以水_溴化鋰溶液為工質(zhì)的制冷_制熱潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)特性研究

1、第45卷第2期2005年3月大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)JournalofDalianUniversityofTechnology.45,No.2VolMar.2005文章編號(hào):100028608(2005)0220194207以水2溴化鋰溶液為工質(zhì)的制冷 制熱潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)特性研究徐士鳴31,張莉1,李革2,張為民3(1.大連理工大學(xué)動(dòng)力工程系,遼寧大連116024;2.大連水產(chǎn)學(xué)院食品工程系,遼寧大連116022;3.大連冰山集團(tuán)制冷技術(shù)研究所,遼寧大連116033)摘要:詳細(xì)介紹了以水2溴化鋰為工作介質(zhì)的制冷 制熱潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)的工作原理,并根據(jù)循環(huán)流程及循環(huán)特點(diǎn)給出了循環(huán)熱力計(jì)算數(shù)學(xué)模型,特性做出了詳

2、細(xì)分析.,基于水在0以下結(jié)冰的現(xiàn)象,以水2低溫?zé)嵩磿r(shí),儲(chǔ)存的潛能還可以被轉(zhuǎn)換成熱能,及晶 ,故此循環(huán)的溶液濃度差大,蓄能密度,倍.;潛能;儲(chǔ)存;水2溴化鋰中圖分類號(hào):TB616文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A0引言文獻(xiàn)1敘述了制冷 制熱潛能儲(chǔ)存技術(shù)的基本工作原理,并對(duì)采用氨2水溶液為工質(zhì)的制冷潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)進(jìn)行了描述,研究并分析了該系統(tǒng)的工作特性.理論上任何可用于吸收式制冷 熱泵的工作溶液都可作為制冷 制熱潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)中的工作溶液.考慮到制冷劑汽化熱的差異對(duì)蓄能密度及系統(tǒng)COP的影響,以及使用環(huán)境對(duì)工作溶液的要求,氨2水溶液并不適合于對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求較高的民用建筑的蓄能空調(diào)系統(tǒng),而水2溴化鋰溶液比較適用.采用水2溴

3、化鋰溶液為工質(zhì)的制冷 制熱潛能儲(chǔ)存技術(shù)的中央空調(diào)系統(tǒng),不僅可以替代常規(guī)的冷水機(jī)組,對(duì)晝夜電網(wǎng)負(fù)荷起到“削峰填谷”作用,而且還可用于晝夜負(fù)荷完全不同的太陽(yáng)能、余熱空調(diào)(供冷 供熱)系統(tǒng),較好地解決隨時(shí)間變化的太陽(yáng)輻射能與空調(diào)負(fù)荷不一致的問(wèn)題.收稿日期:2003212210;修回日期:2004208220.作者簡(jiǎn)介:徐士鳴3(19572),男,教授.1工作原理圖1為在p2t圖上所表示的以水2溴化鋰為工質(zhì)的制冷 制熱潛能儲(chǔ)存循環(huán).由于水沸點(diǎn)高,制冷工作時(shí)蒸發(fā)壓力非常低,蒸汽密度非常小,要滿足一定質(zhì)量流量要求時(shí),體積流量很大,在這種條件下工作的水蒸汽壓縮機(jī)很難設(shè)計(jì).根據(jù)低壓下水蒸汽特點(diǎn),提高壓縮機(jī)入口

4、壓力,可提高水蒸汽密度,使水蒸汽壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)變得容易些.圖2為該循環(huán)的工作流程.與常規(guī)吸收式制冷 制熱系統(tǒng)不同之處在于該潛能儲(chǔ)存循環(huán)工作溶液流動(dòng)是非連續(xù)的.在用電低谷時(shí)段,將儲(chǔ)存于稀溶液儲(chǔ)罐內(nèi)的溶液泵入冷凝 發(fā)生器內(nèi),利用電能驅(qū)動(dòng)水蒸汽壓縮機(jī)工作.壓縮后的水蒸汽在發(fā)生 冷凝器的管束內(nèi)冷凝,冷凝熱作為水蒸汽從稀溶液分離所需的發(fā)生熱.發(fā)生終了濃溶液經(jīng)熱交換器第2期徐士鳴等:以水2溴化鋰溶液為工質(zhì)的制冷制熱潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)特性研究195換熱后儲(chǔ)存于濃溶液儲(chǔ)罐中,溫度降低及組分改變后的溶液具有制冷 制熱潛能.冷凝后的水也經(jīng)熱交換器換熱后儲(chǔ)存于制冷劑儲(chǔ)罐10中.至此一次能量轉(zhuǎn)換階段完成,電能被轉(zhuǎn)換成工作溶液

