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新型太阳能无泵双效溴化锂吸收式制冷机的实验研究 摘 要 本文是有关新型太阳能无泵双效溴化锂吸收式制冷机的实验研究。通过使用具有弦月形热虹吸提升管的第二级发生器,相比于传统吸收制冷系统所需的100摄氏度,热源所需的最低驱动温度仅仅为68摄氏度。基于水平管降膜的方法,吸收器的性能可以通过第二发生器得到提高,由于在吸收器进口和出口浓度差的增加以及吸收器冷冻水进口与出口温度差的增加。相比于第二级发生器关闭的情况,第二级发生器的开启使得冷剂水的产量增加了68%。由于增加了冷冻水的温度降并降低了冷冻水出口温度,使得蒸发器的性能显著提高。这将导致整个制冷系统的性能的改善。最大性能系数(COP)将接近0.787。 引言 近年来,许多研究(李。格罗斯曼,2002)进行了由太阳能驱动的制冷系统,达到节约常规能源,减少环境污染的成果。尽管多种制冷系统已经开发和研究(洛兹伦特,1993;莱瑞,1995;约戈特,1992;程.帕特,1993),但是一些缺点在传统吸收制冷系统仍然尚未克服。其中包括系统的复杂性和高生产成本(包括溶液泵、压缩机等),严格要求的供热质量、数量,和太阳能利用的低效率。 因为太阳能加热系统需要长期运行在一个稳定状态的困难,联合驱动的制冷循环热量和电能正在提高。压缩机用于维持稳定的能源源源不断地输入吸收制冷系统(陈。哈瑞,1999),然而这仍然消耗能量。许多系统已经开发了高温(如过超过100摄氏度)热源。许多专门开发的产品,比如川崎WFC-S热水型单效吸收式制冷机用泡沫泵或机械溶液泵,可以由热水从太阳能加热源加热到70摄氏度到95 摄氏度之间。 无泵吸收制冷系统没有溶液泵是有吸引力的,因为这个系统是由低温热源驱动的。更简单的系统配置带有无泵吸收制冷系统使得小型系统为国内应用成为可能。因此,本研究的主要目的是提出一种新型紧凑无泵 (没有发生器泵、蒸发器泵和吸收泵)冷水机组并且评估其性能相比传统吸收式制冷系统有何特点。其目标制冷能力为4千瓦。 2 实验安排 2.1 实验装置 实验仪器的原理图1所示。装置包括:模拟太阳能集热器装置,半月形的热虹吸管高度管,气液分离器,第二级发生器,冷凝器,降膜吸收器,降膜蒸发器、水库和热交换器的解决方案。所有的组件都是由不锈钢制作除了换热设备,这是铜作为制作材料。 第二级发生器固定在气液分离器内它是由10毫米OD(外径)的盘绕铜管道组成的。热虹吸管高度管有两个半月形的管道它有1800毫米长。每个通道的高度管是由32毫米外径的外管和19毫米内径的内胎组成。图2显示了一个横断面视图的溶液提升管的一个半月形的通道的示意图。模拟太阳能收集器的热水注入内部提升管的一部分,外管的直接通道和第二级发生器三个并联管路。两个流监管机构用于调整体积流量这些管路。在热水泵的驱动下,热水通过高程管在同一方向当溴化锂水溶液流向半月形的通道时。 蒸汽在提升管和气液分离器中生成,由分离器隔板分开,然后通过折流板通道进入冷凝器,蒸汽路线有一个箭头在图1中表示。冷凝水在冷凝器中形成并且流入蒸发器通过液体流量计和u形节流管蒸发。浓(集中)溶液从气液分离器内流入换热器内并混合,然后流入吸收器吸收蒸汽。因此,溶液就会被稀释成为稀溶液。这种溶液流入溶液热交换器通过来自气液分离器的浓溶液被加热。 图1 无泵溴化锂吸收式制冷系统原理图 图2 半月形升高管的原理图 蒸发器与吸收器组装在一个单元内(见图3)。吸收器在单元的内部但是在蒸发器在单元的外部。滴淋盘(见图3 b)被固定在蒸发器和吸收器的顶部。垂直方向上的孔2 - 3毫米大小,而面对的水平盘管包裹的的不锈钢网筛则有10网格/英寸。孔均匀分布在两个同心圆内,用于喷淋浓溶液到吸收器的盘管的外表面,而小孔位于一个圈外用于喷冷凝水到蒸发器的盘管的外表面。因此,冷凝水或浓溶液可以定期通过均匀间隔的水滴孔喷到水平管道上。因此,水盘碓管表面的液体分布和润湿有很大的影响。 两种溶液的采样设备用于测量在吸收器的进口和出口处的溶液浓度。冷却水在吸收器和冷凝器的流动分别来自两个辅助恒温水箱。 测试装置 在目前的研究中,高浓度溶液的体积和冷凝水的产量是由两个流量计测量,其相对误差为2%。在这个系统中低于大气压的压力是由一个u形汞测量真空压力计测量的,其压力最小是1毫米汞(133.29 Pa)。19个校准铜=康铜热电偶用于监控在不同的测量温度变化点。电信号从这些热电偶采集、传输和分析了一个孤立数字处理单元。由计算机直接处理温度记录。测量温度的精度为±0.1 摄氏度。.玻璃水银热电偶是用来测量溴化锂溶液的温度并确定它的浓度,测量精度为±0.1摄氏度。波美比重计的密度误差为±0.01 g / ml。溶液的浓度可以确定溴化锂水溶液的相对密度温度图。模拟太阳能热源温度控制器是一个电加热系统。热水可以获

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