以_mmimDMP甲醇为工质对的吸收式制冷循环研究

1、第卷第期年月以甲醇为工质对的吸收式制冷循环研究郭媛媛朱磊赵竞全（北京航空航天大学）摘要采用离子液体运用文献提出的甲醇作为吸收式制冷系统工质对，甲醇二元溶液经验方程进行制冷循环计算研究，并将此系统的工作压力、等与相同工况下的溴化锂水、氨水制冷循环进行比较。研究结果表明：稍甲醇工质对制冷系统工作压力要求适中，高于低于其适用范围要大于系统，系统；甲醇溶液对金属无腐蚀，系统，具有一定的应用价值。关键词离子液体；吸收式制冷循环；（），；氨水和溴化锂水吸收式制冷系统是最目前，为常用的吸收式制冷系统，但都存在很多缺点：氨水系统中，制冷剂氨有毒、易爆炸，与吸收剂水的沸点相差较小，工作压力较高；溴化锂水系统中，

2、溴化锂水溶液对金属材料有较强的腐蚀性，系统运行时易出现结晶，蒸发温度不能太低。因此，各国专家学者都在尝试开发新型工质对，已有学者对离子液体与常用制冷剂混合溶液的气液平衡、溶解性、表面。张力、黏度、密度等性质做了分析离子液体是一种具有独特物化性质的新型绿色溶剂，与甲醇等有机溶剂可以完全互溶；溶解时其黏度急剧下降；化学稳定性和热稳定性较高；制收稿日期：作者简介：郭媛媛，硕士，研究方向为制冷与低温工程。系统压力要求适中，放气范围较广，无结造简单；晶现象，甲醇沸点与离子液体相差较大，无需精馏设备，离子液体对金属无腐蚀。因此，笔者对离子液体，二甲基咪唑磷酸二甲酯盐（作为吸收剂、甲醇作为制冷剂的吸收式制冷

3、）循环系统进行计算研究。甲醇溶液的性质二元溶液的密度在离子液体摩尔分温度范围内，数分别为，和时二元溶液的密度为×（）··第卷其中：温度与浓度关系混合溶液的压力、实验测定离子液体的质量分数（分别在），和时的混合溶液的蒸汽压，得到一系列数据点，如图所示。）；式中：为绝对温度（）和为密度（；为最小二乘法确定的回归系数（见表）为离子液体质量分数。表回归系数二元溶液的黏度在离子液体温度范围内，摩尔分数分别为，和时二元溶液的黏度为：图不同离子液体质量分数下二元溶液蒸汽压与温度关系!）（）利用将图中数据拟合成公式，软件，、）得到温度与压力（质量分数（之间的关系式，）（）与文献中

4、的实测数据相比，式（中计算）温度值的平均相对误差为。二元混合溶液的焓值计算甲醇溶液的比焓值表达式为!。其中，系数和列于表×（）（）（）（）（）二元溶液的比热容在离子液体温度范围内，摩尔分数分别为，和可采用下式计算：时二元溶液的密度，其中，过量焓如下：×其中：（）（）（）（）（）（）（）（）（）。系数和列于表式中：为对比温度，；为二元溶液的温度；和分别为离子液体和甲醇的摩尔分数；，和均为模型参数。根据相关文献、实验数据和模型进行）分析，当离子液体的质量分数在（，）时用三参数模型，当在（时用五参，第期郭媛媛等：以甲醇为工质对的吸收式制冷循环研究表三参数模型参数·