5、制冷 制熱潛能并被儲(chǔ)存起來(lái).10中的水當(dāng)需要供冷或供熱時(shí),制冷劑儲(chǔ)罐11,吸收冷媒水的熱量變成水蒸汽,冷進(jìn)入蒸發(fā)器媒水溫度降低向外供出冷量.水蒸汽進(jìn)入吸收器被來(lái)自濃溶液儲(chǔ)罐的濃溶液所吸收,吸收熱或用于供熱或排向環(huán)境.吸收終了的稀溶液進(jìn)入圖1p2t圖上所表示的制冷 制熱潛能儲(chǔ)存循環(huán)Fig11Thecycleofheating refrigeratingpotentialstorage(H RPS)showninp2tchart稀溶液儲(chǔ)罐儲(chǔ)存起來(lái),待下一個(gè)蓄能循環(huán)所用.至此二次能量轉(zhuǎn)換階段完成,將儲(chǔ)存的潛能轉(zhuǎn)換成冷能或熱能.冷凝 發(fā)生器;減溫器;壓縮機(jī);溶液熱交換器;溶液泵;稀10制冷劑溶液儲(chǔ)罐;

6、晶 液分離及溶晶裝置;濃溶液儲(chǔ)罐;吸收器;11蒸發(fā)器(水)儲(chǔ)罐;圖2以水2溴化鋰為工質(zhì)的制冷潛能儲(chǔ)存工作循環(huán)流程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖Fig12WorkingflowchartofR HPScycleusingH2O2LiBrasworkingfluid以上概述了水2溴化鋰制冷潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)的工作過(guò)程,對(duì)此系統(tǒng)還需補(bǔ)充:(1)如果各儲(chǔ)罐都未采用保溫措施,其在儲(chǔ)存期間溶液和制冷劑最終都將達(dá)到環(huán)境溫度,這就意味著必然存在散熱損失.但由于發(fā)生終了濃溶液和從冷凝 發(fā)生器出來(lái)的水在進(jìn)入各自儲(chǔ)罐前都與來(lái)自稀溶液儲(chǔ)罐的稀溶液(溫度為環(huán)境溫度)進(jìn)行了熱交換,散熱量不會(huì)太大.散熱損失對(duì)最終需要轉(zhuǎn)換成冷能的潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性沒(méi)

7、有影響,過(guò)冷溶液反而有助于吸收過(guò)程.但散熱對(duì)最終需要轉(zhuǎn)換成熱能(按熱泵運(yùn)行方式)的潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性有影響,在這種情況下最好對(duì)溶液儲(chǔ)罐進(jìn)行保溫.(2)當(dāng)溶液儲(chǔ)罐中的溶液濃度超過(guò)了儲(chǔ)存溫度下的飽和濃度時(shí),會(huì)產(chǎn)生溴化鋰結(jié)晶.對(duì)于常規(guī)水2溴化鋰吸收式制冷系統(tǒng)而言,在循環(huán)過(guò)程中不允許有結(jié)晶產(chǎn)生.但潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)工作流程是非連續(xù)的,允許在溶液儲(chǔ)罐內(nèi)產(chǎn)生結(jié)晶現(xiàn)象.因?yàn)樵诙文芰哭D(zhuǎn)換過(guò)程中,濃溶液儲(chǔ)罐中未結(jié)晶的那部分飽和溶液通過(guò)晶 液分離裝置進(jìn)入吸收器,吸收水蒸汽后變成稀溶液并進(jìn)入稀溶液儲(chǔ)罐.可以將一部分稀溶液泵入濃溶液儲(chǔ)罐,利用196大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)第45卷溶晶裝置將溴化鋰晶體溶解.由于潛能儲(chǔ)存循環(huán)內(nèi)可以

