小型太阳能气泡泵吸收式制冷机研究

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1、小型太阳能气泡泵吸收式制冷机研究摘要：本文确定了设计计算参数下小型太阳能气泡泵吸收式制冷机制冷循环中各状态点参数，进行了发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器的热负荷计算和加热热水、冷水、冷却水、稀溶液等循环介质的流量计算。进行了发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、溶液热交换器等换热设备所需的传热面积计算。根据求得的传热面积确定了各换热设备的传热管数，计算了热水进出口配管、冷却水进口配管、冷媒水进口配管的内径尺寸，为开发小型吸收式制冷机提供了一定的理论和实践基础。关键词：太阳能气泡泵吸收式制冷机传热计算1简介　　太阳能吸收式空调在我国目前应用很广

2、泛。它将常规的溴化锂或氨水吸收式空调与太阳能热水相结合，实现夏季空调、冬季供热或全年供热水功能。虽然吸收式空调采用溴化锂制冷机方案技术已相对成熟，但系统成本若不能大幅度降低，推广前景并不乐观。日本矢崎株式会社已商品化生产小型无泵循环溴化锂制冷机，有制冷量4000W到174000W系列产品。我国尚未实现小功率溴化锂制冷机生产，现有的厂家生产成本过高，功率偏大，同时辅助热源又不可缺少，管理难度大。因此，开发生产低成本的系列制冷机，如无泵溴化锂制冷机、小型氨水制冷机及其循环泵等，并实现其商品化生产已成为当务之急。　　图1是小型太阳能吸收式制冷机组成的太阳

3、能空调和供热系统的原理图。本系统主要有太阳能集热器、蓄热槽、辅助热源、热水型吸收式制冷机、冷却塔、空调器和控制系统等组成。图1小型太阳能空调、供热系统　　太阳能吸收式制冷机的加热热源是75～95℃的热水。热水在发生器管中作强制对流换热，加热溶液产生蒸汽，一般设计成单效。该机无溶液泵与冷剂泵，溶液的循环靠气泡泵来实现。2热力计算　　设计计算参数：吸收式制冷机额定制冷量为2.0；经蒸发器的冷冻水进口温度12.0～15.0℃、出口温度9.0～11.0℃；经吸收器或冷凝器的冷却水进口温度30.0～32.0℃，出口温度34.0～38.0℃；加热热水温度75.

4、0～90.0℃。　　2.1设计工况计算　　取冷冻水进口温度＝14℃，冷冻水出口温度＝9℃；冷却水进口温度＝29.5℃，冷却水出口温度＝34.5℃；加热热水进口温度℃，加热热水出口温度℃。　　2.2选定设计参数图2单效吸收式制冷循环h-ξ　　假定不考虑的影响。　　①蒸发温度＝7℃，则蒸发压力＝1001pa；　　②吸收器压力，取＝80pa，则＝920pa；　　③冷凝器和吸收器的冷却水用并流动方式，冷凝温度＝38.0℃，冷凝压力＝5631pa；　　④发生器出口浓溶液温度＝82.0℃；　　⑤吸收器出口稀溶液温度＝38.0℃；　　⑥根据压力，和温度，，在图上

5、查得：＝56，＝60，可得－＝4.0。　　⑦溶液热交换器出口浓溶液温度＝，取＝17℃，则＝55℃。由＝60，查溴化锂溶液的结晶曲线，其结晶温度约为39℃。－＝55-39＝16℃，因此选取＝17℃是可行的。由得　　式中，可得kJ/kg，则＝62℃。　　2.3各状态点参数值　　根据上述所选取的参数，可确定制冷循环中各状态点的比焓值以及温度、压力和质量分数。循环中各状态点号见图2。各状点参数值见表1。　　2.4各换热设备的热负荷计算　　各换热设备的热负荷计算见表2。　　由蒸发器的单位热负荷，可求得冷剂水的循环量：kg/h　　热平衡计算得：5471.83k

6、J/kg，5471.87kJ/kg相差很小，热平衡。　　热力系数计算：表1各状态点参数表序号名称状态点比焓值（kJ/kg）温度（℃）压力（Pa）质量分数（％）1蒸发器出口冷剂蒸汽1’2933.847100102蒸发器中冷剂水1448.467100103吸收器出口稀溶液2255.5938920564冷凝器出口冷剂水3578.1438563105冷凝器进口冷剂蒸汽3’2990.4079563106发生器出口浓溶液4326.82825631607发生器中开始沸腾溶液5317.60725631568吸收器进口浓溶液6272.3547920609溶液热交换器

7、出口稀溶液7293.6562－5610溶液热交换器出口浓溶液8282.8355－60表2各换热设备的热负荷计算表设备名称单位热负荷计算公式单位热负荷（kJ/kg）热负荷计算公式热负荷值（k.3传热面积计算　　3.1k值的选取　　传热管的材料，除发生器采用不锈钢管外，其余换热设备均采用紫铜管。　　对于发生器采用整体轧制低翅片管，其传热系数可以达到1300～1600，这里取为1300。由于冷凝器的传热系数比较高，在机组中占的空间也较小，相对而言强化传热的要求就不迫切。采用光管时的传热系数就可达4100～5200，本文取为4500。蒸发器采用喷淋形式，因

8、此喷淋密度，喷淋方式对传热性能有较大的影响。以铜管为传热管的蒸发器，传热系数的值一般在2200～2500之间，这里取=23