小型太陽(yáng)能氣泡泵吸收式制冷機(jī)研究

1、小型太陽(yáng)能氣泡泵吸收式制冷機(jī)研究            摘要： 本文確定了設(shè)計(jì)計(jì)算參數(shù)下小型太陽(yáng)能氣泡泵吸收式制冷機(jī)制冷循環(huán)中各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)，進(jìn)行了發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、溶液熱交換器的熱負(fù)荷計(jì)算和加熱熱水、冷水、冷卻水、稀溶液等循環(huán)介質(zhì)的流量計(jì)算。進(jìn)行了發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、溶液熱交換器等換熱設(shè)備所需的傳熱面積計(jì)算。根據(jù)求得的傳熱面積確定了各換熱設(shè)備的傳熱管數(shù)，計(jì)算了熱水進(jìn)出口配管、冷卻水進(jìn)口配管、冷媒水進(jìn)口配管的內(nèi)徑尺寸，為開發(fā)小型吸收式制冷機(jī)提供了一定的

2、理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞： 太陽(yáng)能 氣泡泵 吸收式制冷機(jī) 傳熱計(jì)算1 簡(jiǎn)介太陽(yáng)能吸收式空調(diào)在我國(guó)目前應(yīng)用很廣泛。它將常規(guī)的溴化鋰或氨水吸收式空調(diào)與太陽(yáng)能熱水相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)夏季空調(diào)、冬季供熱或全年供熱水功能。雖然吸收式空調(diào)采用溴化鋰制冷機(jī)方案技術(shù)已相對(duì)成熟，但系統(tǒng)成本若不能大幅度降低，推廣前景并不樂(lè)觀。日本矢崎株式會(huì)社已商品化生產(chǎn)小型無(wú)泵循環(huán)溴化鋰制冷機(jī)，有制冷量4000W到174000W系列產(chǎn)品。我國(guó)尚未實(shí)現(xiàn)小功率溴化鋰制冷機(jī)生產(chǎn)，現(xiàn)有的廠家生產(chǎn)成本過(guò)高，功率偏大，同時(shí)輔助熱源又不可缺少，管理難度大。因此，開發(fā)生產(chǎn)低成本的系列制冷機(jī)，如無(wú)泵溴化鋰制冷機(jī)、小型氨水制冷機(jī)及其循環(huán)泵等，并實(shí)現(xiàn)其商品化

3、生產(chǎn)已成為當(dāng)務(wù)之急。圖1是小型太陽(yáng)能吸收式制冷機(jī)組成的太陽(yáng)能空調(diào)和供熱系統(tǒng)的原理圖。本系統(tǒng)主要有太陽(yáng)能集熱器、蓄熱槽、輔助熱源、熱水型吸收式制冷機(jī)、冷卻塔、空調(diào)器和控制系統(tǒng)等組成。；經(jīng)蒸發(fā)器的冷凍水進(jìn)口溫度12.015.0、出口溫度9.011.0；經(jīng)吸收器或冷凝器的冷卻水進(jìn)口溫度30.032.0，出口溫度34.038.0；加熱熱水溫度75.090.0。2.1 設(shè)計(jì)工況計(jì)算取冷凍水進(jìn)口溫度9；冷卻水進(jìn)口溫度34.5；加熱熱水進(jìn)口溫度。2.2 選定設(shè)計(jì)參數(shù)7，則蒸發(fā)壓力，取920pa； 冷凝器和吸收器的冷卻水用并流動(dòng)方式，冷凝溫度5631pa； 發(fā)生器出口濃溶液溫度38.0； 根據(jù)壓力和溫度，在5

4、660。 溶液熱交換器出口濃溶液溫度    2007-04-22        17，則60約為39。55-3916，因此選取得，可得62。2.3 各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)值根據(jù)上述所選取的參數(shù)，可確定制冷循環(huán)中各狀態(tài)點(diǎn)的比焓值以及溫度、壓力和質(zhì)量分?jǐn)?shù)。循環(huán)中各狀態(tài)點(diǎn)號(hào)見圖2。各狀點(diǎn)參數(shù)值見表1。2.4 各換熱設(shè)備的熱負(fù)荷計(jì)算各換熱設(shè)備的熱負(fù)荷計(jì)算見表2。由蒸發(fā)器的單位熱負(fù)荷kg/h熱平衡計(jì)算得：5471.87kJ/kg相差很小，熱平衡。熱力系數(shù)表1 各狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)表 序號(hào)名 稱狀態(tài)點(diǎn)比焓

5、值（kJ/kg）溫度（）壓力（Pa）質(zhì)量分?jǐn)?shù)（）1蒸發(fā)器出口冷劑蒸汽12933.847100102蒸發(fā)器中冷劑水1448.467100103吸收器出口稀溶液2255.5938920564冷凝器出口冷劑水3578.1438563105冷凝器進(jìn)口冷劑蒸汽32990.4079563106發(fā)生器出口濃溶液4326.82825631607發(fā)生器中開始沸騰溶液5317.60725631568吸收器進(jìn)口濃溶液6272.3547920609溶液熱交換器出口稀溶液7293.65625610溶液熱交換器出口濃溶液8282.835560表2 各換熱設(shè)備的熱負(fù)荷計(jì)算表 設(shè)備名稱單位熱負(fù)荷計(jì)算公式單位熱負(fù)荷（kJ/kg

6、）熱負(fù)荷計(jì)算公式熱負(fù)荷值（kw）發(fā)生器2.65冷凝器    2007-04-22        2.05蒸發(fā)器2.60吸收器2.00溶液熱交換器0.522.5 各工作介質(zhì)的流量計(jì)算2.5.1 加熱熱水流量加熱水的溫度從86降到80，則產(chǎn)生單位冷劑蒸汽的加熱量為：25.20kJ/kg，考慮15435.4kg/h2.5.2 冷水量2.5.3 冷卻水量冷卻水帶走的熱量為： 4.05kw冷卻水量為：2.5.4 稀溶液循環(huán)量    3 傳熱面積計(jì)

7、算3.1 k值的選取傳熱管的材料，除發(fā)生器采用不銹鋼管外，其余換熱設(shè)備均采用紫銅管。對(duì)于發(fā)生器采用整體軋制低翅片管，其傳熱系數(shù)可以達(dá)到13001600為1300，本文取。蒸發(fā)器采用噴淋形式，因此噴淋密度，噴淋方式對(duì)傳熱性能有較大的影響。以銅管為傳熱管的蒸發(fā)器，傳熱系數(shù)的值一般在22002500=2300，但是F管易出現(xiàn)冷量衰減的情況。這里取。對(duì)于溶液熱交換器，設(shè)計(jì)流速為0.40.5m/s時(shí)，傳熱系數(shù)可達(dá)450580580 式中： ；管內(nèi)、外表面換熱系數(shù)，、；圓內(nèi)、管外徑，m；。計(jì)算傳熱系數(shù)的關(guān)鍵在于如何求得圓管內(nèi)、外兩側(cè)的表面換熱系數(shù)。對(duì)于發(fā)生器，以熱水為熱源，可按下式計(jì)算管內(nèi)對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：傳熱管內(nèi)熱水的流速，熱水在進(jìn)出口平均溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)，熱水在進(jìn)出口平均溫度下的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)，熱水在進(jìn)出口平均溫度下的普朗特?cái)?shù)。發(fā)生器中溴化鋰溶液在管外沸騰，對(duì)于噴淋式發(fā)生器，可用下式估算 式中，試驗(yàn)范圍為0.0220.03520.015m，0.00010.00008550.940.