8、存在一定量的結(jié)晶,溴化鋰溶液循環(huán)的濃度差可大一些,以提高溶液蓄能密度.(3)來(lái)自發(fā)生器的過(guò)熱蒸汽在進(jìn)入壓縮機(jī)前需要先經(jīng)減溫器降溫,以避免壓縮終了溫度過(guò)高.由于在負(fù)壓條件下水蒸汽密度與壓力有很大關(guān)系,為了提高壓縮機(jī)單位容積制冷量,壓縮機(jī)入口壓力應(yīng)適當(dāng)大一些,這使壓縮機(jī)入口水蒸汽溫度提高(一般為4050).這樣,即使采用中間完全冷卻的兩級(jí)壓縮系統(tǒng),壓縮機(jī)出口溫度還會(huì)超過(guò)200,這對(duì)普通壓縮機(jī)來(lái)說(shuō)顯得過(guò)高,而且在真空條件下需要采用屏蔽方式避免空氣漏入系統(tǒng).因此,需要研究開(kāi)發(fā)與此系統(tǒng)相配套的新型水蒸汽壓縮機(jī).式中:ad,l、ad,h分別為低壓、高壓級(jí)壓縮機(jī)的絕熱vv等熵效率;hmhm2分別為低壓級(jí)壓縮

9、機(jī)壓縮終了1、(狀態(tài)點(diǎn)為m1)水蒸汽焓值和在中間壓力下過(guò)熱蒸汽被冷卻到飽和狀態(tài)(m2)時(shí)水蒸汽焓值.在對(duì)工作循環(huán)進(jìn)行分析計(jì)算時(shí),中間壓力pm按下式計(jì)算:pm=pe pc(3)式中:pe為蒸發(fā)壓力;pc為壓縮機(jī)出口壓力.(2)中間完全冷卻所需引入的制冷劑(水)量(每kgH2Okg)m2=(1+m1)vlhm2-h2avv(4),系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置.)(每kgH2Ovm1=(h8-2循環(huán)熱力計(jì)算數(shù)學(xué)模型、2.在制冷潛能儲(chǔ)存工作循環(huán)計(jì)算模型中,按蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)1kg制冷劑為基準(zhǔn),計(jì)算循環(huán)各點(diǎn)的工作介質(zhì)熱物性參數(shù)變化值.已知條件:在進(jìn)行循環(huán)熱力計(jì)算之前的蒸發(fā)溫度、冷卻水入口溫度、環(huán)境溫度及所涉及的各換熱設(shè)備的換

10、熱溫差.在此基礎(chǔ)上確定循環(huán)各點(diǎn)工作介質(zhì)狀態(tài).根據(jù)相平衡原理,對(duì)于處于飽和狀態(tài)時(shí)的二元工作介質(zhì)只有2個(gè)獨(dú)立變量.因此,只要知道2個(gè)參數(shù),就可根據(jù)該工質(zhì)的物性關(guān)系式計(jì)算其他物性參數(shù).溶液循環(huán)倍率(每kgH2Okg)(f=r r-w)=r(h8a-h8a)vvh2a)l(5)(4)溶液熱交換器熱平衡f(h7b-h7a)=(f-1)(h5-h5a)+(1+m1+h2a)m2)(h2-(6)需要注意的是,為得到較大的蓄能密度,在蓄能循環(huán)中稀、濃溶液濃度差比較大.為避免濃溶液在熱交換器內(nèi)出現(xiàn)結(jié)晶,濃溶液出口溫度應(yīng)高于其結(jié)晶溫度.稀溶液通過(guò)熱交換器后從狀態(tài)7a變化到狀態(tài)7b,當(dāng)7b點(diǎn)的稀溶液溫度超過(guò)其飽和溫

11、度時(shí),溶液中會(huì)有水蒸汽產(chǎn)生.(5)結(jié)晶率及最小溶晶稀溶液流量(f1)常規(guī)H2O2LiBr吸收式制冷系統(tǒng)會(huì)因結(jié)晶而阻塞管路和噴淋孔,影響制冷機(jī)的正常運(yùn)行.對(duì)于儲(chǔ)罐不保溫的H2O2LiBr制冷 制熱潛能儲(chǔ)存(1)系統(tǒng),在儲(chǔ)存溫度下當(dāng)溶液濃度超過(guò)一定值時(shí),濃溶液儲(chǔ)罐中就會(huì)產(chǎn)生溴化鋰結(jié)晶水合物.但由于潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)工作循環(huán)內(nèi)溶液流動(dòng)是非連續(xù)的,在濃溶液儲(chǔ)罐中設(shè)置晶 液分離和溶晶裝置,可以確保管路不發(fā)生堵塞,并可用吸收后的稀溶液)的概念去溶解結(jié)晶.由此引出結(jié)晶率(.是指單位質(zhì)量濃溶液在儲(chǔ)存溫度下所析出溴化鋰結(jié)晶水合物的百分?jǐn)?shù):=f-式中:、濃溶液中溴化鋰質(zhì)量分率.w、r分別為稀(1)壓縮機(jī)實(shí)際耗功由于在低

