式制冷系統(tǒng)發(fā)生器內(nèi)溴化鋰溶液的蒸發(fā)壓力,從而降低溶液的蒸發(fā)溫度,在不增加外界熱源的情況下,增加用于制冷循環(huán)的冷凝蒸氣量,提高吸收式制冷系統(tǒng)制冷效率的方法。根據(jù)旋流理論提出了一種新型的用于吸收式制冷循環(huán)的雙室渦旋發(fā)生器。 吸收式制冷循環(huán)是利用相變過程伴隨的吸、放熱來獲取低溫,以消耗熱能為動力的制冷方式。吸收式制冷循環(huán)中工質(zhì)的化學(xué)和熱物理性質(zhì)對系統(tǒng)性能起著關(guān)鍵性作用。為了更好地研究溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng),提高系統(tǒng)的性能,建立了溴化鋰溶液和水蒸氣隨壓力、溫度和濃度的熱物性參數(shù)方程。同時分析了采用本文所提出的雙室渦旋發(fā)生器的小型太陽能吸收式制冷系統(tǒng)的熱質(zhì)平衡特性。 為了得到最優(yōu)的雙室渦旋發(fā)生器結(jié)構(gòu),提高太陽能吸收式制冷系統(tǒng)的效率,建立了一種具有切向入口的渦旋發(fā)生器結(jié)構(gòu),使流體通過切向入口進(jìn)入到發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。采用流體動力學(xué)軟件FLUENT模擬了不同結(jié)構(gòu)的渦旋發(fā)生器內(nèi)流體的流動及傳熱特性。模擬結(jié)果表明:流體通過切向入口進(jìn)入到渦旋發(fā)生器后,產(chǎn)生了強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,形成了以中部為核心的Rankin組合渦。在發(fā)生器內(nèi),流體的壓力呈拋物線分布規(guī)侓，在中心處，壓力最小?魈逶詵⑸?髂詰難沽Γ??著流體入口速度的增大而減小;隨著入口噴嘴尺寸減小,發(fā)生器內(nèi)的壓力減小,從而有效地降低了發(fā)生器內(nèi)溴化鋰溶液的蒸發(fā)溫度,形成有利于溴化鋰溶液蒸發(fā)的環(huán)境。通過數(shù)值模擬可知:利用流體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,可有效地降低渦旋發(fā)生器內(nèi)的蒸發(fā)壓力,從而降低進(jìn)入到發(fā)生器中溴化鋰溶液的蒸發(fā)溫度,提高熱源的可利用溫差。在不改變外界熱源質(zhì)量與數(shù)量的前提下,達(dá)到增加用于制冷循環(huán)的冷凝蒸氣量,提高系統(tǒng)制冷系數(shù)的目的。 根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)了一種由圓錐體和圓柱體組成的雙室渦旋發(fā)生器。雙室渦旋發(fā)生器的錐角為20°,流體的入口采用與圓柱體相切的三段式漸縮噴嘴保證流體切向進(jìn)入到發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生旋流運(yùn)動。雙室渦旋發(fā)生器由高壓發(fā)生室和低壓發(fā)生室組成。低壓發(fā)生室利用流體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動降低溴化鋰溶液的蒸發(fā)壓力,高壓發(fā)生室用來對產(chǎn)生的冷凝蒸氣進(jìn)行壓力恢復(fù)。介紹了采用雙室渦旋發(fā)生器的吸收式制冷系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的循環(huán)流程以及實(shí)驗(yàn)裝置中各設(shè)備的選型及參數(shù),為小型太陽能吸收式制冷系統(tǒng)雙室渦旋發(fā)生器流體特性的研究提供實(shí)驗(yàn)平臺。 通過實(shí)驗(yàn)研究了雙室渦旋發(fā)生器內(nèi)流體的流動及傳熱特性。實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明:流體在雙室渦旋發(fā)生器中產(chǎn)生強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,有效地降低發(fā)生器中部的發(fā)生壓力,提高了溶液的可利用溫差,產(chǎn)生更多用于制冷循環(huán)的冷凝蒸氣量。采用雙室渦旋發(fā)生器的吸收式制冷系統(tǒng),其COP隨著入口溫度的增加而增大。當(dāng)溶液入口溫度達(dá)到90℃時,其COP值達(dá)到0.83,比傳統(tǒng)吸收式制冷系統(tǒng)的COP值高22%。采用雙室渦旋發(fā)生器的吸收式制冷系統(tǒng)由于可以在低溫情況下實(shí)現(xiàn)高效制冷,因此可以有效地利用太陽能、廢熱、地?zé)岬鹊推肺粺嵩?解決能源利用以及單效吸收式制冷系統(tǒng)由于熱源溫度低,系統(tǒng)性能較低的問題。
【學(xué)位單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TK511.3
【部分圖文】：

