吸收式太阳能制冷系统的研究

吸收式太阳能制冷系统的研究

2006年10月第23卷　第5期

枣庄学院学报

JOURNALOFZAOZHUANGUNIVERSITYOct.2006

Vol.23NO.5

吸收式太阳能制冷系统的研究

孔军

(枣庄学院物理与电子工程系,山东枣庄　277160)

[摘　要]以太阳能热水器作为驱动热源,结合大型溴化锂吸收式制冷系统的特点,通过参数的选择,设计出适合太阳

能热水器的小型溴化锂吸收式制冷系统,为实验用和家用太阳能制冷系统的研制提供参考.

[关键词]溴化锂吸收式制冷;太阳能;cop

[中图分类号]TK511+13　　　　　　　[文献标识码]A　　　　　　　[文章编号]1004-7077(2006)05-0080-03

1　引言

;--水工质对制冷系统.由于氨-,且氨气与空气混和有爆炸的危险,.而溴化锂-水工质对无毒无味,,,环保性好,在一些热力资源丰富的行业应用广泛.溴化锂吸收式制冷系统又分为单效式,双效式和多效式,单效式溴化锂吸收式制冷系统在驱动热源的温度为70℃时,其性能系数COP可达到0.3-0.4当驱动热源的温度为90℃时,其性能系数

COP可达到0.7,能产出10℃左右的冷水.当驱动热源的温度为120℃时,其性能系数COP可达

到1.1,能产出7℃左右的冷水.由于溴化锂吸收式制冷系统以水作制冷剂,因而这种制冷系统只能提供0℃以上的温度,特别适合夏季低温热源的制冷.最近几年由于热管式真空管技术的进步,太阳能热水器的应用得到了普及,可在夏季提供90℃的热水,为溴化锂吸收式制冷系统使用提供了廉价的热源,因而溴化锂吸收式太阳能制冷系统必将得到广泛应用.

2　

溴化锂吸收式太阳能制冷系统的工作原理图

3　热力计算

设计计算参数:制冷系统的额定制冷量1000W;发生器驱动热水进口温度75-90℃;发生

[收稿日期]2006-06-09

[作者简介]孔军(1960-),男,山东曲阜人,枣庄学院物理与电子工程系副教授,主要从事机械制冷技术研究.

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吸收式太阳能制冷系统的研究

孔军　吸收式太阳能制冷系统的研究

器驱动热水出口温度70-85℃;冷凝器冷却水进口温度34-36℃;冷凝器冷却水出口温度36-38℃;蒸发器冷水进口温度12-15℃;出口温度9-10℃;吸收器冷却水进口温度30-32℃;出

口温度34-36℃.

3.1　设计工况的确定

驱动热水进口温度tk1=85℃,出口温度tk2=80℃;冷水进口温度tc1=14℃,出口温度tc2=

9℃;冷却水进口温度tw1=30℃,出口温度tw2=38℃.

3.2　设计参数的确定

蒸发温度t0=7℃,蒸发压力p0=1.01kpa;吸收器压力pa=p0-Δp,取Δp=80pa,Pa=920Pa;冷凝

器和吸收器用串联式流动,冷凝温度tk=38℃,冷凝压力Pk=5700Pa;发生器出口浓溶液温度t4=83℃;吸收ξ器出口稀溶液温度t2=38℃.根据压力pa和温度t2,t4在h-ξ图上查得ξa=58%,r=62%,循环倍率α=15.

由以选取的参数,可以计算出制冷循环中各状态点的焓值,温度,压力和浓度.

各状态点参数表名称

蒸发器出口制冷剂蒸气蒸发器中制冷剂水冷凝器进口制冷剂蒸气发生器出口浓溶液发生器中溶液吸收器进口浓溶液　　3.4　热负荷的确定

由蒸发器的单位热负荷q0,可求出制冷剂水的循环量D=Q0Πq0=1.5KJΠKg.热平衡的计算

q0+qg=5452KJΠKg,qa+qk=5456KJΠKg,相差很小.各种换热器的热负荷的计算见表;

状态点

1 13 456

焓值(KJΠKg)

29014505782985330320280

383879837348

a10009205630563056305672920

浓度(%)005800625762

各种换热器的热负荷计算表

名称发生器冷凝器蒸发器吸收器单位热负荷计算的公式

(-1)Πqg=h3 +αh4-h5qk=h3 -h4q0=h1 -h1

(-1)h6+h1 -αqa=αh2

单位热负荷(kJΠkg)