12、壓條件下水蒸汽的密度非常低,為了便于壓縮機(jī)的設(shè)計(jì),要求提高壓縮機(jī)入口處水蒸汽的密度,使得壓縮機(jī)入口壓力(溫度)提高.在壓比較大的工作條件下,采用單級(jí)壓縮可能會(huì)導(dǎo)致壓縮機(jī)出口水蒸汽溫度過(guò)高,壓縮機(jī)功耗增大,在這種情況下須采用中間冷卻的兩級(jí)壓縮.采用中間冷卻的兩級(jí)壓縮實(shí)際壓縮功(每kg水kJ)為vvP=Pl+Ph=(1+m1)(hm1-h8a)ad ad,l+v(1+m1+m2)(hv(2)hm2)ad ad,h1-1100%(7)式中:X為(f-1)kg濃溶液中結(jié)晶水合物質(zhì)量,由于在040溴化鋰晶體是以LiBr 2H2O的形式析出2,其計(jì)算式為第2期徐士鳴等:以水2溴化鋰溶液為工質(zhì)的制冷制熱潛能

13、儲(chǔ)存系統(tǒng)特性研究X=197(ma+2mb)-ma sa(8)式中:ma、mb分別為溴化鋰和水的相對(duì)分子質(zhì)量;.sa為儲(chǔ)存溫度下飽和溶液溴化鋰質(zhì)量分率溶晶所需的最小稀溶液質(zhì)量流量(每kgH2Okg)(9)f1,min=sa-w在溶液潛能轉(zhuǎn)換成冷能或熱能時(shí),出吸收器的稀溶液直接被泵入濃溶液儲(chǔ)罐進(jìn)行溶晶.因此,進(jìn)入吸收器的溶液焓(每kgH2OkJ)為(10)h6=f-1+f1(6)換熱設(shè)備換熱量(每kgH2OkJ),循環(huán)3COP值及蓄能密度(每kg溶液kJ或每m溶液MJ)制冷量(蒸發(fā)熱)vl()qe=h4-h3吸收熱vqa(f)+-h7冷凝熱()vlqc=(1+m1+m2) (h1-h2)(12)(

14、13)或Ev stor=1000f-11000f-1式中為出溶液熱交換器狀態(tài)下濃溶液密度.Estor=v3制冷 制熱潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)工作循環(huán)計(jì)算及特性分析如前所述,對(duì)于潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)可以通過(guò)制冷或熱泵手段將儲(chǔ)存的潛能轉(zhuǎn)換成冷能或熱能.下面分別取兩個(gè)典型工況對(duì)制冷 制熱潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)的工作循環(huán)進(jìn)行計(jì)算并對(duì)其工作特性進(jìn)行分析.當(dāng)潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)按供冷工況運(yùn)行時(shí),各儲(chǔ)罐不采取保溫措施,5(冷媒水進(jìn)口,8,濃溶30,稀溶液儲(chǔ)罐平34,壓縮機(jī)絕熱等熵效率為0.8,溶液濃度差為0.085.在溶晶過(guò)程中,吸收終了的稀溶液未等散熱就直接被泵入濃溶液儲(chǔ)罐.當(dāng)潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)按供熱工況運(yùn)行時(shí),各儲(chǔ)罐應(yīng)采取保溫措施,儲(chǔ)罐的散熱量為

15、0.取制冷劑蒸發(fā)溫度為10(低溫水進(jìn) 出口溫度為16 12),吸收器冷卻水進(jìn) 出口溫度為40 50,溶液濃度差為0.067.其他情況與供冷工況相同.應(yīng)用上述潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)工作循環(huán)計(jì)算模型和4溶液熱物性參數(shù)計(jì)算式3、,得到供冷、供熱工況下工質(zhì)在各狀態(tài)點(diǎn)的物性參數(shù)、各換熱設(shè)備換熱量、COP及蓄能密度等情況,分別列于表1和表2.在其他工作條件不變的情況下,潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)一些主要運(yùn)行參數(shù)隨溶液濃度差的變化關(guān)系如圖35所示.從表1的計(jì)算結(jié)果看,以水2溴化鋰為工質(zhì)的制冷潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)具有較高的COP值和蓄能密度,特別是容積蓄能密度幾乎是冰蓄冷的3倍,這主要得益于水有較高的汽化熱和較大的溴化鋰溶液密度.但是較為不