圖 1-1 單效溴化鋰吸收式制冷機(jī)工作流程Fig.1-1 The schematic of single-effect absorption refrigeration syste溴化鋰吸收式制冷機(jī)工作循環(huán)收式制冷循環(huán)中，設(shè)置有高低壓兩個發(fā)生器。工作a 或?yàn)?150℃以上的高溫水。雙效吸收式溴化鋰的性能系熱水）型雙效溴化鋰吸收式制冷機(jī)的工作原理吸收式制冷機(jī)相比，雙效吸收式制冷機(jī)除多設(shè)了一個高配套的高溫溶液熱交換器和凝水熱交換器。收式制冷機(jī)的循環(huán)系統(tǒng)由熱源回路、溶液回路、冷劑回路組成。溶液回路中高低壓發(fā)生器分串聯(lián)、并聯(lián)和串、并

圖 1-2 雙效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)串聯(lián)流程-2 The schematic of double-effect absorption refrigeration cycles in serio聯(lián)循環(huán)是指從吸收器中出來的稀溶液，經(jīng)溶液泵升壓后分流，分器進(jìn)行熱交換的雙效吸收式制冷循環(huán)。與串聯(lián)制冷循環(huán)相比環(huán)具有較高的熱力系數(shù)。其工作流程圖如圖 1-3 所示。器中出來的稀溶液經(jīng)溶液泵升壓后，與低溫溶液熱交換器換凝水熱交換器和高溫?zé)峤粨Q器中。高壓發(fā)生器利用蒸氣（熱液熱交換器中的稀溶液，低壓發(fā)生器利用高壓發(fā)生器中的冷凝與高壓發(fā)生器中出來的蒸氣換熱后的稀溶液，各自產(chǎn)生的濃溶后進(jìn)入吸收器中。在高壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷凝蒸氣經(jīng)過與低壓換熱后成為冷劑水，與低壓發(fā)生器中產(chǎn)生的冷凝蒸氣一起進(jìn)入為冷劑水，經(jīng)過冷凝的工質(zhì)再進(jìn)入到蒸發(fā)器中被加熱成為蒸發(fā)進(jìn)入到吸收器，被來自發(fā)生器的濃溶液吸收，完成制冷循環(huán)

圖 1-3 雙效溴化鋰吸收式制冷循環(huán)并聯(lián)流程工作原理-3 The schematic of double-effect absorption refrigeration cycles in parall國發(fā)展太陽能空調(diào)的有利條件式制冷因其可利用低溫位的熱源，近年來在太陽能利用領(lǐng)域取。太陽能空調(diào)是以太陽能作為制冷能源的空調(diào)[16]，利用太陽徑，一是利用光伏技術(shù)產(chǎn)生電力，以電力推動常規(guī)壓縮式制冷光-熱轉(zhuǎn)換，用熱作為能源制冷[18]。前者系統(tǒng)比較簡單，但以本價格計(jì)算，其造價為后者的 3-4 倍；后者除了供冷之外，因此目前的太陽能空調(diào)系統(tǒng)通常以第二種為主。式制冷循環(huán)中工質(zhì)的化學(xué)和熱物理性質(zhì)對系統(tǒng)性能起著關(guān)鍵吸收劑和制冷劑沸點(diǎn)差盡可能大、制冷劑有大汽化潛熱、在吸度。溴化鋰溶液由于以水為制冷劑，蒸發(fā)溫度在零度以上，冷凍水，且由于溴化鋰和水的沸點(diǎn)相差 1165℃，溶液沸騰時
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2860686