3005241224503040热负荷计算公式

Qg=DqgQk=DqkQ0=Dq0Qa=Dqa

热负荷值(KJ)

1400120210001300

3.5　各种工作介质流量的确定

驱动热水流量的确定;驱动热水的温度从85℃降到80℃,则单位热水的加热量为qk=

25KJΠK考虑10%的热量损失,则驱动热水流量为Gw=1.1QΠqk=200KgΠh;冷水流量的确定;G0(100034.2(tc1-tc2))=0.18mΠ=Q0Πh;溴化锂水溶液循环量的确定;Gr=αD=0.025mΠh.

3

3

4　传热面积的计算

4.1　传热系数的确定

传热管的材料,除发生器采用不锈钢管外,其他换热设备均采用紫铜管.发生器采用不锈

22

钢管,取传热系数Kg=1300wΠmk;冷凝器采用紫铜光管,取传热Kk=4200wΠmk;蒸发器采用紫22铜管喷淋,取传热系数KwΠmk;吸收器采用紫铜斜管,取传热系数Ka=1200wΠmk.0=2200

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4.2　传热面积的确定

名称发生器冷凝器蒸发器吸收器

K值(wΠm)

1300420022001200

2

公式

(kg((tk1-t5)-0.5(tk1-tk2)-0.65(t4-t5)))Ag=QgΠ

(Kk((tk-tw1)-0.65(tw1-tw2))Ak=QkΠ(KA0=Q0Π0((tc1-t0)-0.65(tc1-tc2))

(Ka((t6-tw1)-0.5(tw2-tw2)-0.65(t6-t2))Aa=QaΠ传热管外径(m)0.0160.0160.0160.016

传热管长度(m)

0.4430.440.4

()

0.240.05

0.142

4.3　各种换热管直径,长度及根数的确定

名称

发生器冷凝器蒸发器吸收器

4.4　配管大小的确定

2

π1Π配管内径的大小可由下式计算;d=(4GΠ3600kgΠh,V;为配管

根

12466

内介质的流速,水在管道内的流速为1.5-1mΠs,热水进出配管的内径为8mm;,10mm;冷水进出口配管流速

1mΠs配管内径为m.

4.5　COP的计算

(T2-T3)T1COP=Q0ΠQg71.可逆热机的性能系数copmax=(T1-T2)T3Π

T1-驱动热源的温度.T-环境的温度.T3-低温热源的温度.则可逆热机的性能系数

η=0.71Πcopmax=1.94.制冷系统的热力完度1.94=37%.

5　总结

本文研究的小型溴化锂吸收式太阳能制冷系统的COP只有0.71,热力完善度为37%,还有改善和提高的余地,主要应从以下几个方面着手;一提高驱动热水的进口温度由85℃提高到95℃.二发生器,冷凝器,蒸发器,吸收器均采用喷淋装置提高换热效果.三增加发生器中溴化锂水溶液的浓度,由58%提高到61%.

参考文献

[1]戴永庆.溴化锂吸收式制冷空调技术实用手册[M].北京:机械工业出版社,1999.[2]杨爱民.太阳能热管吸收式空调系统构造及分析[J].集美大学学报,2001,6(2).[3]郭明.溴化锂吸收式制冷机组的特点及应用分析[J].大连大学学报,2004,25(4).[4]李明.一种全新型太阳能供热与制冷联合循环复合系统[J].太阳能学报,1999,20(2).[5]钟浩.新型太阳能制冷与供热联合循环方式的研究[J].云南师范大学学报,2002,22(6).

ResearchsonSystemsofAbsorptionRefrigerationwithSolarEnergy

KONGJun

(PhysicsDepartment,ZaozhuangUniversity,Zaozhuang277160,China)

Abstrast:Incombinationwiththecharacteristicsoflager-scalesystemsonLiBrabsorptionrefrigeration,usethehotwaterofsolarenergyhotwaterunitsasheatingsource.Thesmall-scalesystemsonLiBrabsorptionrefrigera2tionwithsolarenergywasdesignedbyselectingfigures,inordertoprovidereferenceforresearchsandmanufac2turesonfamilyexpensesorlaboratoryexpensesrefrigerationsystems.Keywords:LiBrabsorptionrefrigeration;solarenergy;cop

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/auj4.html