16、利的是因?yàn)樘岣邏嚎s機(jī)吸入口水蒸汽密度而提高吸入壓力和溫度后,即使采用減溫器和完全中冷的二級(jí)壓縮,壓縮終了的蒸汽溫度仍然較高.常規(guī)潤(rùn)滑的壓縮機(jī)難以在如此高的溫度下正常運(yùn)行.因此需要研究開(kāi)發(fā)采用直接噴水冷卻,按濕壓縮方式運(yùn)行的、無(wú)油潤(rùn)滑的新型屏蔽式水蒸汽壓縮機(jī).發(fā)生熱(14)qg=(f-1) h5+h8-f h7b要使一次能量轉(zhuǎn)換能夠進(jìn)行,必須滿足qcqg,否則需啟動(dòng)外部熱源加熱裝置以彌補(bǔ)冷凝熱的不足.所需要的外部熱源加熱熱量為qh=qg-qc制冷劑儲(chǔ)罐散熱量(15)qhl,1=h2al-h3濃溶液儲(chǔ)罐散熱量qhl,2=(f-1) (h5a-h5b)稀溶液儲(chǔ)罐散熱量qhl,3=f (h7-h7a)

17、總散熱量qhl=qhl,1+qhl,2+qhl,3(16)(17)(18)系統(tǒng)能量平衡(19)we+qe+qh=qa+qhl(we+qh)或COPh=qa (we+qh)COPc=qe(20)當(dāng)冷凝熱大于發(fā)生熱時(shí)qh為負(fù)值,多余的熱量需向外排出.此時(shí),式(20)中的分母項(xiàng)不加qh值.溶液蓄能密度Estor=f-1或Estor=f-1198大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)表1空調(diào)(制冷 供熱)工況下,圖2中制冷 制熱潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)各狀態(tài)點(diǎn)物性參數(shù)第45卷Tab11ThepropertiesateverystatuspointatR HPScycleshowninFig.2underair2conditioning

18、(cooling heating)condition狀態(tài)點(diǎn)1m1m222a3455a5b677a7b88at p kPaw(LiBr)(kJ kg-1)h制冷供熱250.0212.572.6107.942.030.05.0102.956.330.034.438.034.084.0252.9214.773.0108.856.056.010.0103.863.863.863.848.048.0.949.制冷供熱133.634.934.9133.6133.6133.60.879.19.19.10.870.870.879.119.1137.435.435.4137.4137.4137.41.29.19

19、.19.11.21.29.19.19.1制冷供熱0.6530.6530.6530.615.制冷供熱3298.83258.63051.1870.8594.2544.12929.5385.6.2267.8.9271.1382.83086.03009.53301.63261.13051.6874.3652.7652.72938.6386.2315.9315.9315.9295.8295.8384.63090.73009.50.6570.6570.6570.0.5900.593表2空調(diào)(制冷 供熱)工況下,制冷 制熱潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)內(nèi)流量、換熱量、COP和蓄能密度值Tab12Massflows,amoun

20、tofheatexchange,COPvalueandstoragedensitiesinR HPSsystemunderair2conditioning(cooling heating)condition項(xiàng)目制冷過(guò)程制冷劑流量壓縮機(jī)入口制冷劑流量進(jìn)入減溫器制冷劑流量中間冷卻制冷劑流量溶液循環(huán)倍率壓縮機(jī)實(shí)際耗功發(fā)生熱冷凝熱蒸發(fā)熱單位kgkg kgkg kgkg kgkg kgkJ kgkJ kgkJ kgkJ kg計(jì)算結(jié)果制冷供熱11.0320.0320.0877.6824534.22722.22716.92385.411.0340.0340.0909.8060541.52722.22730.

