小型太阳能气泡泵吸收式制冷机研究

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泛。它将常规的溴化锂或氨水吸收式空调

2、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

3、机、冷却塔、空调器和控制系统等组成。；经蒸发器的冷冻水进口温度12.015.0、出口温度9.011.0；经吸收器或冷凝器的冷却水进口温度30.032.0，出口温度34.038.0；加热热水温度75.090.0。2.1 设计工况计算取冷冻水进口温度9；冷却水进口温度34.5；加热热水进口温度。2.2 选定设计参数7，则蒸发压力，取920pa； 冷凝器和吸收器的冷却水用并流动方式，冷凝温度5631pa； 发生器出口浓溶液温度38.0； 根据压力和温度，在5660。 溶液热交换器出口浓溶液温度2007-04-2217，则60约为39。55-3916，因此选取得，可得62。2.3 各状态点参数值根据上

4、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kg/h热平衡计算得：5471.87kJ/kg相差很小，热平衡。热力系数表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17100102蒸发器中冷剂水17100103吸收器出口稀溶液238920564冷凝器出口冷剂水338563105冷凝器进口冷剂蒸汽379563106发生器出口浓溶液4825631607发生器中开始沸腾溶液5725631

5、568吸收器进口浓溶液647920609溶液热交换器出口稀溶液7625610溶液热交换器出口浓溶液85560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（kw）发生器冷凝器2007-04-22蒸发器吸收器溶液热交换器2.5 各工作介质的流量计算2.5.1 加热热水流量加热水的温度从86降到80，则产生单位冷剂蒸汽的加热量为：25.20kJ/kg，考虑152.5.2 冷水量2.5.3 冷却水量冷却水带走的热量为： 冷却水量为：2.5.4 稀溶液循环量3 传热面积计算3.1 k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

6、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13001600为1300，本文取。蒸发器采用喷淋形式，因此喷淋密度，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22002500=2300，但是F管易出现冷量衰减的情况。这里取。对于溶液热交换器，设计流速为0.40.5m/s时，传热系数可达450580580 式中： ；管内、外表面换热系数，、；圆内、管外径，m；。计算传热系数的关键在于如何求得圆管内、外两侧的表面换热系数。对于发生器，以热水为热源，可按下式计算管内对流表面传热系数：传热管内热水的流速，热水在进出口平均温度下的导热系数，热水在进出口平均温度下的运动粘性系数，热水在进出口平均温度下的普朗特数。发生器中溴化锂溶液在管外沸腾，对于喷淋式发生器，可用下式估算 式中20.0