5、83;表五参数模型参数数模型，各参数值见表和表。甲醇制冷剂蒸气焓值计算甲醇蒸气的焓值为甲醇汽化潜热与液相焓之和。）甲醇汽化潜热计算以一个温度下的汽化潜热利用公式，有如下公式：计算另一个温度下的汽化潜热，图采用传热传质分离结构的吸收式制冷循环流程图表选取参数值表名称吸收器出口冷却水温度冷凝器出口冷却水温度冷凝温度冷凝压力蒸发温度蒸发压力吸收压力吸收器出口稀溶液温度发生器出口浓溶液温度稀溶液质量分数浓溶液质量分数溶液热交换器出口浓溶液温度溶液热交换器出口稀溶液温度吸收器中喷淋溶液温度符号单位来源结果×）（），式中：为基准温度下的对比温度，值为；为为计算温度下的对比温度；对比温度；值为为基

6、准温度下汽化潜热，；，。）甲醇液相焓计算，利用混合溶液焓值计算公式（当离子液体）质量分数时，甲醇液相焓为甲醇故得到甲醇蒸气的焓值为，（），表各状态点参数表名称蒸发器中甲醇制冷剂液体标号温度压力质量分数焓值）（甲醇制冷循环的计算研究（）蒸发器中甲醇制冷剂蒸气吸收器出口稀溶液冷凝器中甲醇制冷剂液体采用单效循环理论，并采用传热传质分离的吸收器，具体流程（见图）为：甲醇稀溶液在发生器中被热源加热，产生制冷剂甲醇制冷剂甲醇蒸气在冷凝器中被冷却，并凝结蒸气，成液态，经过节流阀，进入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发，吸收冷媒热量，冷媒温度降低，制冷剂甲醇由液态转变为气态。由发生器出来的浓溶液，经溶液热交换器后，与

7、来自吸收器的部分稀溶液混合，进入吸收预冷器与冷却水进行热量交换，然后进入吸收器进行喷淋，吸收来自蒸发器的制冷剂甲醇蒸气。其中稀溶液先经溶液热交换器吸热升温，再进入发生器，进行下一个循环。设计参数设定制冷量，冷冻水出口温度冷却水进口温度热源温度：，冷凝器中甲醇制冷剂蒸气发生器出口浓溶液溶液热交换器出口稀溶液溶液热交换器出口浓溶液吸收器中喷淋溶液。各状态点参数值见表和表。各换热器热负荷计算）制冷剂流量（）发生器热负荷（）（）。式中为送往发生器的稀溶液的流量（）冷凝器热负荷（）（）吸收预冷器热负荷（）（）··第卷）溶液热交换器热负荷（）（）热力系数和热力完善度）热力系数发生温度超

8、过了溴化锂水溶液的耐腐蚀温度之而后，工质对将不再适用，故其适用范围要甲醇溶液对金属无腐蚀性，。大于结论对采用离子液体甲醇作为工质对的吸收式制冷循环进行了研究，对该吸收式制）最大热力系数式中：热源温度环境温度；）并与采用传统工质对的冷循环进行了热力计算，制冷循环的工作压力和等进行了比较。分析表明，新型工质对的工作压力要求适中，与但低于尽系统相当，系统，管如此，由于离子液体甲醇溶液对。因其适用范围要大于金属无腐蚀，此，离子液体甲醇工质对在吸收式制冷系统中具有一定的应用价值。参考文献王立，梁世强，等离子液体在吸收式制冷中的赵杰，北应用研究进展中国制冷学会学术年会京，：赵杰，郭永献，等离子液体梁世强，甲醇溶液热物性实验研究工程热物理学报，（）：，：，（）：赵杰，王立，等离子液体型新工质对吸收式梁世强，：制冷循环工程热物理学报，（）甲醇的基础物性数据公式兰化科技，唐宏青（）：，制冷原理及设备西安交通大学出版吴业正社，（）：，冷源温度。）热力完善度新型工质对与传统工质对制冷循环的比较基于通甲醇溶液热物性模型，过对单效循环进行计算，得出新型工质对的热力系数。为了与文献中和循环的制冷效率作比较，笔者选取了与文献相同的循环工况，即发生温度冷凝温度，蒸发温度则新型工质对与传统工质对单效，、循环系统工作压力、循环倍率（放气范围（及）的对