21、22286.0項(xiàng)目吸收熱儲(chǔ)罐散熱輔助加熱量熱量平衡濃溶液儲(chǔ)罐結(jié)晶率最小溶晶流量COP單位kJ kgkJ kgkJ kgkJ kg%kg kg計(jì)算結(jié)果制冷供熱2417.5503.55.38.510-215.54.4215122819.40-8-4.510-005.2066320.3587.213質(zhì)量蓄能密度容積蓄能密度kJ kgMJ m3356.8657.9冷凝 發(fā)生器中的發(fā)生熱與冷凝熱隨溶液濃度差的變化關(guān)系如圖3所示.在供冷工況下熱平衡線在=0.075處出現(xiàn)拐點(diǎn).在拐點(diǎn)左側(cè),濃溶液溫度(t5a)為稀溶液溫度(t7a)加換熱溫差(810)隨濃度差增大,發(fā)生熱逐漸減小而壓縮功(冷凝熱)逐漸增大,需

22、要由輔助加熱逐漸變?yōu)槎嘤酂崃肯蛲馀懦?但當(dāng)0.075時(shí),為避免在溶液熱交換器內(nèi)出現(xiàn)結(jié)晶,要求t5a高于溶液飽和溫度.因此,t5a在大于0.075后隨濃度差增大而逐漸提高,稀溶液經(jīng)過(guò)溶液熱交換器后獲得的熱量逐漸減少,使發(fā)生熱逐漸增大,其增大的速率大于壓縮功(冷凝熱)增大的速率.COP和蓄能密度隨溶液濃度差的變化趨勢(shì)見(jiàn)圖4,蓄能密度隨濃度差增大而逐漸增大,但COP卻是先增大后減小,并且在減小過(guò)程中斜率發(fā)生一次變化.出現(xiàn)這種變化的原因是冷凝 發(fā)生器中熱平衡關(guān)系的變化.在=0.045之前qh0,需要輔助熱源提供額外熱量,且qh的值隨濃度差的增大而逐漸減小,所以COP值在這一段呈增大趨勢(shì);當(dāng)0.0450

23、.085時(shí)qh0.085時(shí),qh0,且qh值隨增大而迅速增加,最終轉(zhuǎn)換成熱能的系統(tǒng)中,為了提高系統(tǒng)的供熱COP值,各儲(chǔ)罐均采取了保溫措施,儲(chǔ)罐的散熱量為0,在儲(chǔ)罐內(nèi)不會(huì)發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象.所以COP值呈較快的下降趨勢(shì).由此可見(jiàn),綜合考慮潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)的COP值、蓄能密度及冷凝 發(fā)生器熱平衡情況,以供冷為最終目的的系統(tǒng),=0.085是理論上最佳濃度差.在儲(chǔ)罐不保溫情況下,隨著的增大濃溶液儲(chǔ)罐內(nèi)結(jié)晶率升高(見(jiàn)圖5),系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)不希望在儲(chǔ)罐內(nèi)有太高的結(jié)晶率,否則可能會(huì)對(duì)晶 液分離和溶晶過(guò)程產(chǎn)生不利影響.因此對(duì)于以水2溴化鋰為工質(zhì)的制冷 制熱潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)運(yùn)行的溶液濃度差不要超過(guò)0.1.然而,儲(chǔ)罐內(nèi)溴化鋰的

24、結(jié)晶率不僅與溶液濃度有關(guān),而且還與儲(chǔ)存溫度有關(guān).溶液濃度一定時(shí),結(jié)晶率隨儲(chǔ)存溫度的降低而提高.圖5在給定的工作條件下,不保溫濃溶液儲(chǔ)罐內(nèi)溴化鋰結(jié)晶率與FUcondition,ipronostoragetankwithoutand4結(jié)論(1)以水2溴化鋰為工質(zhì)的制冷 供熱潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)的蓄能密度比常規(guī)蓄冷技術(shù)(水、冰、共圖3發(fā)生熱與冷凝熱差隨的變化關(guān)系Fig13Relationshipofdifferencesbetweengenerationheatandcondensationheatwithchanging圖4蓄能密度和系統(tǒng)COP值隨的變化關(guān)系Fig14Relationshipbetween

