小型太陽能氣泡泵吸收式制冷機研究

1、小型太陽能氣泡泵吸收式制冷機研究            摘要： 本文確定了設(shè)計計算參數(shù)下小型太陽能氣泡泵吸收式制冷機制冷循環(huán)中各狀態(tài)點參數(shù)，進行了發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、溶液熱交換器的熱負荷計算和加熱熱水、冷水、冷卻水、稀溶液等循環(huán)介質(zhì)的流量計算。進行了發(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)，計算了熱水進出口配管、冷卻水進口配管、冷媒水進口配管的內(nèi)徑尺寸，為開發(fā)小型吸收式制冷機提供了一定的

2、理論和實踐基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞： 太陽能 氣泡泵 吸收式制冷機 傳熱計算1 簡介太陽能吸收式空調(diào)在我國目前應(yīng)用很廣泛。它將常規(guī)的溴化鋰或氨水吸收式空調(diào)與太陽能熱水相結(jié)合，實現(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)采用溴化鋰制冷機方案技術(shù)已相對成熟，但系統(tǒng)成本若不能大幅度降低，推廣前景并不樂觀。日本矢崎株式會社已商品化生產(chǎn)小型無泵循環(huán)溴化鋰制冷機，有制冷量4000W到174000W系列產(chǎn)品。我國尚未實現(xiàn)小功率溴化鋰制冷機生產(chǎn)，現(xiàn)有的廠家生產(chǎn)成本過高，功率偏大，同時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，如無泵溴化鋰制冷機、小型氨水制冷機及其循環(huán)泵等，并實現(xiàn)其商品化

3、生產(chǎn)已成為當務(wù)之急。圖1是小型太陽能吸收式制冷機組成的太陽能空調(diào)和供熱系統(tǒng)的原理圖。本系統(tǒng)主要有太陽能集熱器、蓄熱槽、輔助熱源、熱水型吸收式制冷機、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)計工況計算取冷凍水進口溫度9；冷卻水進口溫度34.5；加熱熱水進口溫度。2.2 選定設(shè)計參數(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)點的比焓值以及溫度、壓力和質(zhì)量分數(shù)。循環(huán)中各狀態(tài)點號見圖2。各狀點參數(shù)值見表1。2.4 各換熱設(shè)備的熱負荷計算各換熱設(shè)備的熱負荷計算見表2。由蒸發(fā)器的單位熱負荷kg/h熱平衡計算得：5471.87kJ/kg相差很小，熱平衡。熱力系數(shù)表1 各狀態(tài)點參數(shù)表 序號名 稱狀態(tài)點比焓

5、值（kJ/kg）溫度（）壓力（Pa）質(zhì)量分數(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)備的熱負荷計算表 設(shè)備名稱單位熱負荷計算公式單位熱負荷（kJ/kg

6、）熱負荷計算公式熱負荷值（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

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。對于發(fā)生器采用整體軋制低翅片管，其傳熱系數(shù)可以達到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。對于溶液熱交換器，設(shè)計流速為0.40.5m/s時，傳熱系數(shù)可達450580580 式中： ；管內(nèi)、外表面換熱系數(shù)，、；圓內(nèi)、管外徑，m；。計算傳熱系數(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)。對于發(fā)生器，以熱水為熱源，可按下式計算管內(nèi)對流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：傳熱管內(nèi)熱水的流速，熱水在進出口平均溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)，熱水在進出口平均溫度下的運動粘性系數(shù)，熱水在進出口平均溫度下的普朗特數(shù)。發(fā)生器中溴化鋰溶液在管外沸騰，對于噴淋式發(fā)生器，可用下式估算 式中，試驗范圍為0.0220.03520.015m，0.00010.00008550.940.