25、storagedensitiesandCOPofthesystemwithchanging以上是針對(duì)儲(chǔ)存的潛能最終轉(zhuǎn)換成冷能的工作特性進(jìn)行的分析,最終轉(zhuǎn)換成熱能的系統(tǒng)工作特性與此基本相同.不同的是,在儲(chǔ)存的潛能晶鹽蓄冷)的蓄冷密度大得多,特別是容積蓄能密度比冰蓄冷高3倍左右.(2)在常用的蓄能密度段內(nèi),系統(tǒng)具有較高的COP值.(3)系統(tǒng)簡(jiǎn)單,只需在常規(guī)壓縮2吸收式制冷系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加3個(gè)儲(chǔ)罐.儲(chǔ)罐可以保溫也可以不保溫,當(dāng)儲(chǔ)罐不保溫時(shí)應(yīng)考慮溶晶措施.當(dāng)最終以供熱為主要目的時(shí),溶液儲(chǔ)罐最好采取保溫措施.(4)由于潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)簡(jiǎn)單并且蓄能密度大,非常適合在中、小型蓄能空調(diào)(供冷 供熱)系統(tǒng)中應(yīng)用.(5

26、)所儲(chǔ)存的潛能既可以轉(zhuǎn)換成冷能,又可轉(zhuǎn)換成熱能,這是常規(guī)蓄能技術(shù)所不能做到的.(6)潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)不僅可以將夜間富余的電能轉(zhuǎn)化為制冷 供熱潛能儲(chǔ)存,而且還可利用太陽(yáng)能、地?zé)崮?、工業(yè)廢熱等多種形式的能源作為系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)能源,這一優(yōu)點(diǎn)對(duì)解決太陽(yáng)能制冷 供熱系統(tǒng)供求不平衡問(wèn)題大有幫助.(7)易于將現(xiàn)有的常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)改造成蓄能空調(diào)系統(tǒng).(8)采用水作為制冷劑,對(duì)環(huán)境無(wú)害.但以水2溴化鋰為工質(zhì)的潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)也存200大連理工大學(xué)學(xué)報(bào)第45卷在一些缺點(diǎn):(1)和常規(guī)水2溴化鋰吸收式系統(tǒng)一樣,工作溫度只能在0以上.(2)壓縮機(jī)在真空狀態(tài)下工作,需要采用屏蔽方式以免空氣漏入.(3)為了提高水蒸汽密度、降低壓縮機(jī)入

27、口體積流量,需要提高發(fā)生壓力,導(dǎo)致壓縮機(jī)吸入溫度和壓縮終了溫度較高,不利于常規(guī)壓縮機(jī)運(yùn)行.(4)即使采取了第(3)條措施,但在真空條件下水蒸汽的密度還是較低,壓縮機(jī)的容積流量相對(duì)較大,因此該系統(tǒng)中可采用的壓縮機(jī)類型受到限制,只能采用離心式或回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī),并需要研究、開(kāi)發(fā)新型的屏蔽式噴水濕壓縮、大壓比、無(wú)油潤(rùn)滑水蒸汽壓縮機(jī).制熱潛能儲(chǔ)存系統(tǒng)特性研究J.大連理工大學(xué)學(xué)報(bào),2004,44(2):2332239.(XUShi2ming,LIGe,ZHANGWei2min.Researchonthecharacteristicsofrefrigerating heatingpotentialstorag

28、esystemusingNH32H2OasworkingfluidJ.2332239.)2BORYTADA.waterbetween-15(1):1422144.3MCNEELYLA.ThermodynamicpropertiesofaqueoussolutionoflithiumbromideJ.ASHRAETrans,1979,85(Pt1):41324,PRSGHANP.foerpJ.Appl(:1912231.Solubilityoflithiumbromidein50and100(40%to70%JDalianUnivTechnol,2004,44(2):lithiumbromide

29、)J.JofChemEngData,1970,參考文獻(xiàn):1徐士鳴,李革,張為民.以氨oncharacteristicsofrefrigerating heatingpotentialstoragesystemusingH2O-LiBrasworkingfluidXUShi2ming313,ZHANGLi1,LIGe2,ZHANGWei2min(1.Dept.ofPowerEng.,DalianUniv.ofTechnol.,Dalian116024,China;2.Dept.ofFoodEng.,DalianAquaticProd.College,Dalian116022,China;3.In

30、st.ofRefrig.Technol.,DalianBingshanGroup,Dalian116033,China)heatingpotentialstorage(R HPS)systeminwhichAbstract:Theworkingprincipleofrefrigeratingwater2lithiumbromideisusedasworkingfluidwaspresented.BasedonthecharacteristicsoftheR HPScycle,thecalculationmodelsofthecyclearedescribedindetail.Withthesemodels,acompletecalcu